學(xué)生實踐活動是提高學(xué)生認(rèn)知水平、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力的主要途徑。新時代對人才培養(yǎng)的要求是能夠發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,具有社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實踐能力。以豐富初中生物學(xué)實踐活動為目標(biāo),深入挖掘?qū)嵺`活動與初中生物學(xué)教學(xué)的結(jié)合點,有利于提升學(xué)生的核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,促進(jìn)學(xué)生身心的健康成長。
1 實踐活動在初中生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的背景
1.1 教育部印發(fā)相關(guān)文件
2017年9月,由教育部印發(fā)實施的《中小學(xué)綜合實踐活動課程指導(dǎo)綱要》充分肯定了實踐活動在立德樹人中的重要作用,并指出實踐活動有利于學(xué)生深入理解和踐行社會主義核心價值觀,促進(jìn)學(xué)生綜合運用各學(xué)科知識、認(rèn)真分析和解決現(xiàn)實問題的能力,提升綜合素質(zhì),發(fā)展核心素養(yǎng),特別是社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實踐能力,從而使學(xué)生更好地適應(yīng)快速變化的社會生活、職業(yè)世界和個人自主發(fā)展的需要,迎接信息時代和知識社會的挑戰(zhàn)。
2020年7月,教育部在印發(fā)實施的《大中小學(xué)勞動教育指導(dǎo)綱要(試行)》中提出勞動教育是新時代黨對教育的新要求,是中國特色社會主義教育制度的重要內(nèi)容,是全面發(fā)展教育體系的重要組成部分,是大中小學(xué)必須開展的教育活動。它具有顯著的實踐性,必須面向真實的生活世界和職業(yè)世界,引導(dǎo)學(xué)生以動手實踐為主要方式,在認(rèn)識世界的基礎(chǔ)上獲得積極意義的價值體驗,學(xué)會建設(shè)世界,塑造自己,實現(xiàn)樹德增智,強體育美的目的。
2022年,新修訂的《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱新課標(biāo))發(fā)布,其課程理念包含“教學(xué)過程重實踐”,強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是主動參與的過程,選擇恰當(dāng)?shù)恼鎸嵡榫?,設(shè)計學(xué)生任務(wù),讓學(xué)生積極參與動手和動腦的活動,通過實驗、探究類學(xué)習(xí)活動,使學(xué)生加深對生物學(xué)概念的理解,提升應(yīng)用知識的能力,激發(fā)探究生命奧秘的興趣,進(jìn)而能用科學(xué)的觀點、知識、思路和方法探討或解決現(xiàn)實生活中的某些問題。
1.2 當(dāng)代中學(xué)生體質(zhì)現(xiàn)狀
用人體成分分析儀對本校六年級學(xué)生進(jìn)行體脂率檢測,發(fā)現(xiàn)男生體脂率超標(biāo)準(zhǔn)人數(shù)占男生總?cè)藬?shù)的66%,女生占37%。分析體脂率超標(biāo)的原因與學(xué)生的生活習(xí)慣、學(xué)習(xí)壓力、睡眠情況等有一定關(guān)系。為進(jìn)一步改善學(xué)生的體質(zhì)狀況,降低學(xué)生的體脂率,豐富學(xué)生的實踐活動,降低學(xué)生學(xué)習(xí)壓力是非常有必要的。生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),在整個初中階段有豐富的實踐活動可供學(xué)生參與,具有改善學(xué)生體質(zhì)、促進(jìn)學(xué)生身心健康的先天性優(yōu)勢。
1.3 生物學(xué)核心素養(yǎng)對學(xué)生培養(yǎng)的要求
新課標(biāo)修訂的重點是“讓核心素養(yǎng)落地”。生物學(xué)課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)主要是指學(xué)生通過本課程學(xué)習(xí)而逐漸形成正確的價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力,是生物學(xué)課程育人價值的集中體現(xiàn),主要包括生命觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任。作為核心素養(yǎng)四大內(nèi)涵之一,探究實踐具有舉足輕重的地位,科學(xué)探究是學(xué)習(xí)生物學(xué)的重要方式,是創(chuàng)新型人才的重要標(biāo)志??茖W(xué)探究的實現(xiàn)依賴于豐富的實踐活動,學(xué)生在不同的實踐活動過程中能夠不斷提升科學(xué)探究能力,培養(yǎng)科學(xué)思維,形成生命觀念,提高社會責(zé)任。因此,在初中階段設(shè)計豐富的實踐活動并讓學(xué)生參與其中對提高學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)具有重要意義。
