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核心素養(yǎng)視域下生物項目化學習的探索與研究

2024-06-18 09:55:03吳偉平
新教育·科研 2024年5期
關鍵詞:項目化學習初中生物

吳偉平

【摘要】生物核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學思維、科學探究以及社會責任四大核心素養(yǎng),項目化學習則是本著科學的態(tài)度對驅(qū)動性問題進行探索與研究,并可以對研究成果在新情境中進行“遷移”。二者以科學探究為紐帶,在探究過程中滲透生命觀念,培養(yǎng)科學思維,建立社會責任意識;同時賦予學生解決問題的能力,加深其對生物知識以及學習過程的理解,并將學習素養(yǎng)逐漸轉(zhuǎn)化為持續(xù)的學習實踐。

【關鍵詞】初中生物;核心素養(yǎng)視域;項目化學習;課堂探索

近些年學科核心素養(yǎng)的提出為培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才指明了道路,同時也為教師發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)式教學課堂的缺陷與不足提供了參考。因此尋求新的教學方式,對傳統(tǒng)的教學模式進行改良已成為重中之重。項目化學習具有真實性、實踐性、科學性和深度思維等特點,在眾多學習方式中脫穎而出。為此,本文借助項目化學習的科學探究過程來論述如何培養(yǎng)學生生物學科核心素養(yǎng)。

一、基于生命觀念,重構項目化學習的主題

生物學科的知識內(nèi)容是以生物及生物活動作為核心所拓展的,因此項目化學習的核心與主題應當圍繞生物以及生物活動進行開展,即圍繞最基本的生命觀念來制定項目化學習的核心與主題。這樣學生可以通過生物的多樣性、統(tǒng)一性、獨特性和復雜性來認知基本的生命活動規(guī)律,理解相關的生物學事件以及現(xiàn)象。

1.觀察細胞,滲透結構與功能觀

教師首先可以將學生導向至生物的基本構成單位—細胞;并且還可以通過觀察細胞的結構趁機學習細胞所擁有的功能,更是可以在這個過程中滲透結構與功能觀念。

以“生物體有相同的基本結構”的教學為例。教師可以采用最基本的引言“動物、植物都是生物,那么這兩者之間是否具有通性?如果有的話又是什么呢?”來引導學生進行思考;然后再以“生物體之間的通性是‘生物體都是由細胞構成的,那么各種生物之間的細胞是否有區(qū)別呢?”這個帶有驅(qū)動性的問題為引導開展項目化學習。那么學生首先會去采集不同生物的細胞,而應該如何去采集呢?這是開展項目化學習所面臨的第一個問題;采集到細胞以后應該如何操作呢?這是第二個問題;觀察細胞的話又要如何觀察呢?這里將會涉及一個隱形的問題“如何使用顯微鏡觀察細胞”;緊接著則是運用顯微鏡觀察后所遇到的問題“細胞中這些都是什么呢?各自都有什么作用呢?”這樣組成了一個完整的項目化學習的過程,學生在其中會逐漸解決問題,并通過最后的觀察結果來形成結構與功能觀。

2.探究呼吸,發(fā)展物質(zhì)與能量觀

生物的構成離不開細胞,那么細胞的生存需要何種條件?生物的生長有需要什么要求?這是驅(qū)動學生探究呼吸的良好問題。學生可以在探究過程中發(fā)現(xiàn)物質(zhì)與能量之間的轉(zhuǎn)換,了解更多物質(zhì)與能量相關的知識,從而可以很好地發(fā)展物質(zhì)與能量的基本觀念。

例如,在教學“能量的釋放與呼吸”的時候,教師可以利用人體的呼吸來開展項目化學習。如“人在劇烈運動的時候會出汗,同時也會很熱,呼吸也會很劇烈,那么為什么會產(chǎn)生這樣的變化呢?”學生因為好動,很是明白這種感受,會主動去探索這個問題。然后學生會發(fā)現(xiàn)“運動的過程是一個消耗能量的過程,那么會產(chǎn)生熱,為了降低熱量,身體會排水分,皮膚表面會分泌汗滴造成出汗?!?;緊接著可以了解到“能量既然有消耗,那么就需要補充,而能量的產(chǎn)生離不開氧氣,氧氣存在于外界,需要呼吸來獲取氧氣,這一系列造成了呼吸的劇烈?!边@說明呼吸伴隨著能量與物質(zhì)的變化。這樣學生通過探究呼吸發(fā)展了自身的物質(zhì)與能量觀。

