李能國

筆者自2006年以來，與邰玉韋老師共同研究了多項(xiàng)江蘇省重點(diǎn)省級(jí)課題和工作室項(xiàng)目，如“促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的生物學(xué)科教學(xué)研究”“中學(xué)生科學(xué)探究能力的評(píng)價(jià)研究”“生物學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)與評(píng)價(jià)”等，這些研究均指向發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)和生物學(xué)科核心素養(yǎng)與關(guān)鍵能力。目前，邰老師所領(lǐng)銜的常州市名教師工作室跟進(jìn)的研究項(xiàng)目“生物學(xué)模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)與評(píng)價(jià)實(shí)踐研究”的開展，正是對(duì)其教學(xué)主張的進(jìn)一步有效落實(shí)和深度教學(xué)拓展。聚焦建模教學(xué)能夠更好地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，可以從四個(gè)方面來理解。

一、建模教學(xué)體現(xiàn)了課程理念

生物學(xué)模型建構(gòu)能力是科學(xué)思維能力的重要組成部分，而科學(xué)思維能力又是生物學(xué)科關(guān)鍵能力之一。邰老師課堂建模教學(xué)中運(yùn)用的一系列策略，如滲透建模思想、重視科學(xué)引導(dǎo)、搭建建模腳手架、經(jīng)歷建模實(shí)踐、運(yùn)用模型解決實(shí)際生活的問題等，充分體現(xiàn)了《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》所倡導(dǎo)的課程理念。一方面，生物學(xué)課程是科學(xué)領(lǐng)域中的一門以探索性和實(shí)踐性為突出特點(diǎn)的學(xué)科課程，它具有豐富的、獨(dú)特的生物學(xué)知識(shí)體系，邰老師重視從科學(xué)探究能力、科學(xué)思維能力和實(shí)踐能力等方面著眼發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，體現(xiàn)了生物學(xué)課程的學(xué)科特點(diǎn)和育人價(jià)值;另一方面，建模教學(xué)關(guān)注了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的實(shí)踐經(jīng)歷，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主動(dòng)參與，重視了在科學(xué)探究活動(dòng)中讓學(xué)生完成課程任務(wù)，滲透了學(xué)科學(xué)習(xí)的基本思想、研究過程和方法，有利于學(xué)生獲得解決現(xiàn)實(shí)社會(huì)中問題的能力和素養(yǎng)。邰老師特別注重對(duì)探究與實(shí)踐過程的評(píng)價(jià)，而模型作品本身常常自發(fā)地彰顯著學(xué)生的個(gè)體差異和發(fā)展需求，成為課程學(xué)習(xí)過程中的有效評(píng)價(jià)載體。此評(píng)價(jià)方式直觀有效，符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)，更有利于幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我、完善學(xué)習(xí)、樹立自信，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的達(dá)成。

二、建模教學(xué)滲透了學(xué)科思想

生物學(xué)學(xué)科思想是人們在認(rèn)識(shí)自然界各種生物變化的實(shí)踐活動(dòng)中建立起來的思維意識(shí)，如在生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)過程中，需要幫助學(xué)生形成關(guān)注結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的思想，需要強(qiáng)調(diào)研究問題的思路應(yīng)從特殊到一般，需要重視獲得數(shù)據(jù)或證據(jù)的觀察、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的思想等。邰老師強(qiáng)調(diào)建模教學(xué)應(yīng)該立足于學(xué)生，以學(xué)生的探索發(fā)現(xiàn)心路歷程為導(dǎo)向逐步實(shí)現(xiàn)構(gòu)建模型，讓學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行探索交流。同時(shí)，邰老師和她的工作室團(tuán)隊(duì)善于挖掘生物科學(xué)史中蘊(yùn)含的豐富的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)世界觀、科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度等內(nèi)容，并充分發(fā)揮其教育價(jià)值。如“生物進(jìn)化的學(xué)說”這節(jié)課開展了接近加拉帕戈斯群島地雀實(shí)際生活的深度模擬建?；顒?dòng)，并滲透了類比推理的思想和方法，借助昆蟲翅膀和地雀鳥喙的鮮明特征，將抽象思維和形象思維進(jìn)行融合，建構(gòu)了生物進(jìn)化的歷程和預(yù)測物種進(jìn)化的模型，引導(dǎo)學(xué)生逐漸走進(jìn)了達(dá)爾文的生物進(jìn)化的基本思想和觀點(diǎn)，進(jìn)一步理解了自然選擇學(xué)說是達(dá)爾文《物種起源》的核心思想。高中生物新課標(biāo)中明確指出，要讓學(xué)生了解建模的方法和在科學(xué)研究中的意義。從邰老師的多節(jié)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、問題解決的過程上看，建模不僅僅讓學(xué)生獲得一種研究生物學(xué)的方法，在模型建構(gòu)過程中，當(dāng)這些重要概念被逐漸賦予結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化和意義化的同時(shí)，展現(xiàn)的更是一種學(xué)生思維發(fā)展的動(dòng)態(tài)路徑或生態(tài)模式，突出了事物的發(fā)生發(fā)展過程，即模型所表征的內(nèi)涵具有強(qiáng)大的解釋與預(yù)測功能。這樣的模型建構(gòu)過程讓生物學(xué)學(xué)習(xí)充滿了意味和情趣。

