摘 要：探究實踐是科學類課程的核心素養(yǎng)之一。從小學科學到高中生物學，不同學段都有著科學探究和工程實踐的培育要求。教師應對不同學段探究實踐素養(yǎng)培育、課程內(nèi)容的銜接進行研究，認識學段銜接在探究實踐素養(yǎng)培育中的意義，并實施“關(guān)注前概念，建立科學概念”“進行項目化學習，明晰學段學習目標”“注重大單元教學，積累學習經(jīng)驗”“關(guān)注表現(xiàn)性評價，支撐教與學的改進”四種策略。

關(guān)鍵詞：學段銜接；探究實踐素養(yǎng)；初中生物學；項目化學習；大單元教學

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）25-0099-05

2023年5月，教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加強新時代中小學科學教育工作的意見》提出，要基于探究實踐扎實推進科學教育，引導學生廣泛參與探究實踐，做到學思結(jié)合、寓教于樂，自覺獲取科學知識、培養(yǎng)科學精神、提升科學素質(zhì)。不同學段的科學類學科課程標準中，都將探究實踐或科學探究作為學科核心素養(yǎng)的重要組成部分，如《義務教育科學課程標準（2022年版）》《義務教育生物學課程標準（2022年版）》將探究實踐界定為課程核心素養(yǎng)之一，《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》在界定核心素養(yǎng)時雖然用科學探究這一表述，但其內(nèi)涵包含掌握科學探究的基本思路和方法，提高實踐能力等。從小學到高中，學生的探究實踐素養(yǎng)培育應是持續(xù)螺旋上升的過程。然而，在實際教學中，不同學段的探究實踐素養(yǎng)培育又是割裂的。科學的學段銜接能夠幫助學生將小學所學知識作為初中學習的基礎(chǔ)，與高中乃至更高層次的學習緊密相連，形成連貫性和系統(tǒng)性的知識體系，促進知識的深化與拓展。在初中生物學教學實踐中，教師可以設(shè)計具有連貫性和層次性的探究活動，使學生經(jīng)歷科學探究的全過程，逐步培養(yǎng)起對生物學的濃厚興趣和探究欲望，從而有效提升學生的探究實踐素養(yǎng)。

一、不同學段探究實踐素養(yǎng)的銜接

探究實踐既包括科學探究，又包括工程實踐?？茖W探究指的是科學家用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據(jù)提出科學解釋的途徑，包含觀察、證據(jù)和推理三個環(huán)節(jié)；工程實踐針對實際需要明確問題，設(shè)計和實施工程學實踐方案，并用工程產(chǎn)品來驗證某些原理、現(xiàn)象和設(shè)想?？梢哉f，科學探究是工程實踐的前提與基礎(chǔ)，工程實踐是科學探究的方法與目的，兩者互相聯(lián)系，相輔相成。以科學探究的觀察、證據(jù)、推理和實踐作為探究實踐素養(yǎng)內(nèi)涵的四個維度，在小學科學、初中生物學、高中生物學不同學段中，探究實踐素養(yǎng)呈現(xiàn)螺旋上升態(tài)勢（如下頁圖1）。

小學階段重在選擇工具進行觀察、描述并記錄，運用觀察、實驗、查閱資料、實地調(diào)查、案例分析等方式獲取信息，初步具有描述和處理信息的能力，能利用身邊材料制作簡單裝置或改進模型［1］11-13。初中階段要求從觀察到的生物學現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)和提出問題，通過實驗、觀察、調(diào)查等活動獲取證據(jù)，得出合理的結(jié)論，基于證據(jù)進行獨立思考和判斷，多角度、辯證地分析問題，采用工程技術(shù)手段通過設(shè)計、制作和改進，形成物化成果［2］3-7。高中階段要求能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學問題并對特定的生物學現(xiàn)象進行觀察，設(shè)計實驗、獲得結(jié)果并分析結(jié)果，熟練運用科學思維方法展開討論、審視或論證，將科學、技術(shù)、工程學和數(shù)學等學科的知識和方法綜合運用在實踐活動中，解決生活中的實際問題［3］5-6。