3.解釋遺傳,深化進化與適應觀

生物的成長需要時間,生物的演變與進化更不是一蹴而就。教師可以借助項目化學習來向?qū)W生解釋什么是遺傳,以及遺傳所代表的涵義與意義。這一探究過程可以幫助學生建立生育的概念,并為其深入解釋進化與適應的關系。

例如,在教學“生物的遺傳”的時候,教師可以先不向?qū)W生解釋遺傳的定義,而是向?qū)W生說出一句俗語“龍生龍,鳳生鳳,老鼠的兒子打地洞”。那么面對這句話,學生自身會產(chǎn)生疑問“龍生龍,那龍能不能生出別的呢?”這樣的疑問觸及到了遺傳的本質(zhì),這個時候教師可以解答學生的疑問“生物學中龍只能生出龍”;緊接著學生新的疑問隨之而來“為什么呢?”那么憑借這個問題完全可以開展遺傳相關的項目化學習。學生首先會發(fā)現(xiàn)遺傳是生物的親代有的性狀,那么子代也會出現(xiàn),這意味著如果生物的親代都是白色的話,那么子代的顏色大概率也是白色。然后再聯(lián)系之前所學習過的遺傳物質(zhì),這個時候?qū)W生會將遺傳與遺傳物質(zhì)之間的關系進行搭建,可以得到遺傳物質(zhì)決定遺傳,那么進化與適應應該是對應的遺傳物質(zhì)流傳了下來。這樣學生對于進化與適應觀的理解變得更加深入。

二、指向科學思維,創(chuàng)新項目化學習的策略

項目化學習實際上是對問題的持續(xù)探索,是先發(fā)現(xiàn)問題、解決問題;然后在解決問題的過程中又發(fā)現(xiàn)新的問題,從而再去進行解決。這一持續(xù)探索過程需要多種思維方式,并且這種方式是可以被用到解決實際生活中的具體問題之中。同時項目化學習中的挑戰(zhàn)性問題可以被用于創(chuàng)造培育高階思維的具體情境,借此來培育和發(fā)展學生的各項高階思維能力,如分析能力、邏輯思維以及科學思維所涵蓋的其他思維能力。

1.任務法,提出個性見解

項目化學習需要具有驅(qū)動性的問題,這意味著可以借用任務法的一些內(nèi)容,而不同的學生面對相同的任務會有不同的見解,這是因為其思維方式的不同。教師可以利用這一點來刺激學生科學思維的發(fā)展。

例如,在教學“多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)”的時候,教師完全可以采用攤派任務的方式來開展項目化學習。教師可以向?qū)W生布置以下的任務“選擇一個生態(tài)系統(tǒng)進行調(diào)查,記錄其中的組成成分”。面對這種大型任務,學生會各自組合成為小組,然后再對整個小組感興趣的生態(tài)系統(tǒng)進行調(diào)查。那么在這個過程中,有些小組會出現(xiàn)采集樣本的行為,在最后小組之間的相互評價環(huán)節(jié)教師可以提出一個問題“如何處理采集到的樣本?”這對學生來說是一個難題,也是一個沒有想過的問題。這充分說明了學生自身思維的不足,這個時候教師可以出來引導“雖然我們是在進行生物研究,但是也應對調(diào)查的樣本進行保護,這是生物調(diào)查與實驗中首先應當注意的”。這樣不僅學生認知上的缺陷得到彌補,科學思維也得到發(fā)展。任務法支持學生進行獨立思考,這很鍛煉學生的思維能力;同時任務很有可能涉及廣泛的知識面,這不僅有助于拓寬學生的知識面,還可以保證學生都會有各自的任務,保障了學生的參與度。

