踐行HPS教育理念，培養(yǎng)生物核心素養(yǎng)

盛黎春

摘要：隨著新課程改革在生物教學(xué)中的不斷推進，以培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)為重要任務(wù)的教育理念和教學(xué)形式層出不窮。其中，HPS教育理念憑借其獨特的科學(xué)教育形式和創(chuàng)新的探究學(xué)習(xí)方式越來越受到教育工作者認(rèn)可。本文主要探討在初中生物教學(xué)中以觀察現(xiàn)象、滲透學(xué)史、創(chuàng)新實驗、演繹推理、參與實踐等踐行HPS教育理念的方式，致力于全面培養(yǎng)初中生的生物核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中生物;HPS教育理念;核心素養(yǎng);培養(yǎng);思維

HPS教學(xué)理念倡導(dǎo)在自然科學(xué)教育過程中融入科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)以及科學(xué)社會學(xué)等人文科學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，以呈現(xiàn)事實或者營造真實場景的方式，讓學(xué)生切身思考、實驗和學(xué)習(xí)，輔助學(xué)生更好地認(rèn)識和了解科學(xué)的本質(zhì)并掌握科學(xué)的探究方法，從而更好地發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。接下來，筆者將根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗，從發(fā)現(xiàn)隱性規(guī)律、滲透生命觀念、引導(dǎo)自主探究、發(fā)展科學(xué)思維、承擔(dān)社會責(zé)任等幾個方面入手，談一談自己在踐行HPS教育理念、培養(yǎng)初中學(xué)生生物核心素養(yǎng)方面的教學(xué)心得。

1? ?觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)隱性規(guī)律

初中是學(xué)生心智發(fā)展和成長的重要時期，而誘發(fā)學(xué)生心智成長的最優(yōu)辦法便是使其一遍又一遍地經(jīng)歷心智的發(fā)展過程，在過程中感受心智的成熟和發(fā)展。因此，在踐行HPS教育理念的教學(xué)中，生物教師可以將一些生物學(xué)史中的經(jīng)典實驗通過現(xiàn)場演示或者利用多媒體播放紀(jì)錄片的方式，幫助學(xué)生重踏前人的探索過程和心路歷程，將學(xué)生的專注力吸引到實驗現(xiàn)象上來，引導(dǎo)其主動思索和探究，發(fā)現(xiàn)其中的隱形規(guī)律。

比如，在教學(xué)“光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣”這一小節(jié)內(nèi)容時，學(xué)生要學(xué)習(xí)到光合作用是如何吸收二氧化碳、放出氧氣的。對于這種不便于在課堂中直接演示的實驗，筆者先利用多媒體形象生動地將普里斯特利的經(jīng)典實驗過程展示給學(xué)生，讓學(xué)生注意觀察、比較、分析和思考：為何同植物一起放置在玻璃罩中的蠟燭沒有熄滅？為何同植物一起放置在玻璃罩中的小白鼠沒有死亡？學(xué)生經(jīng)過反復(fù)觀察實驗過程和實驗現(xiàn)象，在腦海里不斷比較和分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這一系列變化的關(guān)鍵是那一株被一同放置在密閉玻璃罩中的植物，因為它是這個實驗中唯一的變量，于是得出是植物將密閉玻璃罩中蠟燭燃燒和小白鼠呼吸對玻璃罩中空氣成分產(chǎn)生的變化進行了更新，才導(dǎo)致蠟燭沒有熄滅、小白鼠沒有死亡。在這個過程中，學(xué)生不僅得出了所要探究的內(nèi)容，還掌握了科學(xué)探究的方法、規(guī)律。在接下來的學(xué)習(xí)和探究中，筆者引導(dǎo)學(xué)生在普里斯特利實驗的基礎(chǔ)之上，聯(lián)系課本中的探究、提示和討論部分，引用這種控制單一變量的生物科學(xué)探究規(guī)律，驗證二氧化碳是植物進行光合作用的必需原料。

可見，可以在課堂設(shè)計中增加演示生物科學(xué)史上前人的經(jīng)典實驗環(huán)節(jié)，對于操作性強的實驗，教師可以進行直觀演示操作，對于一些實驗條件要求苛刻，可操作性差的實驗則可以借助多媒體技術(shù)進行演示或者模擬實驗，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察實驗現(xiàn)象，從中發(fā)現(xiàn)科學(xué)探究的規(guī)律和內(nèi)容。因此，在踐行HPS教育理念的生物課堂上，生物教師更應(yīng)該注重觀察實驗現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生更好地探究科學(xué)和實驗研究，實現(xiàn)生物素養(yǎng)的提升。