2 實踐活動在初中生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的策略
2.1 活動時間
學(xué)生的實踐活動時間可分為課前、課中和課后,合理分配時間對完善學(xué)生實踐活動及輔助課堂教學(xué)有重要意義。如在講解山科版《生物學(xué)·六年級·下冊》第五章第二節(jié)“呼吸作用消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳”時,由于本節(jié)內(nèi)容較為抽象,為使學(xué)生更好地理解呼吸作用的原理,需要在課前、課中和課后設(shè)計多個實踐活動。
(1)課前布置自主探究實驗
細(xì)胞利用氧,將有機(jī)物分解成二氧化碳和水,并且將儲存在有機(jī)物中的能量釋放出來,供生命活動需要,這個過程叫作呼吸作用。呼吸作用發(fā)生在生物體內(nèi)部,較為抽象,為了提高課堂效率,教師可在課前布置自主探究實驗——“探究種子呼吸作用的過程”,并下發(fā)實驗報告單,使學(xué)生明確實驗步驟。學(xué)生將萌發(fā)的種子和煮熟的種子做對比,探究得出萌發(fā)的種子能夠進(jìn)行呼吸作用釋放熱量、消耗氧氣,而煮熟的種子不能進(jìn)行呼吸作用(見圖1)。
課前活動能夠大大提高課堂效率,在這個過程中,學(xué)生能夠養(yǎng)成主動思考、自主探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣,培養(yǎng)科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力,減少做紙質(zhì)作業(yè)和玩電子產(chǎn)品的時間,增強生物學(xué)習(xí)的主動性和實踐性。
(2)課上設(shè)置小組活動
通過課前自主探究,學(xué)生已經(jīng)初步了解了呼吸作用的原理,課上進(jìn)一步進(jìn)行小組活動,完善學(xué)生對呼吸作用原理的理解。四人一組探究“萌發(fā)的種子呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”,小組同學(xué)根據(jù)所給實驗材料自主設(shè)計實驗步驟,觀察實驗現(xiàn)象,得出實驗結(jié)論。教師作為課堂的引導(dǎo)者,需要幫助每一個小組高效完成小組活動,不過多參與。在課上小組活動的過程中,學(xué)生能夠清楚觀察到“澄清的石灰水變渾濁”,最終得出“種子萌發(fā)進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的實驗結(jié)論。生物學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的一門自然科學(xué),課上活動能夠使學(xué)生感知到生物學(xué)科的樂趣,輔助教師進(jìn)行課堂教學(xué),鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力,為培養(yǎng)新時代的科學(xué)研究人才奠定基礎(chǔ)。
(3)課下布置開放性探究任務(wù)
經(jīng)過課前和課上實踐活動的積累,學(xué)生對種子的呼吸作用過程有了清晰的認(rèn)知。在此基礎(chǔ)上,教師應(yīng)及時布置課下探究任務(wù)鞏固學(xué)生所學(xué)的知識,拓寬學(xué)生的視野,鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力。任務(wù)內(nèi)容為“探究植物其他器官的呼吸作用并進(jìn)行實驗操作”。在課下開放性探究活動的過程中,學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到實踐過程中,加深對知識的理解和運用,沖破課本內(nèi)容的束縛,增強想象力。教師作為引導(dǎo)者,應(yīng)在此過程中引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,最終使學(xué)生深入理解植物呼吸作用的原理,培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力及科學(xué)思維能力。
2.2 活動地點
實踐活動地點沒有局限,以達(dá)到更好的活動效果為目的,活動地點可包括學(xué)校內(nèi)、家中及自然環(huán)境中。例如,山科版《生物學(xué)·八年級·上冊》第一章第六節(jié)“鳥類”中講到“鳥的種類很多,是脊椎動物中種類數(shù)量上僅次于魚的一個類群,現(xiàn)在世界上已知的鳥類有9000余種,不同鳥的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性有著較大差別,其棲息環(huán)境也各有不同。鳥類具有體表覆羽,前肢變成翼,骨骼輕、薄、堅固、長骨中空,胸骨高聳形成龍骨突等形態(tài)結(jié)構(gòu)特點”。為使學(xué)生更好地理解這些知識、親身體會到鳥類是現(xiàn)存脊椎動物中的第二大類群、直觀了解鳥類的外部形態(tài)和內(nèi)部特征,教師需要設(shè)計多個活動輔助教學(xué)。
