STS教育理念下的“顯微鏡下的生命世界”單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)效果與反思

◇林麗娜（福建：廈門市翔鷺小學(xué)）

一、問(wèn)題的提出

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)傳統(tǒng)科學(xué)教育以知識(shí)結(jié)構(gòu)為核心，忽視知識(shí)的綜合運(yùn)用以及跨學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生很難綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決日常生活問(wèn)題，進(jìn)行科學(xué)探究和技術(shù)創(chuàng)新。二十世紀(jì)六七十年代以來(lái)，教育領(lǐng)域興起的以揭示科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互關(guān)系為宗旨的STS教育，以其教育目標(biāo)的多元性、課程內(nèi)容的綜合性、教學(xué)方式的探究性等特征反映了科學(xué)教育的新構(gòu)想。

格式塔心理學(xué)者認(rèn)為：從培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的立場(chǎng)出發(fā)，不僅學(xué)生應(yīng)將學(xué)習(xí)情境視為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行感知，教師更應(yīng)努力把學(xué)習(xí)情境作為一個(gè)整體呈現(xiàn)給學(xué)生。STS教育理念下的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，以問(wèn)題中心模式來(lái)建構(gòu)單元教學(xué)設(shè)計(jì)，將技術(shù)當(dāng)作科學(xué)與社會(huì)的橋梁，選擇與社會(huì)或生活有關(guān)的問(wèn)題來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，以促進(jìn)科學(xué)概念的理解及應(yīng)用。本文以蘇教版2022年版五年下冊(cè)第一單元“顯微鏡下的世界”為例，探討如何基于STS教育理念進(jìn)行單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展。

二、STS教育理念下的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)案例分析

（一）從單元內(nèi)容中提煉社會(huì)問(wèn)題

“顯微鏡下的世界”這一單元由《搭建生命體的“積木”》《微小的生命體》《發(fā)霉與防霉》《微生物的“功”與“過(guò)”》四課組成，采用先總后分的邏輯結(jié)構(gòu)編排。整個(gè)單元主要圍繞“微生物”這一主題，因此提煉的社會(huì)問(wèn)題可以從學(xué)生身邊熟悉的“微生物”入手。學(xué)生在生活中或多或少聽說(shuō)過(guò)或不經(jīng)意說(shuō)過(guò)微生物這個(gè)詞，其中以“病毒”一詞學(xué)生聽得最多。病毒與學(xué)生生活息息相關(guān)，每年校園爆發(fā)的流感、腮腺炎、水痘等，對(duì)學(xué)生身體健康造成了嚴(yán)重影響和危害，甚至引起校園停課、人員死亡?；谏鲜錾钋榫常Y(jié)合STS教育理念，本單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)以學(xué)科核心概念為統(tǒng)領(lǐng)，將原有單元的邏輯結(jié)構(gòu)打破，以學(xué)生熟悉的病毒為主題，以“病毒來(lái)了怎么辦”這一問(wèn)題為中心，重新建構(gòu)單元教學(xué)框架。

（二）從整套教材與單元關(guān)系中分析學(xué)情

教育家維果茨基提出，學(xué)生的發(fā)展有兩種水平:一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平，另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平，兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)。因此在進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)前，分析學(xué)生的前概念、現(xiàn)有能力以及學(xué)生在學(xué)習(xí)本單元時(shí)的難點(diǎn)，可以使教學(xué)指向?qū)W生的最近發(fā)展區(qū)，找準(zhǔn)學(xué)習(xí)進(jìn)階的起點(diǎn)。

1.學(xué)生前概念和能力分析

學(xué)生一二年級(jí)時(shí)認(rèn)識(shí)了動(dòng)物與植物的多樣性和基本特征；三年級(jí)初步認(rèn)識(shí)了植物的生命周期和不同環(huán)境下的植物；四年級(jí)學(xué)習(xí)了動(dòng)物多樣性及生命延續(xù)后代的行為。因此學(xué)生已掌握一些認(rèn)識(shí)生命體的方法，具備觀察、分析、歸納的能力。雖然學(xué)生聽過(guò)微生物，但是對(duì)微生物的概念是模糊的，對(duì)微生物的種類是不清楚的。由于學(xué)生還未真正親眼見過(guò)微生物，因此渴望揭開它們神秘的面紗，去觀察它們、認(rèn)識(shí)它們，進(jìn)入自己從未領(lǐng)略過(guò)的微觀世界。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)難點(diǎn)分析

本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要有兩個(gè)：一是認(rèn)識(shí)細(xì)胞及其作用；二是認(rèn)識(shí)微生物。在學(xué)習(xí)本單元內(nèi)容中，有以下幾個(gè)難點(diǎn)。首先認(rèn)識(shí)細(xì)胞。通過(guò)觀察動(dòng)植物細(xì)胞，學(xué)生容易理解細(xì)胞是動(dòng)植物的基本組成單位，但是學(xué)生無(wú)法理解細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物的基本組成也是細(xì)胞。其次，對(duì)于微生物的特點(diǎn)，學(xué)生較難與之前學(xué)過(guò)的動(dòng)植物的特點(diǎn)區(qū)分開。由于學(xué)生對(duì)食品、藥品行業(yè)不熟悉，使得學(xué)生很難理解微生物在食品及藥品行業(yè)的貢獻(xiàn)，從而很難辯證地看待微生物的功與過(guò)。另外，在探究發(fā)霉的條件這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生往往缺乏控制單一變量的意識(shí)，以及利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論解決生活中一些防霉問(wèn)題的能力。