2? ?滲透生物學(xué)史，滲透生命觀念

在踐行HPS教育理念，培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)的課堂上，生物教師除了要向?qū)W生展示生物學(xué)探究的實驗過程，還要向?qū)W生滲透生物學(xué)歷史，因為這些生物學(xué)史中常常蘊藏了很多珍貴的科學(xué)探索精神、對待生物科學(xué)的態(tài)度以及生物學(xué)在發(fā)展歷程中所體現(xiàn)的生命觀念等。因此，在實際教學(xué)中，生物教師要積極將生物學(xué)史滲透其中，讓學(xué)生在不知不覺中認(rèn)識生命，形成正確的生命觀。

比如，在學(xué)習(xí)“被子植物的一生”這一章節(jié)時，就可以要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)認(rèn)識被子植物的一生，掌握種子的萌發(fā)條件以及植物生長、開花、結(jié)果等的過程，此時教師就可以在教學(xué)過程中滲透生物學(xué)歷史，讓學(xué)生建立起一個基本的生命概念，從而產(chǎn)生對生命的尊重和敬畏。為了完成本章節(jié)的教學(xué)任務(wù)以及向?qū)W生滲透生命觀念的重要目標(biāo)，筆者搜集了很多相關(guān)生物學(xué)史的影像資料，像《植物之歌》《生命》《獵捕》等，這些都成功地展現(xiàn)了生命科學(xué)史的發(fā)展。另外，在講“種子的萌發(fā)”部分內(nèi)容時，教師還可將袁隆平教授培育雜交水稻的資料呈現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生加強對種子萌發(fā)所必需的條件的認(rèn)識，同時，還能增加其民族自豪感。

可見，利用一定的教學(xué)手段和方式、方法，在踐行HPS教育理念的生物課堂上巧妙滲透生物學(xué)史，不僅可以豐富生物課堂的教學(xué)內(nèi)容，還能讓學(xué)生了解生命的屬性，理解生命的本質(zhì)，擁有正確的生命觀念。因此，在實際教學(xué)中，生物教師要積極向?qū)W生滲透相關(guān)生物學(xué)史，以培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念，發(fā)展其生物核心素養(yǎng)。

3? ?創(chuàng)設(shè)情境，實現(xiàn)深度思考

情境可以為學(xué)生提供能真實感受到的想象空間，讓學(xué)生在感受到真實的環(huán)境后，利用環(huán)境內(nèi)的各種條件進行問題的解決和思考，因此，踐行HPS理念，培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)，還需要教師通過創(chuàng)設(shè)情境的方法，為學(xué)生打造能夠深度思考的環(huán)境，從而引導(dǎo)學(xué)生在情境中利用各種條件進行實際探索，促進學(xué)生思考意識和思考能力的提升，實現(xiàn)生物核心素養(yǎng)的培育。

如在“動物體的結(jié)構(gòu)層次”這一節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生要學(xué)習(xí)到與動物體的各種組織相關(guān)的生物知識，此時教師就可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生物情境，讓學(xué)生實現(xiàn)深度思考。教師首先帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)動物組織相關(guān)的知識，為學(xué)生講解：“我們的人體中一共有四種組織，它們分別是上皮組織、肌肉組織、神經(jīng)組織和結(jié)締組織，它們的功能和作用各不相同……”在講解完基本知識后，為了加強學(xué)生的記憶，教師就可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生思考：“我們現(xiàn)在思考一下，大家在打籃球時主要使用的組織是什么組織？”學(xué)生此時就會想到，打籃球是在運動，而運動所使用的組織主要是肌肉組織。學(xué)生就會回答出“肌肉組織”的答案。教師繼續(xù)詢問：“這位同學(xué)打籃球時突然摔倒，磕破了膝蓋，感覺十分疼痛，這時發(fā)揮作用的是什么組織？”學(xué)生想到，疼痛和神經(jīng)有關(guān)，主要是神經(jīng)組織在傳遞痛覺，因此就會回答“神經(jīng)組織”。這樣通過情境的創(chuàng)設(shè)，學(xué)生就能深入情境中進行思考，實現(xiàn)生物知識的記憶和理解。

創(chuàng)設(shè)情境是生物教學(xué)中有效也是常用的方法之一，它可以通過為學(xué)生創(chuàng)造情境，讓學(xué)生利用情境中的各種條件進行思考，從而幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的理解和問題的探究，在這樣的情境中，學(xué)生的思考能力也會得到有效提升。