二、不同學段生物學課程內(nèi)容的銜接

教師依據(jù)從小學到高中階段的學生特點和學科特點，以及學生在認知、情感等方面的發(fā)展，對照不同學段課程標準中有關(guān)探究實踐素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，合理安排相應的課程內(nèi)容，使初中階段的生物學學習與小學階段、高中階段的學習能夠有效銜接、循序漸進、連貫一致，引導學生逐步深入地認識生物學的科學本質(zhì)和重要的思想觀念。以初中生物學課程的七個學習主題、九個大概念為例，初中生物學課程內(nèi)容與小學、高中的銜接如下頁表1所示。

通過對不同學段的生物學課程內(nèi)容的對比分析，教師發(fā)現(xiàn)，初中生物學課程中共有25個重要概念，小學科學課程內(nèi)容中相對應的有17個重要概念；初中生物學課程標準中的9個大概念，與高中生物課程標準中必修和選擇性必修中的10個大概念相互對應。小學、初中和高中的生物學課程內(nèi)容密切相關(guān)，初中生物學課程內(nèi)容具有承上啟下的作用。

三、探究實踐素養(yǎng)培育的策略

（一）關(guān)注前概念，建立科學概念

生命觀念是生物學核心素養(yǎng)的獨特組成部分，學生生命觀念的建立需要以概念為支撐?？茖W思維是概念形成的工具，探究實踐的過程和結(jié)果，既訓練學生的科學思維，又幫助學生建立科學概念和生命觀念。學生已經(jīng)建立的前概念具有正遷移或負遷移效應，關(guān)注學段銜接，需要發(fā)現(xiàn)那些似是而非的日常概念、與科學概念相抵觸的錯誤概念。教師創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，幫助學生在學習活動中辨析真?zhèn)?，由表及里抓住事物的本質(zhì)，從而建立科學概念，為運用概念奠定基礎(chǔ)。

例如，重要概念“細胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”的教學，在不同學段的課程內(nèi)容、學業(yè)要求以及學習活動建議都有所不同。“植物細胞的結(jié)構(gòu)與功能”是七年級生物學的教學內(nèi)容，學生在小學五年級已經(jīng)借助顯微鏡對植物細胞的結(jié)構(gòu)有了一定的感性認識。課前，教師通過問卷調(diào)查的形式，對自己所任教的兩個班進行前測，發(fā)現(xiàn)84%的學生知道植物細胞具有細胞壁、細胞核、細胞質(zhì)等基本結(jié)構(gòu)，10%的學生不知道植物細胞具有葉綠體和液泡，6%的學生不了解植物細胞的結(jié)構(gòu)和功能?；谝陨蠑?shù)據(jù)，教師首先設(shè)計了三個實驗，讓學生通過顯微鏡觀察植物細胞，獲得證據(jù)，對觀察結(jié)果進行分析討論，逐步建構(gòu)并繪制出植物細胞結(jié)構(gòu)模式圖。

在小學科學學習中，教師要利用真實情境，引導學生在科學觀察中獲取直接經(jīng)驗，利用放大鏡、顯微鏡等工具進行觀察和實驗，讓學生認識有代表性的生物學事實，為概念的形成提供支撐。而在初中生物學相關(guān)內(nèi)容的教學中，則是通過觀察、調(diào)查和實踐等活動，讓學生尋找事實證據(jù)，并圍繞事實證據(jù)的共同屬性和本質(zhì)特征，開展抽象和概括活動，建立并運用模式圖或模型等方式正確表述生物學概念。教師關(guān)注學段銜接，了解學生頭腦中已有的前概念和學習體驗，可以對教學內(nèi)容進行重整。例如，初中生物教學中學生已經(jīng)“嘗試制作植物細胞或動物細胞的結(jié)構(gòu)模型”，高中階段便可以不再進行“嘗試制作真核細胞的結(jié)構(gòu)模型”，而將“通過模擬實驗探究膜的透性”“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原”等探究實踐作為重點，培養(yǎng)學生的建模能力和定量意識。

