依托實(shí)物模型制作活動，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

徐如意

十八大明確指出“教育部將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展的必要的品格和關(guān)鍵能力”.我校在新課程方案中也提出了建設(shè)以自信為前提，責(zé)任、選擇、合作、創(chuàng)新為核心要素的“4C”課堂.基于上述背景，我將學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與我校創(chuàng)建“4C課堂”的科研主題相結(jié)合，將STEM項(xiàng)目式活動引入課堂實(shí)踐，設(shè)計(jì)了旨在培育學(xué)生核心素養(yǎng)的校本化課程，通過實(shí)踐與分析推進(jìn)生物教學(xué)由“知識導(dǎo)向”向“素養(yǎng)導(dǎo)向”的轉(zhuǎn)型.

一、學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)是訓(xùn)練與實(shí)踐而獲得的生物學(xué)知識、生物學(xué)技能、生物學(xué)價(jià)值觀等的綜合體現(xiàn)，“核心素養(yǎng)”即為每個(gè)人在發(fā)展過程中都共同需要的、處于最關(guān)鍵地位的素養(yǎng).

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確的價(jià)值觀念、必備的品格和關(guān)鍵的能力.在教學(xué)過程中關(guān)注學(xué)科核心素養(yǎng)，能夠有效、有針對性地培育具有解決實(shí)際問題能力的復(fù)合型人才，從而為今后的職業(yè)化教育打下基礎(chǔ)，以應(yīng)對當(dāng)前高速發(fā)展的社會需求.

二、生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)容

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》提出，生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任.

“生命觀念”是人們對于觀察到的生命現(xiàn)象及關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是經(jīng)過收集資料、假設(shè)、實(shí)證檢驗(yàn)后形成的觀念，是理解或解釋生物學(xué)相關(guān)現(xiàn)象和事件的觀念、意識和思想方法;“科學(xué)思維”是尊重事實(shí)依據(jù)和理論依據(jù)，尊崇嚴(yán)密謹(jǐn)慎和求真務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用分析、概括、比較、整體與局部化等科學(xué)的思維方式，進(jìn)而認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力;“科學(xué)探究”是能夠主動探索現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，對于特定的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行提出疑問、假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)及對結(jié)果進(jìn)行分析與探討的能力.

三、案例及分析

1.活動名稱：

動手制作動物細(xì)胞模型

2.教材分析.

“細(xì)胞核和細(xì)胞器”是《生命科學(xué)》第一冊第三章“生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”的內(nèi)容，在《學(xué)科基本要求》中學(xué)習(xí)水平為A級.通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能，初步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，為之后學(xué)習(xí)新陳代謝、細(xì)胞分裂等相關(guān)內(nèi)容打下基礎(chǔ).

3.設(shè)計(jì)思想.

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師通常運(yùn)用細(xì)胞核與細(xì)胞器的圖片或?qū)嵨锬Ｐ?，通過講授法講解其結(jié)構(gòu)與功能，同時(shí)滲透結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念.或通過板書或筆記，利用表格或項(xiàng)目列表等形式歸納各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)、功能與圖示等內(nèi)容，幫助學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性的整理，以便于之后的背誦記憶.

實(shí)物模型能夠直觀、真實(shí)地展示細(xì)胞結(jié)構(gòu)，然而被動化的知識灌輸不利于學(xué)生知識體系的自主構(gòu)建.皮亞杰的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論被廣泛運(yùn)用于探究學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)中.探究學(xué)習(xí)是基于解決問題的活動來建構(gòu)知識的過程，合作學(xué)習(xí)是通過討論與思辨，相互交流并修改觀點(diǎn)，共享集體思維，進(jìn)而完成對知識的構(gòu)建.參考上述理論，教師在教學(xué)實(shí)踐過程中，應(yīng)以引導(dǎo)者的角度為學(xué)生創(chuàng)造條件，使其能夠親身實(shí)踐、自主構(gòu)建知識，以加深其學(xué)習(xí)印象.

因此，在設(shè)計(jì)課堂活動時(shí)，我結(jié)合教材中“動物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)”的有關(guān)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)動物細(xì)胞結(jié)構(gòu).在學(xué)生初步認(rèn)識細(xì)胞的圖像后，組織學(xué)生查閱相關(guān)資料，了解各細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形態(tài)、實(shí)際尺寸與功能等.通過思維導(dǎo)圖的方式歸納整理細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容，建立各細(xì)胞、各結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)，為課堂中搭建細(xì)胞模型提供理論基礎(chǔ).