4? ?善用比喻，建立形象思維

比喻是一種基本的修辭方法，運用在抽象的生物知識教學(xué)中十分有效。這是因為在這一階段，學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識大部分是在生活中無法直接觀察到的，為了便于學(xué)生理解生物知識，教師就可以采用比喻和類比的方法，將生物知識中的具體內(nèi)容比作學(xué)生能夠理解的事物，從而不僅幫助學(xué)生實現(xiàn)生物知識的理解，還能促進其形象思維的建立。

如在“細(xì)胞是生命活動的基本單位”這一節(jié)內(nèi)容的教學(xué)中，學(xué)生要學(xué)習(xí)到與細(xì)胞相關(guān)的生物知識，對于這部分知識學(xué)生可能不太理解，此時教師就可以采用為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境的方式引導(dǎo)學(xué)生深度思考，讓學(xué)生能夠在情境中深刻體會細(xì)胞的相關(guān)知識。教師首先為學(xué)生講解與細(xì)胞相關(guān)的基本知識：“生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的，這一點大家都知道，但是大家知道細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)是怎樣的嗎？它是如何實現(xiàn)生命體的基本活動的？”學(xué)生此時就會被教師提出的問題所吸引，開始進行相應(yīng)的思考，但在觀察了課本中關(guān)于細(xì)胞的結(jié)構(gòu)講解后還不是十分清楚，此時教師就可以采用打比方的方式，將細(xì)胞比作現(xiàn)實生活中的事物，引導(dǎo)學(xué)生采用形象的思維進行思考：“大家現(xiàn)在想一下，我們的細(xì)胞像不像一座座房子，佇立在我們的身體中，就像我們的房子立在大地上。我們可以這樣理解細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，植物細(xì)胞中的細(xì)胞壁相當(dāng)于我們房子外磚瓦壘砌的外墻，細(xì)胞膜相當(dāng)于我們在內(nèi)墻中粉刷的油漆，大家思考一下，其他的細(xì)胞結(jié)構(gòu)相當(dāng)于家中的哪些物品呢？”此時學(xué)生就會開始思考，想到線粒體是產(chǎn)生熱量的，可以視作灶臺，葉綠體可以看作空調(diào)，制造新鮮的空氣。這樣進行比喻，學(xué)生就能夠很快地將細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)了解清楚，通過形象的思維理解知識。

除了比喻之外，一系列的修辭方法都可以運用在生物知識教學(xué)中，例如，類比、擬人等手法，只要便于學(xué)生對生物知識的理解和記憶，都可以稱為教師教學(xué)的手段。通過比喻建立的知識記憶會留存在學(xué)生的腦中，學(xué)生再遇到此類知識時便會想起教師的比喻，從而便于知識的調(diào)用。

5? ?創(chuàng)新實驗，引導(dǎo)學(xué)生自主探究

在踐行HPS教育理念的生物課堂上，創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)并不是簡單的復(fù)做已獲得結(jié)論的前人的實驗，而是要求學(xué)生重新設(shè)計實驗來進一步驗證前人的研究結(jié)論，抑或是自己提出新的觀點。這樣設(shè)計的目的是引導(dǎo)學(xué)生主動思索、積極參與、自主探究，這是科學(xué)探索的必經(jīng)之路，學(xué)生可以通過設(shè)計實驗搭建自己的知識結(jié)構(gòu)，而不是單純地被灌輸生物學(xué)知識的概念和結(jié)論，這對于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要意義。

例如，在學(xué)習(xí)了“綠色植物也是生物圈中有機物的制造者”和“綠色植物與生物圈中的碳—氧平衡”后，學(xué)生了解了光合作用的全過程以及在光合作用過程中物質(zhì)的變化，但有的學(xué)生卻提出自己的不同意見，比如，有一部分學(xué)生覺得光合作用不一定是在葉綠體中進行的，也可以在植物葉子的其他部位進行，還有一部分學(xué)生覺得植物是在白天進行光合作用，在黑夜進行呼吸作用。學(xué)生能提出不同的觀點，說明他們認(rèn)真思考了，而且質(zhì)疑也是科學(xué)探索的必經(jīng)之路。所以，教師應(yīng)鼓勵和引導(dǎo)他們設(shè)計創(chuàng)新實驗來驗證自己的觀點。對于認(rèn)為光合作用也可以是在植物葉子的其他部位進行的學(xué)生，教師可讓其使用銀邊天竺葵葉的綠色部分和邊緣白色部分進行對比實驗;對于認(rèn)為植物在白天不進行呼吸作用的學(xué)生，讓其利用呼吸作用可產(chǎn)生二氧化碳來設(shè)計實驗。