（二）進行項目化學習，明晰學段學習目標

項目化學習旨在支持學生在一段時間內(nèi)對學科或跨學科的驅(qū)動性問題進行深入持續(xù)的探究，在調(diào)動知識和能力等創(chuàng)造性解決問題、形成公開成果的過程中形成對核心知識和學習歷程的深刻理解，并能夠在新情境中遷移運用相關(guān)的知識和學習經(jīng)驗。項目化學習的這些特征，使之具備了讓科學探究與工程實踐融為一體的可能性。傳統(tǒng)的教學方式是以課堂講授為主，教師習慣于分章節(jié)教學，容易割裂知識間復雜而深刻的聯(lián)系，學生被動接受知識，失去了主動探究的學習動力。因此，項目化學習是培養(yǎng)學生在實際問題情境中基于問題解決的需要開展科學探究和技術(shù)工程實踐活動的最佳選擇之一。

在“微生物與人類關(guān)系”的教學中，教師以“我為奶奶繪制酸奶制作流程圖”作為驅(qū)動性任務，將“微生物在食品生產(chǎn)中的應用”“發(fā)酵食品制作類跨學科實踐”融合在一起，設(shè)計項目化學習方案（如下頁圖2）。學生在完成該項目時，需要主動學習酸奶制作的科學原理、操作方法，經(jīng)過實踐體驗，將酸奶制作過程以流程圖的形式表達出來。從探究實踐的目標來看，不同學段的目標是不一樣的。以酸奶的制作為例，小學階段主要是體驗酸奶制作的實踐過程，初中階段側(cè)重理論與實踐相結(jié)合，將解決問題的想法或創(chuàng)意付諸實踐，是對小學制作酸奶探究實踐的提升，也為高中階段進一步深入學習發(fā)酵工程（從pH、酸度、甜度等進行定量分析）奠定基礎(chǔ)。

（三）注重大單元教學，積累學習經(jīng)驗

大單元教學是以落實核心素養(yǎng)為目標，圍繞某個比較大的主題領(lǐng)域組織學習內(nèi)容，以解決問題為中心，以核心任務為驅(qū)動，將學科知識轉(zhuǎn)化為學習經(jīng)驗，幫助學生建立有組織的學習經(jīng)驗的教學，涉及素養(yǎng)目標、多課時合一、有明確組織者的課程計劃［4］。大單元教學的系統(tǒng)思維，強調(diào)學習內(nèi)容之間的相互聯(lián)系，教師依據(jù)一定的內(nèi)在聯(lián)系將知識進行“綜合”，引導學生通過課程學習探索知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。

以“遺傳與進化”為例，不同學段的學業(yè)要求、教學策略和學習活動建議中，提供了豐富多彩的探究實踐活動（如表2）。小學低年級以種植或飼養(yǎng)為主，需要進行觀察、記錄，而小學高年級需要撰寫化石與當今生物關(guān)系的探究報告，這個活動符合小學生探究欲望強的心理特征，但這是科學解釋的過程，需要有主張、證據(jù)和推理三個環(huán)節(jié)，要求偏高［1］70-72；初中階段同樣有植物栽培和動物飼養(yǎng)類活動，但立意是“結(jié)構(gòu)與功能”“物質(zhì)與能量”“因果關(guān)系”等跨學科概念，要求學生綜合運用多學科的知識和方法開展實踐活動，模擬實驗和調(diào)查活動分別有2個［2］25-27；高中階段有4個模擬實驗或數(shù)學建模，1個調(diào)查活動，調(diào)查人類遺傳病需要探討顯隱性、遺傳方式、發(fā)病率等［3］16-19，高于初中階段的調(diào)查遺傳性狀表現(xiàn)的能力要求。