2.支架法,指導分類比較

項目化學習還可以借助支架法,即教師引導學生進行探索,在探索的過程中逐漸減少引導,讓學生自行探索。教師可以在這一過程中指導學生進行分類比較。

例如,在教學“生物進化的原因”的時候,教師可以采用支架法來逐漸豐富學生對于生物進化的原因的了解。在經(jīng)過前面的學習后,學生對于生命進化的原因停留在生物遺傳的變異。這個看法顯然是不對的,面對這種情況教師可以逐漸搭建支架。首先教師可以引導“如果生物只變異,環(huán)境不變化,生物會變化嗎?”;然后再提出“那么如果生物沒有變異,環(huán)境一直變化,生物會進化嗎?”;最后則提出“生物進化的原因是什么?”在這種支架法的項目式學習下,學生很快會領悟到“事物的變化是由外部因素和內(nèi)部因素共同決定的”,那么以后學生在面對問題時也會從這兩方面入手。這樣學生的科學思維則會出現(xiàn)內(nèi)外、正反的提升。

3.實踐法,進行批判審視

生物課程的開設依托于生物以及生物的活動,那么項目化學習也應注意這一點,與真實生活相結合,運用實踐法對自身的想法與思維進行批判與審視,看是否符合實際生活狀況。

例如,在教學“人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響”的時候,實踐法將是首選。教師通過結合實際的問題—“人口增長的過程中,生物數(shù)量與種類的變化是怎么樣的?環(huán)境又發(fā)生了什么樣的變化?”來開展項目化學習。這一問題需要大量的調(diào)查數(shù)據(jù)做支撐,而按照科學思維進行推理也可以得到部分答案:人口數(shù)量的增加意味著需求的增加,這意味著生存面積出現(xiàn)了競爭,這將會威脅到某些生物的生存土壤,那么生物的數(shù)量和種類隨著人口數(shù)量的增加肯定是逐漸減少的。而生態(tài)環(huán)境是有一定的惡化的,因為人類消耗資源的速度遠遠大于其他生物消耗資源的速度。那么通過這樣的分析與推理,學生會發(fā)現(xiàn)科學思維在生物問題中的妙用,從而也會受到推理過程的影響,形成并建立一定的科學思維。

三、聚焦態(tài)度責任,拓展項目化學習的途徑

生物學科的課程學習最終目的是要基于生物知識的認知,結合具體生活資源來解決具體的現(xiàn)實生活問題。這一目的的良好實現(xiàn)需要良好地調(diào)節(jié)人類與各類生物生活之間的關系;更是需要對人類負責、對生物負責的雙重態(tài)度來思考現(xiàn)實生活問題。因此生物課程的項目化學習中社會責任教育是必不可少的,教師可以從多個方面結合現(xiàn)實問題來拓展項目化學習的具體途徑。

1.學科融合,揭秘神秘現(xiàn)象

多學科融合式學習對于學生的幫助是很明顯的,而生物課程的開展更是需要學科之間的相互融合。教師可以借助其他學科的力量揭示某些神秘現(xiàn)象中蘊藏的生物原理,以此來幫助學生建立合格的生物觀念。

例如,在教學“人體的神經(jīng)調(diào)節(jié)”的時候,借用信息科技將會是一件很美妙的事情。教師可以通過信息技術直觀地展示出神經(jīng)在人體中的具體作用。如“神經(jīng)如何調(diào)節(jié)人體的活動?”這一項目化學習,借助信息技術工具是不錯的選擇。教師可以通過投影的方式在投影儀上向?qū)W生展示神經(jīng)的分布;然后借助具體的神經(jīng)調(diào)節(jié)活動,如手碰到火會主動縮回這一行為。電腦就會播放出手碰到火時身體的反應:手感覺到火焰的熱量,感受到灼燒的疼痛,而疼痛會引起神經(jīng)細胞的放電活動,這一活動將沿著神經(jīng)纖維傳導至腦部,經(jīng)過轉(zhuǎn)化再傳輸?shù)绞植浚屖挚s回。這樣教師利用生物與信息技術的融合揭露了神經(jīng)傳導的奧秘。生物課堂上融合其他學科還可以模糊知識之間的邊界感。更為主要的是可以打破學生思維慣性,讓學生轉(zhuǎn)變自身的視角,多角度思考生物知識。

