基于學科核心素養的中學生物教學創新
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2018年，筆者有幸參加廣東省“百千萬人才培養工程”項目，前往美國學習，在明尼蘇達州、伊利諾伊州兩地參觀了14所學校，觀摩了多節科學課，從中得到了一些教學啟發。
一、美國科學課特點
1.教學組織形式——合作學習常態化
美國各班的人數較少，一般是20～30人。從幼兒園起，教師們就開始培養學生的小組合作學習能力。課堂上，教師把學生分成四組，一組聽教師授課，一組進行閱讀，一組利用iPad練習聽說，一組在寫字，學生們都很專注，偶爾碰到問題互相交流一下，絲毫不受其他同學的干擾。一段時間后各小組輪換學習方式和內容，有條不紊。到了小學、初中、高中，教師更是根據學習內容選擇形式多樣的合作學習方式，合作學習課內、課外隨處可見。
例如，明尼蘇達州的杰明中文沉浸式學校一年級的科學課，學生先集中上課，教師讓每個學生觸摸蜥蜴，觀察蜥蜴的眼睛、四肢等，然后分組做練習，教師再走到每個小組，讓學生更近距離地觸摸及觀察，回答學生的問題。又如，Mounds View High School的一節科學課，學生們先集中聽教師講解內容，然后分小組進行實驗成果分享，學生自動地分成4個小組到4臺電腦前，用課件分享自己的實驗設計及結果，教師到各小組內聽診點撥，分享完畢，每個學生填寫合作學習評分表，對這次的實驗項目合作過程自己及小組成員的付出進行打分和評價，然后交給老師作為過程性評價依據。
2.教學內容設計——科學知識生活化
許多科學概念枯燥難理解，美國的科學教師善于利用生活事例幫助學生建構科學概念。如在明尼唐卡初中的一節科學課上，教師為了幫助學生建構“結構與功能相適應”的觀點，安排學生在課室內選擇4種不同的物體來觀察它們的結構和功能是如何關聯
的（表1）。學生們拿著iPad對著礦泉水瓶等物體拍照，觀察后在iPad上寫下觀察結果及思考。
另一節八年級的科學課上，每張實驗桌上擺放著不同的礦物質，學生需要根據教師提供的圖表中的光澤、條紋、硬度等數據，使用放大鏡等工具確定這些礦物質的身份。
3.教學方式方法——結果分析數據化
美國的科學課重視理性思維的培養，注重實證及實驗數據分析。如芝加哥的Holy Trinity High School的一節科學課，學生在研究“哪種液體更適合植物根的生長”，學生分別打開標有自來水、可樂、橙汁的三個塑料袋，拿出用濕潤紙巾包著的種子，觀察長出的根并對其進行測量，把相關的數據填入兩個表格并進行分析。
表1結構與功能的關聯
物體的名稱和照片 這個物體的主要功能是什么？ 你能看到結構的哪些部分？（列舉三個部分） 您列出的三個部分的功能分別是什么？ 是否可以在不影響其功能的情況下移除物體的任何部分（如果少了一部分還能用嗎）？請解釋你的回答
4.教學環境營造——學習環境氛圍化
美國教師的課室是固定的，辦公室和課室二合為一，因此許多教師都根據學科特點及自己的喜好來布置教室，教室學科特色明顯，科學教室更是豐富多彩。走進Mounds View High School的一間科學教室，仿佛置身于生物王國，教室里有花草、有動物，兩個大大的生態魚缸中，魚兒在暢游，烏龜在歇息;屋頂和墻上掛著許多動物標本，櫥柜及墻壁上貼著許多動植物可愛的圖片、細胞有絲分裂過程圖、愛因斯坦的畫像及其成功的秘訣標語，等等。Holy Trinity High School的科學教室里，除了種植花草外，還有活的蜥蜴、蛇等動物。
5.教學媒體手段——科學教育信息化
美國學科教學與信息技術高度融合，數字校園建設全面普及、智能學習體系建設比較完善，教師的講義、上課視頻、作業等都可以在iPad中呈現，學生課堂上沒聽懂，回家后可翻看視頻再次學習。上課時，學生面前擺放的是iPad和教師發下來的講義，教師和學生進行線上線下的互動學習。明尼唐卡初中的科學教室里，腿部受傷的科學教師坐在學生后面的課桌上，手拿iPad進行授課，輕輕一點，教室前面就投影出內容“當科學家們開始繪制海底地圖時，他們發現海底并不是平坦的，為什么？”學生的iPad 中也呈現相關內容，學生思考并在自己的iPad上作答上傳，教師可以在自己的iPad上即時看到每個學生的答案。
二、美國科學課給我國中學生物教學的啟示
1.創新教學組織形式，開展項目式合作學習，培養學生的創造力和思辨力
每個學生都有自己的特長，項目式合作學習，可以給予每個學生表現機會，也可以讓學生取長補短，從而培養學生的合作力、創造力和思辨力。生物教學可以結合所學內容用真實世界的任務和問題，在課堂、課外多開展項目式合作學習活動，通過學生主動探索，針對某一問題的不同方面進行探討、研究，教師引導學生從提出問題、規劃方案、解決問題、評價反思等環節寫出規范的研究或調查報告。如學習遺傳病相關知識時，教師可以安排學生對本地區的常見遺傳病進行調查并探討其預防措施，學生在調查過程中學會組隊，學會根據特長分工合作，學會規劃，學會協調和溝通，學會辨析，學會遇到困難時如何想辦法解決，等等。