3.學(xué)生能力訓(xùn)練重點(diǎn)分析

通過(guò)本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能從微觀世界的角度了解微生物的分布、特點(diǎn)以及細(xì)胞作為生命體的基本組成，從而理解生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次。通過(guò)觀察多種細(xì)胞、微生物，在此基礎(chǔ)上分析歸納總結(jié)，建構(gòu)“細(xì)胞”“微生物”等概念，形成研究生物的一般思路和方法。通過(guò)討論微生物的功與過(guò)等活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生基于證據(jù)與邏輯，運(yùn)用分析與綜合、比較與分類、歸納等思維方法。另外，通過(guò)探究發(fā)霉的條件，學(xué)習(xí)探究的基本方法，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。

（三）從核心概念出發(fā)設(shè)計(jì)單元教學(xué)目標(biāo)

課標(biāo)是教材編寫、教學(xué)的直接依據(jù)，教育部最新頒布的2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出，要聚焦核心概念，精選與每個(gè)核心概念相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，基于學(xué)生的認(rèn)知水平和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)安排學(xué)習(xí)進(jìn)階。因此本單元教學(xué)目標(biāo)的確定要立足核心素養(yǎng)的發(fā)展，依據(jù)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵及年級(jí)特征。目標(biāo)制定如下。

科學(xué)觀念：認(rèn)識(shí)常見微生物；知道細(xì)胞是組成生命體的基本單位；了解人類利用微生物及微生物的例子。

科學(xué)思維：通過(guò)觀察、比較等方法，歸納細(xì)胞的基本特點(diǎn)。

探究實(shí)踐：通過(guò)探究物品發(fā)霉的條件，體會(huì)探究的過(guò)程，增進(jìn)科學(xué)探究能力。

態(tài)度責(zé)任：通過(guò)做酸奶活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)微生物的興趣。通過(guò)啟發(fā)學(xué)生思考微生物的益處與害處，讓學(xué)生辯證地看待微生物。

（四）從社會(huì)問(wèn)題出發(fā)設(shè)計(jì)單元活動(dòng)框架

以大問(wèn)題為中心統(tǒng)率單元，需要對(duì)教材進(jìn)行重新整合。教師需要在理解單元結(jié)構(gòu)、學(xué)生的基礎(chǔ)上，圍繞大問(wèn)題和大概念，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，將大問(wèn)題分解成核心問(wèn)題，把核心問(wèn)題分解為統(tǒng)攝性較低的概念和事實(shí)，設(shè)計(jì)單元活動(dòng)框架。本單元將“病毒來(lái)了怎么辦”這一大問(wèn)題分解為三個(gè)核心問(wèn)題：病毒是什么、病毒的危害、病毒預(yù)防與治療。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生思考這些問(wèn)題，使學(xué)生由熟悉的病毒過(guò)渡到大自然中的微生物，引領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)微生物的世界。將單元內(nèi)容與三個(gè)核心問(wèn)題有機(jī)整合，圍繞核心問(wèn)題展開教學(xué)活動(dòng)。例如，課時(shí)1《微小的生命體》，圍繞核心問(wèn)題“病毒是什么”，通過(guò)提供資料，讓學(xué)生回到流感暴發(fā)的真實(shí)情境中，嘗試分析流感病毒大規(guī)模傳播是什么原因，從而引起學(xué)生的概念沖突，初步猜測(cè)流感病毒可能是一種微小的生物。接著通過(guò)觀察池塘水里的微生物歸納微生物的共同點(diǎn)，逐步構(gòu)建“微生物”這一具體概念。最后通過(guò)分析微生物與動(dòng)植物的異同，發(fā)現(xiàn)微生物的特點(diǎn)，從而深化大概念。

（五）按照活動(dòng)序列厘清概念層級(jí)

布魯納認(rèn)為，不論我們教什么學(xué)科，都務(wù)必使學(xué)生理解學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，即基本概念、基本原理及其內(nèi)在規(guī)律。而大概念就是一種基本科學(xué)知識(shí)模塊，因此教師必須明確本學(xué)科的主要核心概念及概念的層級(jí)框架?？茖W(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程是由一系列指向教學(xué)目標(biāo)的活動(dòng)組成，因此，厘清各概念發(fā)展的層級(jí)，有利于教師合理有序安排教學(xué)活動(dòng)，從而使活動(dòng)指向教學(xué)目標(biāo)、指向大概念，落實(shí)學(xué)生的核心素養(yǎng)的發(fā)展。以《微小的生命體》一課為例，本課的概念發(fā)展層級(jí)分別是前概念、具體概念、大概念。對(duì)應(yīng)如下：病毒是一種微生物；自然界存在各種微生物；地球上存在動(dòng)物、植物、微生物等不同類型的生物。根據(jù)以上概念的層級(jí)，教師可以通過(guò)回顧校園流感暴發(fā)事件、觀察微生物、歸納微生物共同點(diǎn)、分析微生物與動(dòng)植物異同等活動(dòng)，達(dá)到深化核心概念的目的。

