王曉艷

(江蘇省昆山市蓬朗中學(xué),江蘇 昆山 215333)

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準(2022年版)》明確指出“義務(wù)教育生物學(xué)課程注重探究和實踐,以豐富的生物學(xué)知識為載體,通過多種教學(xué)活動展現(xiàn)人們認識自然規(guī)律和規(guī)律的思維方式及探究過程,反映自然科學(xué)的本質(zhì).學(xué)習(xí)生物學(xué)課程有利于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣,形成積極的科學(xué)態(tài)度,學(xué)會學(xué)習(xí),提升科學(xué)素養(yǎng),對學(xué)生的健康生活、終生發(fā)展具有重要意義”[1].本文通過將STEM課程實踐活動融入初中生物的教學(xué)中,嘗試通過創(chuàng)設(shè)不同的教學(xué)主線培養(yǎng)學(xué)生面對實際問題的勇于探究能力、模型構(gòu)建能力、理性思維能力和批判性思維能力.

1 情境化教學(xué)主線

1.1 利用生活情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)主線

STEM教學(xué)一般都是基于一定的情境中,這正是它最具有“吸引力” 的地方.學(xué)生在STEM教學(xué)活動設(shè)置的問題情境中展開學(xué)習(xí),能把新的知識與舊的知識聯(lián)系在一起,但是又不能完全確定關(guān)系,這樣學(xué)生就會產(chǎn)生“跳一跳,能夠到”的心理.在這種情況下,學(xué)生在好奇心和求知欲的驅(qū)動下,會主動去“跳一跳”,在這個過程中,就完全調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和參與性,使學(xué)生對于解決真實情境中的問題產(chǎn)生期待,而主動去學(xué)習(xí).

例如,在“人體內(nèi)物質(zhì)的運輸”一課中,教師可以先問一下學(xué)生:平時有沒有去醫(yī)院抽過血?都是在什么情況下去抽血的呢?同學(xué)們會看血常規(guī)化驗單嗎?接下來給大家展示一個人的血常規(guī)化驗單(見表1),請同學(xué)們思考化驗單上的哪些項目的測定值不正常?

表1 血常規(guī)化驗單

根據(jù)不正常的指標,同學(xué)們能判斷他可能患有什么樣的健康問題嗎?學(xué)生們小組討論很快得出他可能患有貧血和炎癥.教師接著提問,貧血輕微的話,如果要食補,平時生活中要多飲食哪些食物呢?身體有炎癥,要在醫(yī)生的指導(dǎo)下,吃一些抗生素.繼續(xù)追問,抗生素能隨便吃嗎?會不會把體內(nèi)的一些益生菌也一同消滅了呢?本節(jié)課從學(xué)生生活中常見的血常規(guī)化驗單入手,由于跟學(xué)生的生活緊密聯(lián)系,能很快激起學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的興趣.同時也給學(xué)生如何健康生活和安全用藥提供一些指導(dǎo),讓學(xué)生認同生物學(xué)及醫(yī)學(xué)倫理觀念,養(yǎng)成健康生活的態(tài)度和行為習(xí)慣.

1.2 利用角色情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)主線

學(xué)生在創(chuàng)設(shè)角色情境教學(xué)主線中去學(xué)習(xí),源自對自然界的好奇心和求知欲,可以很快地投入到課堂中,在不同的任務(wù)驅(qū)動中提升思維能力和情感體驗[2].例如,在“食物鏈”一課中,教師找六位學(xué)生,分別扮演青草、蚱蜢、青蛙、雞、蛇、貓頭鷹,然后按照“吃與被吃”(被吃的在左邊,捕食者在右邊)的順序站成一條線.讓學(xué)生在角色體驗中,自己總結(jié)食物鏈的概念,促進學(xué)生達成學(xué)科核心素養(yǎng)的目標.