2.創新教學內容設計，重視實踐探究，落實學科核心素養
俗話說：實踐出真知。但在平時的教學中，由于課時、實驗材料等因素的影響，生物教學偏重于理論的學習，對概念的理解更多的是借助多媒體進行講解，缺少時間和機會讓學生實踐探究。如高一第一學期學習《生物（必修1）》，往往由于課時緊，許多學校只做1～2個經典實驗，其他的都不做?？偸羌埳险劚?，學生如何能真正地形成生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等生物學科核心素養？蘇霍姆林斯基曾說：“人的內心里有一種根深蒂固的需要，總想感到自己是發現者、研究者、探尋者?！比绾卧谟邢薜恼n時里讓學生更多地去實踐去探究？科學源于生活，我們要懂得創新教學內容設計，懂得用教材，對教材內容進行整合，懂得盡量在教學過程中給予學生實踐經歷機會，讓學生通過動手、動腦構建生物學概念，提升應用知識的能力，在實踐探究中建立生命觀念、養成科學思維、學會科學探究和形成社會責任。比如，學習細胞減數分裂知識時，可以讓學生摸索構建模型，在領會掌握遺傳信息在有性生殖中的傳遞規律過程中落實生物學科核心素養。 3.創新教學方式方法，通過開展定量實驗，培養學生數據處理能力
實驗教學是培養、提升學生生物學科核心素養的重要支撐。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中提到：“在重視定性實驗的同時，也應重視定量實驗，讓學生在量的變化中了解事物的本質。教師應給學生提供機會學習生物學研究中的測量方法，實事求是地記錄、整理和分析實驗數據，定量表述實驗
結果。”但在平時生物實驗教學中，學生完成的大部分是定性實驗，定量實驗偏少。如《普通高中生物課程標準（實驗）》中關于《生物（必修1）》有12個活動建議，其中探究影響酶活性的因素、探究酵母菌的呼吸方式、模擬探究細胞表面積與體積的關系3個實驗可以設計成定量實驗。但大部分教師往往把它們變成定性實驗去教學，沒給學生記錄、整理和分析實驗數據的機會，導致學生數據分析處理能力偏弱。
4.創新教學環境營造，充分利用場所創設生物學科氛圍，激發學生學習興趣
設置適宜的學科氛圍有利于激發學生的學習興趣。在國內，因為沒有專門的教室，所以生物學科氛圍的營造往往只在實驗室、標本室等有所體現，但學生一學期進入實驗室、標本室的次數非常有限。其實，學生每天出入最多的場所——教室、辦公室和走廊也是滲透生物學科元素的絕佳場所。教師可以充分利用這些場所，在有限的地方開辟生物角，放置有關生物相關的書籍，種植花草、養殖昆蟲、擺放生態瓶等。種植、擺放的東西最好能經常隨學生所學生物知識的變化而有所變化。環境可以刺激感官，可以刺激大腦皮層的發展，學生在這樣的環境里也會受到潛移默化的影響。
5.創新教學媒體手段，依托“互聯網+教育”，打造智慧教育生物課堂
人類的生活隨著網絡、人工智能、大數據、物聯網等新興技術的發展而發生了很大的改變，我們的教學觀念、教學手段必然也要隨之更新。世界教育創新峰會（WISE）與北京師范大學中國教育創新研究院共同發布的《面向未來：21世紀核心素養教育的全球經驗》研究報告中提到，最受重視的公民七大素養分別是：溝通與合作、 創造性與問題解決、 信息素養、自我認識與自我調控、批判性思維、學會學習與終身學習、公民責任與社會參與。隨著教育信息化2.0的到來，手機、iPad逐漸進入校園，進入課堂，我們更要依托它們構建智慧學習支持環境，積極開展智慧教育生物課堂，形成智能化學習體系，讓信息技術和智能技術深度融入生物教學過程。教師可根據學生喜歡游戲，有探險精神的特點，把一些相應的知識設計成闖關探險游戲，每一關都有學生需要自己或合作才能完成的任務，這樣通過智能平板實現師生、生生的互動探究，既寓教于樂，激發學生學習興趣，又可以培養學生的信息素養、合作能力、問題解決能力和學習能力。
教育是無國界的，雖然美國的教育體制與我國不同，但在科學課堂教學方面的一些做法還是值得我們去思考，去借鑒。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：2.
本文系廣東省中小學新一輪“百千萬人才培養工程”項目之“高中課程改革與課堂教學創新——廣東省高中名教師赴美研修項目”成果。
（作者單位：廣東省湛江市教育局）
責任編輯：胡玉敏
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