三、STS教育理念下的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)效果與反思

（一）單元整體設(shè)計(jì)教學(xué)效果

1.整合單元內(nèi)容，集零為整

“顯微鏡下的世界”單元先介紹細(xì)胞，再認(rèn)識(shí)微生物的邏輯結(jié)構(gòu)編排，對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)是較難的，易造成知識(shí)的割裂與遺忘。從用顯微鏡發(fā)現(xiàn)細(xì)胞、微生物開始，人類對(duì)微小生命體的認(rèn)識(shí)、研究和利用都離不開相應(yīng)的技術(shù)手段。因此基于STS教育理念，將學(xué)生了解的關(guān)于病毒預(yù)防與治療技術(shù)當(dāng)作科學(xué)知識(shí)與社會(huì)的橋梁，以“病毒來(lái)了怎么辦”為導(dǎo)向，建構(gòu)單元主題，有利于提升學(xué)生的興趣與動(dòng)機(jī)，提高學(xué)生的參與度與社會(huì)責(zé)任感。通過(guò)將大問(wèn)題分解成核心問(wèn)題，使單元主要概念的學(xué)習(xí)融入問(wèn)題解決中，使學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)。這樣的設(shè)計(jì)比起教材原來(lái)的編排更能幫助學(xué)生將細(xì)胞、微生物等碎片化的知識(shí)、概念整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化和知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，幫助學(xué)生形成“生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次”這一學(xué)科核心概念。

2.設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)思維發(fā)展

本單元在核心概念和中心問(wèn)題統(tǒng)領(lǐng)下，根據(jù)單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)；根據(jù)學(xué)生前概念和已有經(jīng)驗(yàn)，給學(xué)生提供習(xí)得知識(shí)的真實(shí)情境，設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在活動(dòng)中觀察、對(duì)比、分析、歸納，從而產(chǎn)生思維沖突，建立具體的概念，最終上升到核心概念。例如，《搭建生命體的“積木”》一課，學(xué)生將前面學(xué)到的思路和方法遷移，構(gòu)建“細(xì)胞”概念。在教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)學(xué)生方法遷移，有利于培養(yǎng)學(xué)生基于觀察結(jié)果，運(yùn)用分析、比較、歸納等思維方法，同時(shí)也構(gòu)建了研究生物的一般思路和方法，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（二）單元整體設(shè)計(jì)教學(xué)反思

STS課程是以社會(huì)問(wèn)題為導(dǎo)向，讓學(xué)生在真實(shí)問(wèn)題情境中理解科學(xué)概念、原理、技術(shù)的運(yùn)用，引發(fā)其對(duì)科學(xué)技術(shù)的社會(huì)價(jià)值問(wèn)題的深入思考與討論。STS教育理念下的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，首先要構(gòu)建以學(xué)科核心概念為統(tǒng)領(lǐng)、以社會(huì)問(wèn)題為導(dǎo)向的單元活動(dòng)框架，包含核心問(wèn)題、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用等。把握學(xué)科核心概念能幫助我們更好地設(shè)計(jì)單元教學(xué)目標(biāo)、制定概念發(fā)展層級(jí)，從而更好地開展指向目標(biāo)、指向核心概念的教學(xué)活動(dòng)。

單元活動(dòng)框架圖的構(gòu)建可以采用如下思路：首先，通過(guò)分析單元教材內(nèi)容，找到中心問(wèn)題，通過(guò)將核心概念分解成具體概念，根據(jù)具體概念設(shè)計(jì)核心問(wèn)題。其次，將課時(shí)內(nèi)容與核心問(wèn)題融合，采用上下位學(xué)習(xí)的方式設(shè)計(jì)教學(xué)。設(shè)計(jì)時(shí)，要以科學(xué)概念的建構(gòu)為目標(biāo)，關(guān)注學(xué)習(xí)思路的結(jié)構(gòu)化及知識(shí)的遞進(jìn)性和內(nèi)在聯(lián)系。知識(shí)碎片化理論認(rèn)為，學(xué)生的知識(shí)來(lái)源于一些零散的知識(shí)碎片，碎片化的知識(shí)轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念往往需要很長(zhǎng)時(shí)間。因此課時(shí)活動(dòng)設(shè)計(jì)要包含前概念—具體概念—大概念的科學(xué)概念體系，使概念貫穿整個(gè)單元的學(xué)習(xí)。

STS教育內(nèi)容非常豐富，來(lái)自科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)領(lǐng)域和社會(huì)領(lǐng)域的內(nèi)容都可以整合進(jìn)STS課程。教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)教材及學(xué)生實(shí)際情況有所選擇，通過(guò)設(shè)計(jì)主題的方式來(lái)確定具體的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。