2.自主實驗,探索自然奧妙

生物課程中必不可少的學習內(nèi)容之一為生物實驗的開展。首先,生物實驗可以引起學生的興趣;其次,生物實驗的開展過程可以鍛煉學生的實際動手能力;最后,生物實驗可以將龐大的自然奧妙微縮化,讓學生可以更直接地探索自然奧妙。

例如,在教學“生物對環(huán)境的影響”的時候,自主實驗完全可以體現(xiàn)這一影響。教師應首先向?qū)W生展現(xiàn)問題“生物對環(huán)境的影響是取決于種類,還是取決于數(shù)量,或者是二者皆有?”面對這一問題,學生可以很好地通過自主實驗來完成相關的項目。生物對環(huán)境的影響最直觀的體現(xiàn)就是生物對于植被的影響,那么不同的學生會選擇在不同的環(huán)境飼養(yǎng)不同的動物。有的學生會在魚缸飼養(yǎng)魚;有的學生會在固定的泥土中飼養(yǎng)螞蟻;有的學生則會選擇蜈蚣與螞蟻同時飼養(yǎng),然后調(diào)節(jié)其中各自的數(shù)量。他們很快就會發(fā)現(xiàn)生物的數(shù)量增多對于環(huán)境的壓力會變大,生物的數(shù)量會出現(xiàn)先增加后減少的局面。而生物種類的變化也會出現(xiàn)生物環(huán)境的變化,會導致同樣的結果。這樣學生就通過自主實驗發(fā)現(xiàn)自然奧妙,從而會尊重自然法則,保護食物鏈中的每一環(huán)。生物實驗不同于其他學科實驗,這一實驗可能需要較長的時間來開展。這意味著生物實驗可以很好地鍛煉學生的耐心。同時還可以考察學生的觀察能力與分析能力—看學生是否注意到其中的變化,為什么會出現(xiàn)這種變化。

3.聯(lián)系生活,養(yǎng)成健康習慣

生物學科與生活相貼合,因此教師可以在生物課程項目化學習中聯(lián)系實際生活,通過實際生活中反映出來的生物變化來對學生進行引導,從而幫助學生養(yǎng)成健康的生活習慣。

以“選擇健康的生活方式”的教學為例,在這一章節(jié)完全可以直接聯(lián)系實際生活,借助實際生活中的具體數(shù)據(jù)來向?qū)W生展示什么是健康的生活方式。以兒童經(jīng)常出現(xiàn)的蛀牙和近視為基本案例,教師可以開展“如何避免蛀牙和近視”的項目化學習。那么想要避免蛀牙和近視,學生需要先了解為何會患蛀牙與近視。對實際生活中有蛀牙與近視的人的生活習慣進行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)蛀牙的患病原因包括且不限于愛吃甜食、不愛刷牙、經(jīng)常喝碳酸飲料等;近視的患病原因包括且不限于長期玩手機等。面對這些限制條件,學生自然而然地會進行規(guī)避,防止出現(xiàn)蛀牙與近視。這樣通過對實際生活的調(diào)查就幫助學生養(yǎng)成了健康習慣。日常生活融入生物課堂的妙趣在于實際生活經(jīng)驗與理論知識的對比,學生可以利用這種“對比”來相互驗證,以此來加深自身對于生物知識的理解;同時還可以樹立合理的生活觀念,尊重生活中的不同生物,養(yǎng)成良好的生物責任態(tài)度。

項目化學習可以培養(yǎng)學生的批判性思維、合作能力、溝通能力以及創(chuàng)造能力等各種內(nèi)在的素養(yǎng);并可以結合實際生活,保持學習的真實性,使得學生在解決問題的過程中保持與現(xiàn)實世界的聯(lián)系,真正感受學習的意義。

【參考文獻】

[1]于體山.初中生物教學中培養(yǎng)學生生態(tài)文明素養(yǎng)的路徑探討[J].新課程研究,2022(35).

[2]周曉燕.大概念統(tǒng)領的初中生物單元教學設計—以“生物與環(huán)境”為例[J].新課程導學,2023(12).

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