2 探究化教學(xué)主線

STEM教育主張讓學(xué)生在動手的過程中掌握知識,同時將所學(xué)的知識運用在動手中.即活動的實踐性是STEM教育更注重的,力爭讓學(xué)生把學(xué)習(xí)到的知識從結(jié)果轉(zhuǎn)變成過程.這正與《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準(2022年版)》中的課程目標“探究實踐”相一致.探究實踐是獲得生物學(xué)知識和發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要學(xué)習(xí)方式,是創(chuàng)新型人才的重要標志.因此,教師創(chuàng)設(shè)教學(xué)主線的過程中,要充分利用真實的實驗探究情境,促進學(xué)生對自我的清晰認識、樹立學(xué)科自信,改進學(xué)習(xí)方式,促進其核心素養(yǎng)的形成.

例如,在“探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件的實驗”中,圖1甲裝置的溫度為26 ℃,乙裝置的溫度為6 ℃,請你說出本實驗一共設(shè)置了幾組實驗組和對照組?控制的單一變量又分別是什么?你認為最容易萌發(fā)的種子是幾號?

圖1 實驗裝置圖

學(xué)生通過思考交流,得出:①②可以形成一組實驗,單一變量是水;②③可以形成一組實驗,單一變量是空氣;②⑤可以形成一組實驗,單一變量是溫度.學(xué)生最后推測,②號最容易萌發(fā),因為它具備了充足的空氣、適度的水分、適宜的溫度等條件.教師繼續(xù)追問光是否影響種子的萌發(fā)?大部分同學(xué)認為光影響種子的萌發(fā).先不要著急說出你推測的結(jié)論,可以親自做一個探究實驗.那么,怎樣設(shè)置無光的環(huán)境呢?如何保證除光這個因素不同外,其它的環(huán)境條件比如溫度、水分等都保持一致呢?同學(xué)們還可以多選擇幾種種子進行探究實驗.以探究種子萌發(fā)需要的外界條件為教學(xué)主線,引導(dǎo)學(xué)生分析實驗過程并制定實施實驗過程,通過對實驗設(shè)計方案及實驗現(xiàn)象的分析總結(jié)、推理判斷,最終得出結(jié)論,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和學(xué)科探究的能力.

3 邏輯化教學(xué)主線

邏輯通常是指人們認識客觀事物的思維方式和思維規(guī)律.其中,發(fā)展科學(xué)思維是培育學(xué)生理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等科學(xué)精神的重要途徑[3].思維的出發(fā)點就是善于提出問題,教師應(yīng)有意識地去設(shè)置疑問,讓學(xué)生在“疑問”中產(chǎn)生對探究生命奧秘的興趣,領(lǐng)悟科學(xué)的真諦,逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.

例如,在“探究綠色植物在光下制造有機物”一課中,教師可以設(shè)計一連串的問題為主線:檢驗有機物的方法是什么?綠色植物的葉子本身是綠色,可以直接滴加碘液嗎?會不會影響觀察效果?該如何將葉片的綠色褪去呢?同學(xué)們根據(jù)課前預(yù)習(xí),知道了葉片之所以呈現(xiàn)綠色,是因為含有葉綠素,葉綠素溶于酒精,不溶于水.要想快速將葉綠素褪去,可以加熱.那么,能不能將葉片放入酒精直接加熱呢?如果直接把葉片褪色,然后滴加碘液,可以嗎?

學(xué)生在解決問題的過程中會逐步體會科學(xué)家的每一個實驗步驟的目的和意義,比如,先將葉片暗處理,是為了讓葉片中本身就有的淀粉通過呼吸作用消耗掉,然后再放在光下處理3～4個小時,是為了讓綠色植物在光下制造有機物,隔水加熱的目的是為了防止爆炸.這樣設(shè)置,學(xué)生的學(xué)習(xí)思路更清晰,更有利于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力.

4 信息技術(shù)教學(xué)主線

使用信息技術(shù)與學(xué)科課程相整合,可以解決過去存在的、在各學(xué)科教學(xué)中難以解決的問題.面向全體學(xué)生,倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究,培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力.

