□邰玉韋
(常州市北郊初級中學,江蘇常州 213002)
生物學學科核心素養(yǎng)是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分,其主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面[1]4。
真實情境是在教學過程中有效落實學科核心素養(yǎng)的重要載體,重視知識教學過程中真實情境的創(chuàng)設和知識應用于真實情境的問題解決能力的培養(yǎng),可有效發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。創(chuàng)設的教學情境越真實,越容易引起學生的注意力,越容易發(fā)揮學生的主動性,越容易使學生走向深度學習。那么,在生物學教學中如何創(chuàng)設真實情境才能提升學生的核心素養(yǎng)呢?本文從以下幾個方面進行淺顯探討。
“生命觀念”是指對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的抽象,是人們經過實證后的觀點,是能夠理解或解釋生物學相關事件和現象的意識、觀念和思想方法[1]4。單元主題教學是實現深度學習的一種有效途徑,單元主題情境教學需要根據教學內容對某類知識點進行整合和關聯,進而實現重要知識點的遞進性和系統(tǒng)性,有助于學生理解生物學現象與其本質,有助于形成初步的生命觀念,如結構與功能觀。
【案例1】“生物體的結構層次”是《義務教育生物學課程標準(2011 年版)》課程內容10個一級主題之一,其中涉及許多重要概念如細胞、分化、組織、器官等。學生對這些概念似懂非懂,常常死記硬背,很難真正理解,不能在解決實際問題時靈活運用。因此,教學中可以結合真實問題情境,運用“結構與功能觀”進行概念教學。
問題情境一:呈現光學顯微鏡下真實的紫色洋蔥表皮細胞、黑藻細胞等圖像,提問1:“單個細胞能夠完成植物體的所有生命活動嗎?”提問2:“為什么把細胞作為植物體的結構單位呢?”經過討論,學生逐漸清楚:1.植物細胞有明顯的形狀,因為細胞壁的主要成分是堅硬的纖維素,所以它的作用是保護和支持。細胞膜是柔軟的,緊貼細胞壁,在活細胞中它是有活性的,所以能夠控制物質進出細胞。細胞質是進行各種生命活動的主要場所,如其中的葉綠體可以完成光合作用,線粒體與呼吸作用有關,液泡與細胞的吸水和失水有關等等。細胞核因為含有遺傳物質,所以它的作用是可以貯存和傳遞遺傳信息。所以,單個細胞能夠完成植物體的所有生命活動。2.每個洋蔥細胞和黑藻細胞都具有這樣的結構和功能,因此細胞是植物體的結構單位,就像學校里每個教室的結構和功能是一樣,就是學校的教學結構單位。
問題情境二:呈現番茄實物解剖圖和光學顯微鏡下的其表皮細胞和葉肉細胞的圖像,提問:番茄細胞為什么要分化出不同結構的細胞群呢?經過討論,學生逐漸理解了,進行如下科學解釋:為了實現不同的功能,結構的多樣化決定了功能的多樣化,所以不同的細胞群形成不同的組織承擔了不同的功能,如番茄外表皮是保護組織,對葉肉細胞有保護功能;果肉屬于營養(yǎng)組織具營養(yǎng)作用等。
問題情境三:呈現放大鏡下小麥幼苗的根尖。從外部形態(tài)上來看,根尖頂端帽狀體根冠略帶一點發(fā)亮,再上面稍稍發(fā)暗的是分生區(qū),分生區(qū)的上面白色光滑的部分是伸長區(qū),再上面長著密密的根毛,這就是成熟區(qū)。提問:形態(tài)不同其結構會不同嗎?為下一個問題情境創(chuàng)設埋下伏筆。
問題情境四:呈現小麥幼苗根尖縱切的光學顯微結構圖,學生分析得知:根冠細胞的細胞形態(tài)不規(guī)則,多數細胞已經有了液泡;分生區(qū)細胞小,呈正方形,細胞核大,沒有液泡,所以發(fā)暗;伸長區(qū)的細胞呈長方形,有大液泡,含水量大,所以白得發(fā)亮;成熟區(qū)細胞體積較大,其表皮細胞向外凸起形成根毛。追問:結構不同其功能會不同嗎?再為下一個問題情境創(chuàng)設埋下伏筆。
問題情境五:你能從結構與功能相適應的角度,分析與推測根尖四個區(qū)的功能分別是什么嗎?通過問題情境三和四的創(chuàng)設,學生很快形成了如下推測:成熟區(qū)具有大量根毛可以增加根吸收水和無機鹽的面積,所以它是吸收水和無機鹽的主要部位;伸長區(qū)的細胞長度比分生區(qū)長,說明它的功能是靠細胞能夠迅速伸長,致使根尖的長度不斷增加,擴展到土壤的深處和四周;分生區(qū)有的細胞正在分裂,說明它具有分裂產生新細胞的功能;根冠分布在分生區(qū)外圍,作用是保護分生區(qū)等。
實踐證明,如果教師能有意識地在真實情境中運用“結構與功能觀”進行概念教學,既可以幫助學生理解概念的內涵和外延,又可以潛移默化地幫助學生形成正確的生命觀念。