三、建模教學(xué)指向了深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)本質(zhì)的理解和對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的批評(píng)性利用，追求有效的學(xué)習(xí)遷移和真實(shí)問題的解決。深度學(xué)習(xí)需要基于更有意義的教學(xué)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐，才能真正地解決真實(shí)問題?！澳Ｐ徒?gòu)”幫助學(xué)生形成解決疑難問題的生物學(xué)思想和方法，是促進(jìn)學(xué)生積極、深入?yún)⑴c深度學(xué)習(xí)的重要途徑。建模教學(xué)需要進(jìn)行梯度教學(xué)，需要解決一系列的情境問題，因此圍繞核心問題解決的發(fā)展性活動(dòng)任務(wù)幾乎貫穿整節(jié)課堂教學(xué)。科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)等的發(fā)展是相互促進(jìn)的，邰老師在帶領(lǐng)學(xué)生制作模型作品的過程中，常常運(yùn)用這些學(xué)科的概念或思想，一定程度上進(jìn)行了跨學(xué)科概念的設(shè)計(jì)。如在“設(shè)計(jì)并制作一個(gè)立體的現(xiàn)代溫室大棚模型”項(xiàng)目任務(wù)中，她首先要求學(xué)生依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和自主學(xué)習(xí)回憶相關(guān)知識(shí)與溫室大棚真實(shí)場景，提出自己的想法或需求，在A4紙上初步繪制一個(gè)平面模式圖。其次，為了更直觀地表征生物學(xué)意義上的結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性，學(xué)生在取舍模型材料時(shí)，需要充分比較和考慮多種可用材料的材質(zhì)和性能，比如，優(yōu)先選擇透明塑料盒來模擬溫室大棚，而不選擇其他彩色的材料，是因?yàn)閷W(xué)生理解了光合作用的條件是光;選擇飲料管模擬水管，因?yàn)樗侵参锕夂献饔玫脑系取W(xué)生選擇了材料后，還需要對(duì)所選材料進(jìn)行一定的加工，然后按照一定順序或規(guī)律組裝，組裝的過程中已經(jīng)進(jìn)行了立體模型圖的構(gòu)畫與設(shè)計(jì)。再次，對(duì)作品做進(jìn)一步完善。因此，基于模型建構(gòu)的充分的自主活動(dòng)是學(xué)生獲得深度體驗(yàn)的重要方式，這種具有復(fù)雜問題情境的跨學(xué)科綜合，也是實(shí)施主題深度學(xué)習(xí)的條件。

四、建模教學(xué)發(fā)展了科學(xué)思維

科學(xué)思維能力指能夠基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，解決生物相關(guān)問題的能力?？茖W(xué)思維培養(yǎng)需要依托概念的形成和伴隨科學(xué)探究活動(dòng)的進(jìn)行?！叭梭w與外界環(huán)境的氣體交換”一節(jié)中“呼吸運(yùn)動(dòng)的發(fā)生過程”這個(gè)概念是動(dòng)態(tài)的，理解起來較為復(fù)雜和抽象，既是教學(xué)重點(diǎn)又是教學(xué)難點(diǎn)。邰老師通過課堂教學(xué)開展了模擬建模探究活動(dòng)，小組可以選擇小氣球、醫(yī)用V形三通塑料管、乳膠手套、PP材料塑料杯、剪子、橡皮泥、橡皮筋或細(xì)線等材料，制作一個(gè)簡易呼吸運(yùn)動(dòng)模型。操作探究并回答：①膈肌收縮（下拉乳膠手套），胸廓體積增大還是減??？此時(shí)，肺吸氣還是呼氣？②膈肌舒張（松手回升），胸廓體積增大還是減??？此時(shí)，肺吸氣還是呼氣？③用手連續(xù)捏幾下塑料杯的壁，觀察“氣球”有什么變化。④進(jìn)一步猜想：肋間肌收縮時(shí)，胸廓會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？體積怎樣變化？肺吸氣還是呼氣？制作并運(yùn)用模型解決系列問題的過程促進(jìn)了學(xué)生深度思考，加深了學(xué)生對(duì)概念的直觀體驗(yàn)和理性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)發(fā)生過程和原理的理解能力，幫助學(xué)生形成了結(jié)構(gòu)與功能適應(yīng)觀，發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維，激發(fā)學(xué)生開展科學(xué)探究的欲望和興趣。

（作者系江蘇省常州市教育科學(xué)研究院副院長，常州市生物教研員、正高級(jí)教師、江蘇省特級(jí)教師）

責(zé)任編輯：孫昕

heartedu_sx@163.com