在具備一定的理論知識后，分組設(shè)計(jì)“制作動物細(xì)胞模型”的活動方案，依據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，選擇合適的材料制作細(xì)胞模型，并闡明選擇該材料的原因，強(qiáng)化科學(xué)探究的過程;通過繪制線粒體的模式圖并搭建模型的實(shí)踐過程，理解其內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念;通過項(xiàng)目式活動合作完成細(xì)胞模型，運(yùn)用跨學(xué)科知識與技能，進(jìn)行動手實(shí)踐，增強(qiáng)小組合作的意識，強(qiáng)化科學(xué)探究的過程;完成成品后，各小組進(jìn)行展示，交流制作過程中遇到的困難及應(yīng)對措施，分享制作細(xì)胞模型對于理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)的幫助.以這一系列環(huán)節(jié)培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生主動、積極地參與課堂活動，使學(xué)生體會到學(xué)習(xí)生物的樂趣.

4.教學(xué)過程.

（1）教師講授模型的概念、類型以及原則，強(qiáng)調(diào)科學(xué)性、準(zhǔn)確性、美觀性，并介紹物理模型的制作方法及案例.

（2）組織學(xué)生分組活動，結(jié)合教材及參考資料自主學(xué)習(xí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建思維導(dǎo)圖.

（3）基于理論知識，分組設(shè)計(jì)活動方案，確定制作模型的工具與材料，并闡述選擇理由，討論各細(xì)胞結(jié)構(gòu)的連接方式，根據(jù)實(shí)際尺寸計(jì)算模型尺寸.

（4）分組繪制細(xì)胞核與各種細(xì)胞器的模式圖并動手制作動物細(xì)胞的實(shí)物模型.

（5）各小組進(jìn)行展示，交流分享制作過程，并進(jìn)行組內(nèi)自評、組間互評、師生共評，提出改善方案.

5.材料與工具：

塑料球、超輕黏土、水晶泥、閃粉、刀片、塑料刀等.

6.成品展示.

7.評價(jià).

四、核心素養(yǎng)的培育

核心素養(yǎng)包含跨領(lǐng)域、跨學(xué)科素養(yǎng)和特定領(lǐng)域的核心素養(yǎng)兩方面.細(xì)胞結(jié)構(gòu)的思維導(dǎo)圖構(gòu)建與模型制作是以實(shí)踐方式落實(shí)核心素養(yǎng)的有效途徑.

1.初步形成生命觀念.

細(xì)胞實(shí)物模型的制作過程能夠有效滲透結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，這是生命觀念中最為基礎(chǔ)、重要的一項(xiàng)內(nèi)容.在制作模型的過程中，學(xué)生能夠直觀地感受到細(xì)胞中各結(jié)構(gòu)的形態(tài)及分布位置，進(jìn)而逐漸形成從局部到整體的思想.

2.培養(yǎng)科學(xué)思維.

細(xì)胞結(jié)構(gòu)是較為基礎(chǔ)的知識點(diǎn)，很適合當(dāng)作學(xué)生自主搭建思維模型與物理模型的教學(xué)內(nèi)容.通過搭建細(xì)胞結(jié)構(gòu)的思維導(dǎo)圖，有助于學(xué)生建立各細(xì)胞結(jié)構(gòu)間的關(guān)聯(lián)，便于理解各細(xì)胞結(jié)構(gòu)的功能.各小組內(nèi)分享整合思維導(dǎo)圖的過程，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力與批判性思維.

3.強(qiáng)化科學(xué)探究過程與創(chuàng)新思維.

制作模型需要花費(fèi)大量的時(shí)間，在經(jīng)歷細(xì)胞模型制作活動時(shí)，學(xué)生能夠親歷認(rèn)識世界、認(rèn)識自我的過程.學(xué)生在選擇材料、計(jì)算模型比例、設(shè)計(jì)制作方案等過程中，運(yùn)用了藝術(shù)、數(shù)學(xué)、物理等跨學(xué)科知識，在實(shí)踐中主動探究、積極參與，經(jīng)歷了分析、交流、質(zhì)疑、修改的過程，培養(yǎng)了其創(chuàng)新與探究能力.

4.提升團(tuán)隊(duì)合作意識.

利用小組合作的形式，學(xué)生在各自小組中能夠各抒己見、表達(dá)個(gè)人看法，成員之間共同討論、分工合作，生生、師生之間都能夠進(jìn)行更有啟發(fā)性的交談.各小組間相互交流、評價(jià)的過程更是增進(jìn)了班級同學(xué)的溝通，從而，每個(gè)人都成為了課堂的主角.在此過程中，學(xué)生的思維廣度得以拓寬，表達(dá)能力得以提升，合作意識和合作能力也得以加強(qiáng).