作業(yè)設計是新課程改革的一個重要組成部分。實踐創(chuàng)作類作業(yè)主要是指圍繞某生物學問題通過學生動手實踐和探究來完成的作業(yè),或依托生物學重要概念通過創(chuàng)作作品來完成的作業(yè),可以是觀察實踐,可以是實驗探究,可以是模型制作,可以是文學創(chuàng)作等等,這樣的作業(yè)滲透著學科素養(yǎng)和人文素養(yǎng),促進學生對生物學概念的理解,培養(yǎng)學生的實踐探究意識,發(fā)展學生的科學思維和探究能力。同時,情境作業(yè)中涉及的不僅僅是生物學科的問題,學生需要進行建構和創(chuàng)作,指向的是深度理解與學習,需要解決很多綜合性的問題,促使學生綜合思維能力的提升。
【案例2】初中教學階段,為了幫助學生進一步理解植物體中的導管具有“自下而上”輸導水和無機鹽的功能,可以設計一項實踐探究類作業(yè)情境,讓學生嘗試完成“雙色花”或“多色花”的制作。教師可以進行一定的指導,如:①選取白色的百合花、桔?;?、月季花等。②礦泉水瓶2 個,用剪刀剪去上半部分,或兩只透明杯子等材料。③用稀釋為25%~30%濃度的紅墨水或藍墨水(也可以嘗試用其他顏色的染料)。④自主設計如何對花莖的下端進行科學處理。⑤把處理過的花枝插入染液中,放置一段時間后,取出實驗花枝觀察花瓣的顏色變化。這項實踐作業(yè)真正實踐起來具有很大的彈性,此作業(yè)具有一定指向性、層次性、開放性、實踐性、趣味性和探究性,適合所有不同層次的學生去完成。學生在設計和完成作品的實踐過程中,會不斷地提升自己解決問題的各項綜合能力,例如:“如何對花莖的下端進行處理?”不同學生的處理,結果不一樣:帶不帶葉子?要不要剪開下端莖?怎樣剪?花莖長短對結果有沒有影響?溫度對實驗結果有沒有影響?哪種花效果更明顯?一次實驗為什么沒有成功?等等。這些問題極大地激發(fā)了學生創(chuàng)新解決問題的積極性和主動性。
實踐創(chuàng)作類作業(yè)情境的特殊性賦予其更深層次的內涵,承載著引發(fā)學生高階思維的重任。教師需要努力轉變教學觀念,不斷創(chuàng)新作業(yè)的內容和形式,不僅要讓作業(yè)的形式“新”,內容“活”,更需要讓每個學生的思維與情感“動”起來,使學科功能得到充分實現,使學科素養(yǎng)得到充分提升。
基于真實情境引入社會議題,引導學生運用知識和方法去解決問題,從中培養(yǎng)學生的社會責任感和參與社會決策的能力,這是科學課程改革追求的重要目標。社會責任是指基于生物學的認識,參與個人與社會事務的討論,初步解決生產生活問題的擔當和能力。社會責任主要包括保護環(huán)境和健康生活兩種能力。其中保護環(huán)境能力,根據在不同復雜程度的情境中運用重要概念和方法解決問題的程度,學生水平從低層次到高層次主要表現在三方面:①能認同環(huán)境保護的必要性和重要性。②能分析和解釋個體或社會行為對環(huán)境的影響。③提出環(huán)境保護的合理化建議,并解決有關實際問題[2]。
【案例3】在教學中,可以利用真實事例進行如下教學設計。蝴蝶一生發(fā)育有四個期:受精卵、幼蟲、蛹和成蟲。目前,由江蘇幾位蝴蝶專家和多位蝴蝶愛好者自發(fā)組成的蝴蝶監(jiān)測組織逐漸發(fā)展起來了,他們經常在江蘇省境內的多個地方進行蝴蝶種類識別、統(tǒng)計和生態(tài)保護考察等。每年9 月份是江蘇板栗收獲的季節(jié),有一次,他們在一片板栗林下正在被清除的雜草里發(fā)現了馬兜鈴,馬兜鈴是一種許多蝴蝶幼蟲都喜歡吃的植物;同時,他們還發(fā)現在馬兜鈴葉子上有國家二級保護動物——金裳鳳蝶的幼蟲,而且這些幼蟲中有許多馬上要進入蛹期。如果這時候清除了這些雜草,金裳鳳蝶的幼蟲就失去了這些食物,失去了這片棲息地,意味著它們將很快死去。但如果不清除這些雜草,板栗林主就無法采收板栗。面對以上情況,如果你是蝴蝶愛好者,你會怎么辦?有哪些好的建議?如果你是板栗林主,你會怎么辦?有哪些好的建議?學生能夠從生物學的角度進行討論,即從保護蝴蝶、保護生物多樣性、保護動物棲息地、可持續(xù)發(fā)展經濟、保護環(huán)境、平衡發(fā)展等角度考慮,提出合理化建議。通過不同角色扮演,學生能夠深入考慮到此情境下所有利益相關的主體,從而明白在不傷害他人利益的情況下來優(yōu)化自身生活質量的道理,成為一名理性的決策者和積極的問題解決者。
社會議題情境往往是復雜綜合的,情境中蘊含著許多知識、方法和價值取向。將生物學社會議題引入到生物學課程中,往往能夠整合課程,打破模塊、章節(jié)的界線,讓學生真正參與到真實的、鮮活的實踐活動中,去經歷思維辨析、價值取向的深度綜合體驗過程,從而提升學生的理性決策能力,積極喚醒學生的社會責任感,形成促進學生個人成長和社會進步的正能量。
總之,在教學中,將生物學概念知識置于有意義的真實情境問題中來理解和掌握,有助于激發(fā)或強化學生對生物學科的學習興趣,有助于培養(yǎng)學生從多維度去思考和探索科學知識的發(fā)生和發(fā)展,從而提升學生解決實際問題的能力,提升學生的認知能力、高階思維能力和創(chuàng)造能力等。