基于大單元教學，教師巧妙設(shè)計探究實踐活動，為學生積累有組織的、學段獨特的學習經(jīng)驗。例如，飼養(yǎng)家蠶的活動從幼兒園、小學就開始了，學生已經(jīng)了解家蠶的生活、食性等知識，初中階段飼養(yǎng)家蠶可以放在“生物的遺傳”大單元教學中，設(shè)計“飼養(yǎng)家蠶，探究家蠶繭色遺傳和變異規(guī)律”的活動貫穿在整個單元教學中。學生飼養(yǎng)家蠶收獲的蠶繭中，有黃色和白色，這種性狀差異能激發(fā)學生的好奇心和求知欲，探究繭色遺傳與變異的規(guī)律。學生像科學家一樣進行工作，收集數(shù)據(jù)和證據(jù)，形成觀點，作出理性解釋與判斷，這既是對孟德爾豌豆雜交實驗的驗證，更是通過探究實踐活動，培養(yǎng)科學思維，建立遺傳與變異的概念，并形成結(jié)構(gòu)與功能相適應、生物與環(huán)境相適應觀點的過程，為高中階段進一步學習遺傳學的知識打下基礎(chǔ)。

（四）關(guān)注表現(xiàn)性評價，支撐教與學的改進

表現(xiàn)性評價關(guān)注學習的結(jié)果，更關(guān)注學習過程，強調(diào)學生在真實情境中的綜合表現(xiàn)。不同學段中表現(xiàn)性評價的側(cè)重點有所不同：小學階段關(guān)注感性體驗，初中階段關(guān)注深度學習，高中階段關(guān)注高階思維。學生經(jīng)歷分析、發(fā)現(xiàn)、構(gòu)想、選擇、實踐、表達、歸納、評價、反思等過程，從而有效支撐教與學的改進。目標、表現(xiàn)性任務和評分規(guī)則是表現(xiàn)性評價的三個基本要素［5］。教師要結(jié)合教學內(nèi)容和學業(yè)質(zhì)量標準設(shè)計評價目標，從素養(yǎng)體現(xiàn)、必備知識掌握、學科思想方法應用、問題解決效果和創(chuàng)意實現(xiàn)能力等方面，評價學生的學習表現(xiàn)和成長。例如，教師以如何釀制風味獨特的酒釀為表現(xiàn)性任務驅(qū)動，讓學生進行“釀制酒釀”跨學科實踐活動，評價目標如表3所示。

評分規(guī)則需要建立科學、嚴謹?shù)脑u價框架，教師可以根據(jù)探究實踐活動的流程，選擇方案設(shè)計、方案實施、反思改進、成果發(fā)布、態(tài)度責任等維度構(gòu)建評價框架，采用分項評分的方法。例如，“釀制酒釀”評分規(guī)則如表4所示。

學生作為評價的主體，對表現(xiàn)性評價比較認同。在探究實踐活動中實施表現(xiàn)性評價后，教師發(fā)現(xiàn)學生的探究實踐興趣和能力、實驗操作過程的科學性和嚴謹性都有顯著的提高，甚至能夠參與到評價框架的設(shè)計中來。

總之，加強探究實踐是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的客觀需要，也是基礎(chǔ)教育階段科學教育必須認真落實的一個關(guān)鍵點和著力點?；趯W段銜接的探究實踐素養(yǎng)培育，確保了學生在不同教育階段知識的連貫性和能力發(fā)展的持續(xù)性。培育學生的探究實踐核心素養(yǎng)，不僅能使學生深刻理解科學概念和原理，而且能潛移默化地促使學生形成科學觀念和科學態(tài)度、發(fā)展科學思維和創(chuàng)新能力，成長為有理想、有本領(lǐng)、有擔當?shù)臅r代新人。

參考文獻

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［2］中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［3］中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）［S］.北京：人民教育出版社，2022.

［4］崔允漷，王少非，楊澄宇，等.新課程關(guān)鍵詞［M］.北京：教育科學出版社，2023：86-87.

［5］姚雪飛.表現(xiàn)性評價在初中科學項目式學習中的實踐研究［J］.教學月刊，2020（9）：16-20.

注：本文系江蘇省中小學教學研究第十四期課題“基于學習空間創(chuàng)新的生物學教學方式變革實踐研究”（2021JY14-L07）的階段研究成果。

（責編 韋榕峰）

作者簡介：倪潔，1984年生，江蘇常州人，本科，一級教師，主要研究方向為初中生物學教學；李能國，1970年生，江蘇泰州人，碩士研究生，正高級教師，江蘇省生物學特級教師，主要研究方向為生物學課程、教材、教法。