(1)校內(nèi)參觀生物標(biāo)本室、飼養(yǎng)家雞
教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀生物標(biāo)本室,進(jìn)行小組活動——“觀察鳥類標(biāo)本”,學(xué)生四人一組觀察標(biāo)本,閱讀標(biāo)簽上的文字簡介,討論不同鳥類在結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性上的異同點(見圖2)?;顒咏Y(jié)束后,由小組代表發(fā)言,講解本組的討論結(jié)果,教師及時進(jìn)行點評,該活動過程加深了學(xué)生對鳥類主要特征的了解,鍛煉了學(xué)生的觀察能力、語言表達(dá)能力,使學(xué)生切身體會到鳥類的種類繁多,是現(xiàn)存脊椎動物中的第二大類群。除此之外,校內(nèi)的實踐活動還包括飼養(yǎng)家雞,學(xué)生從小雞開始飼養(yǎng),在小雞發(fā)育成熟到產(chǎn)卵再到孵化出小雞的過程中,學(xué)生不僅能夠更直觀地觀察鳥類的主要特征,還能夠觀察到鳥類的繁殖過程,進(jìn)一步感受到勞動的不易和生命的珍貴,從而提升學(xué)生對生命的珍惜感與敬畏感。在參與校內(nèi)實踐活動的過程中,學(xué)生有更多的時間活動身體,避免久坐現(xiàn)象,這對學(xué)生的身心健康有著良好影響。
(2)家中觀察鳥的骨骼,總結(jié)其特點
教師布置家庭實踐活動——“觀察鳥的骨骼”,實驗材料為家雞或家鴿,學(xué)生與家長一起,通過解剖、觸摸、稱重等過程,直觀觀察“鳥的骨骼特點——輕、薄、堅固、長骨中空,胸骨高聳形成龍骨突等?!庇^察結(jié)束后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查閱資料,使學(xué)生深入了解鳥類其他結(jié)構(gòu)的特點。以此提升學(xué)生生物學(xué)習(xí)的興趣,鍛煉學(xué)生不斷進(jìn)行科學(xué)探究的能力。
(3)參觀動物園和自然保護(hù)區(qū)
生物圈是所有生物賴以生存的家園,鳥類在自然界中才能展現(xiàn)出自身美麗的一面,要想了解自然狀態(tài)下的鳥,必須去自然中尋找,在學(xué)習(xí)了鳥類的相關(guān)知識后,學(xué)生對鳥類有了一定的了解,并充滿好奇,此時去觀賞鳥類可以大大提升學(xué)生的生物學(xué)興趣。通過進(jìn)一步觀察鳥類的生活習(xí)性和繁殖行為,使學(xué)生認(rèn)識到鳥類是人類的朋友,最終形成愛護(hù)鳥類、尊重自然、敬畏生命的生命觀念。
2.3 活動方式
根據(jù)活動目的及活動內(nèi)容不同,活動方式可分為親子合作、學(xué)生小組合作及自主探究。生物學(xué)內(nèi)容細(xì)致繁多、包羅萬象,探索自然界中的各種生命現(xiàn)象和生命規(guī)律,初中生物主要要求學(xué)生從宏觀角度了解植物、動物和微生物的生命規(guī)律和結(jié)構(gòu)特征,內(nèi)容由淺及深、紛繁復(fù)雜。因此,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同選擇合理的活動方式對實現(xiàn)相應(yīng)的活動目的有至關(guān)重要的作用。例如,在講解《生物學(xué)·八年級·上冊》“動物的運動”一節(jié)時,需要學(xué)生掌握“關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)與功能”“骨骼肌的組成與特點”“哺乳動物運動的實現(xiàn)過程”等幾個知識點,教師在講解本節(jié)課時需要選擇恰當(dāng)?shù)幕顒臃绞讲拍芨玫剌o助教學(xué),促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
(1)親子合作觀察關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)
在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前,教師布置課前實踐活動——“觀察關(guān)節(jié)”,并下發(fā)實驗視頻輔助進(jìn)行活動。學(xué)生在家長陪同下去市場購買包有關(guān)節(jié)的豬大腿骨,回家后家長與孩子合作,通過解剖、觸摸、觀察等過程,學(xué)生能夠直觀地了解到關(guān)節(jié)由關(guān)節(jié)頭、關(guān)節(jié)窩、關(guān)節(jié)囊構(gòu)成,同時親身感知到關(guān)節(jié)具有靈活性和牢固性的功能特點,這為接下來的課上學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。在觀察關(guān)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)時,由于關(guān)節(jié)囊內(nèi)外有韌帶,學(xué)生很難將關(guān)節(jié)囊切開,這時需要家長配合,在這個過程中,家長參與到孩子的學(xué)習(xí)活動中,真正實現(xiàn)了親子共同學(xué)習(xí)、共同成長。在觀察結(jié)束后,家長需要與孩子合作共同將觀察到的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行總結(jié),制成觀察報告(見圖3),這大大提高了學(xué)生生物學(xué)習(xí)的興趣和主動性,鍛煉了學(xué)生總結(jié)和歸納的能力,同時增加了親子合作的時間,讓學(xué)生體會到家庭的溫暖,使學(xué)生在關(guān)愛中不斷成長并且學(xué)會關(guān)愛他人。除此之外,課后的親子合作活動能夠大大減少學(xué)生玩手機(jī)、打游戲的時間,對學(xué)生的身心健康有重要意義。