可見，在踐行HPS教育理念的生物教學(xué)中，生物教師允許學(xué)生提出自己的觀點，并且引導(dǎo)其通過創(chuàng)新實驗的設(shè)計和操作自主探究來驗證自己的觀點，是對學(xué)生進行科學(xué)探究的肯定。因此，在實際教學(xué)中，生物教師應(yīng)該積極鼓勵學(xué)生在科學(xué)探究的路上大膽質(zhì)疑，提出問題，并自主設(shè)計實驗檢驗和支持自己的觀點。

6? ?演繹推理，發(fā)展科學(xué)思維

眾所周知，科學(xué)的探究過程離不開演繹和推理，演繹推理大多以一般性的結(jié)論，即科學(xué)史上已經(jīng)取得的研究成果為基礎(chǔ)，對現(xiàn)象和問題進行科學(xué)合理的推理，從而得出結(jié)論。這可以使學(xué)生的思維得到快速發(fā)展，養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣。因此，在踐行HPS教育理念的生物課堂上，教師可以以生物科學(xué)史的經(jīng)典實驗為基礎(chǔ)，有意識地引導(dǎo)學(xué)生進行合理推理，鍛煉其邏輯思維，發(fā)展其生物核心素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)“神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式”這節(jié)內(nèi)容時，學(xué)生會學(xué)習(xí)到有關(guān)如何進行神經(jīng)反射調(diào)節(jié)的知識，這一節(jié)的基本要求是學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握反射的基本概念，認(rèn)識反射是人體神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式，了解反射弧的組成。要更好地理解和完成這一系列目標(biāo)，可以利用“膝跳反射”這個經(jīng)典的實驗，這個實驗的基本過程需要教師帶領(lǐng)學(xué)生進行反復(fù)的演繹推理，針對膝跳反射的發(fā)生過程進行驗證，從而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。于是，教師便先讓學(xué)生分小組進行膝跳反射實驗，在實驗開始之前，教師設(shè)計了幾個問題：在多次進行叩擊操作后，受試學(xué)生都會發(fā)生何種反應(yīng)？每一次叩擊后的反應(yīng)是否相同？這是什么原因造成的？所有的反應(yīng)是不是有意識的？這一系列問題其實是教師有意識地引導(dǎo)學(xué)生進行演繹推理的過程，問題也是層層遞進展開的，方便學(xué)生掌握正確的推理過程和科學(xué)的推理思維。

可見，在踐行HPS教育理念的生物課堂上，教師有意識地以經(jīng)典的實驗或者結(jié)論為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生進行演繹和推理，從已知向未知，不僅有利于學(xué)生不斷完善自己的知識體系，形成正確的生物學(xué)觀念，還能讓其掌握更加科學(xué)的思維方式、方法等。

7? ?參與實踐，承擔(dān)社會責(zé)任

生物這門學(xué)科在很多行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，在農(nóng)林牧漁業(yè)的生產(chǎn)方面、環(huán)境保護的舉措方面、生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展和利用方面、人類的民生健康問題方面等都具有重要的指導(dǎo)意義。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識并不是單純地掌握知識就可以，而是要從小培養(yǎng)其社會意識，使其擁有社會責(zé)任感。在實際教學(xué)中，生物教師應(yīng)該鼓勵和組織學(xué)生多參與社會實踐，擔(dān)負(fù)起國家和人類賦予他們的未來使命，做一個對國家和社會有用的人。

總而言之，踐行HPS教育理念，有利于學(xué)生理解科學(xué)探究的本質(zhì)、掌握科學(xué)的探究方法、獲得科學(xué)的生物學(xué)觀念、擁有更加科學(xué)的思維方式、成為勇于承擔(dān)社會責(zé)任的時代新人，從而完成培養(yǎng)其生物核心素養(yǎng)的任務(wù)。然而，這并不是一朝一夕，單靠一兩節(jié)課就能實現(xiàn)的，它需要生物教師在實際教學(xué)中以HPS教育理念為基礎(chǔ)，積極實踐、不斷總結(jié)、堅持不懈，以全面提升學(xué)生的生物核心素養(yǎng)為己任。

參考文獻：

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