例如,在“人體對食物的消化和吸收”這節(jié)課中,首先以音頻的形式導(dǎo)入——同學(xué)們生活中經(jīng)常會遇到的腹痛、嘔吐的情況,讓學(xué)生初步分析引起小明腹痛、嘔吐的可能的原因.緊接著展示消化系統(tǒng)的動畫圖,讓學(xué)生更直觀地知道本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容.在學(xué)習(xí)消化系統(tǒng)組成的時候,可以采用希沃白板,讓學(xué)生直接在講臺上拖動消化道、消化腺到相應(yīng)的位置,最后以自己制作的消化系統(tǒng)3D圖,讓學(xué)生通過平板親自感受消化系統(tǒng)的組成,知道咽、食道、胃、小腸、大腸等消化道的具體位置.在講述消化系統(tǒng)的功能時,可結(jié)合視頻和仿真實驗,讓學(xué)生知道胃、胰腺、腸腺的功能.在探究小腸適于消化和吸收的結(jié)構(gòu)特點時,先展示表格——消化系統(tǒng)各器官的長度,讓學(xué)生根據(jù)表格,說一下小腸為什么適合消化和吸收.然后,在通過學(xué)生分組實驗探究小腸的內(nèi)部結(jié)構(gòu),接著結(jié)合小腸的3D圖,讓學(xué)生知道小腸是食物消化和吸收的主要器官.通過動手制作小腸模型,進一步鞏固小腸的結(jié)構(gòu),再結(jié)合希沃中的游戲,讓學(xué)生通過做游戲來鞏固本節(jié)課的內(nèi)容.學(xué)完本節(jié)課后,讓學(xué)生結(jié)合人體生理知識,更專業(yè)性地解釋引起小明嘔吐、腹痛的原因.目的是讓學(xué)生關(guān)注自身的健康和發(fā)展,養(yǎng)成良好的飲食習(xí)慣.最后,讓學(xué)生制作一個關(guān)于消化系統(tǒng)的健康小貼士,送給好朋友和家人們.

本節(jié)課通過動手體驗消化系統(tǒng)的3D圖、PK游戲、手工制作等環(huán)節(jié),增加學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性.讓學(xué)生在“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”,充分體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的實踐性.

例如,在“植物的生長發(fā)育”這節(jié)課中,以一段視頻《種子到參天大樹》為導(dǎo)入,拋給學(xué)生一個問題:一個只有零點幾克的種子發(fā)育成大樹,到底種子內(nèi)部蘊藏了什么秘密呢?從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的興趣.接著開始讓學(xué)生觀察種子的結(jié)構(gòu),首先觀察蠶豆的種子,學(xué)生結(jié)合蠶豆3D模型,說出蠶豆的外形和形狀,然后小組實驗探究,把蠶豆的種皮慢慢剝掉,掰開豆瓣,觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu),小組拍照片通過平板上傳到釘釘群里,并找小組長到講臺,指出蠶豆的各個結(jié)構(gòu).此時,在結(jié)合蠶豆3D圖,進一步鞏固蠶豆種子的結(jié)構(gòu).在探究蠶豆各結(jié)構(gòu)功能時,通過控制變量,讓學(xué)生嘗試用剔除法.如,探究胚芽的功能時,我們可以將胚根剔除,每隔一天觀察生長狀態(tài),拍照片,……觀察胚芽發(fā)育情況;探究胚根的功能時,我們可以將胚芽剔除,每隔一天觀察生長狀態(tài),拍照,五天以后……觀察胚根發(fā)育情況;由于胚軸與子葉相連,可以用記號筆給胚軸做好標記,每隔一天觀察生長狀態(tài),拍照,五天以后……觀察胚軸發(fā)育情況.以上這些,可以提前布置給學(xué)生,上課的時候讓他們呈現(xiàn)結(jié)果和照片.從而得出胚芽發(fā)育成莖和葉,胚根發(fā)育成根,也會發(fā)現(xiàn)子葉逐漸萎縮,借機提問,子葉有什么作用?可滴加碘液.小組將觀察結(jié)果用平板電腦拍照片上傳,子葉變藍色,說明子葉中含有營養(yǎng)物質(zhì),為種子的發(fā)育提供營養(yǎng).

本節(jié)課以小組為單位,借助平板,學(xué)習(xí)種子的結(jié)構(gòu),利用釘釘群分享觀察結(jié)果照片,充分體現(xiàn)了學(xué)生的主觀能動性,讓學(xué)生學(xué)會利用信息技術(shù)查閱資料,同時還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究思維、動手能力和合作與交流能力.