(2)小組合作觀察骨骼肌的結(jié)構(gòu),探究骨骼肌的功能
骨骼肌的結(jié)構(gòu)較為抽象,課本上的圖片及網(wǎng)絡(luò)上的視頻無法使學(xué)生直觀了解到骨骼肌的結(jié)構(gòu)特點。因此,筆者選取牛蛙后肢為實驗材料供學(xué)生觀察。課堂上學(xué)生四人一組,每組的實驗材料除蛙的后肢,還包括一節(jié)1號電池、兩根電線。學(xué)生小組根據(jù)實驗步驟進(jìn)行觀察和探究,并繪制骨骼肌結(jié)構(gòu)圖,通過觀察學(xué)生能夠總結(jié)出骨骼肌由肌腱和肌腹兩部分組成,通過用電極刺激蛙的坐骨神經(jīng)學(xué)生能直觀體會到骨骼肌遇到刺激而收縮的特性(見圖4)。需要注意的是,在小組活動中,教師是活動的引導(dǎo)者而不是操控者,在出示實驗步驟的條件下,教師需認(rèn)真引導(dǎo)小組同學(xué)通過討論達(dá)成活動目的。小組合作能夠鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究思維的形成,同時使學(xué)生體會到科學(xué)研究的不易,從而在將來的學(xué)習(xí)中更加努力。
(3)自主探究哺乳動物運動的實現(xiàn)過程
通過之前的親子合作和小組合作活動,學(xué)生已掌握哺乳動物運動系統(tǒng)的構(gòu)成及特點,此時教師需引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建思維導(dǎo)圖,總結(jié)出哺乳動物運動的實現(xiàn)過程,在學(xué)生進(jìn)行自主探究活動的過程中,使學(xué)生加深對本節(jié)知識的理解和運用,鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究和總結(jié)能力。得出結(jié)論后,教師需對學(xué)生所得結(jié)論及時進(jìn)行評價和匯總,從而幫助學(xué)生將各個概念匯總成完整的知識網(wǎng)絡(luò)。自主探究活動不僅要課上進(jìn)行,還應(yīng)延伸到課下,教師可布置課下自主探究活動——“搜集各種動物的運動方式及其運動實現(xiàn)過程”,即學(xué)生不只要了解哺乳動物運動系統(tǒng)的組成及運動實現(xiàn)過程,還應(yīng)去了解其他脊椎動物及無脊椎動物的運動特點,由此進(jìn)一步完善“動物的運動”這一節(jié)的知識體系。學(xué)生的自主探究活動是一個自我思考、自我反思、知識升華的過程,在這個過程中學(xué)生的科學(xué)探究能力及認(rèn)知水平得到很大的提高。教師應(yīng)注意在授課過程中留有足夠的時間讓學(xué)生思考、反思、總結(jié),從而更好地培養(yǎng)出能夠自主鉆研、自我總結(jié)的創(chuàng)新型人才。
2.4 活動方法、材料及工具
生物學(xué)是一門以實驗法和觀察法為基礎(chǔ)、探尋和解釋自然界中的各種生命現(xiàn)象和生命規(guī)律的自然科學(xué)。選用合適的活動方法、材料及工具對活動的成功具有重要作用。
(1)活動方法的分類
根據(jù)生物學(xué)的學(xué)科特點,活動方法分為實驗法、觀察法、調(diào)查法及多種方法的結(jié)合。如在進(jìn)行“生物進(jìn)化的歷程”研究時應(yīng)將觀察法、實驗法和比較法相結(jié)合;在研究“動物的行為”時應(yīng)采用觀察法與實驗法相結(jié)合的活動方法;在探究“人類活動對周圍環(huán)境的影響”時主要用到調(diào)查法。
(2)活動材料及工具的選擇
“工欲善其事,必先利其器”,找到合適的活動材料和活動工具將會使實踐活動事半功倍。如教師在講解“生物的遺傳與變異”時,除講清楚植物與動物體內(nèi)的遺傳學(xué)原理,還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析豌豆和果蠅作為遺傳學(xué)研究材料的優(yōu)點,從而使學(xué)生體會到科學(xué)研究的不易,養(yǎng)成積極探索的學(xué)習(xí)習(xí)慣。除此之外,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生敢于對教材中的實踐活動進(jìn)行質(zhì)疑和深入探究,避免循規(guī)蹈矩和死板教條地教學(xué),不斷培養(yǎng)學(xué)生積極思考、自主探究、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。在活動工具方面,除以往傳統(tǒng)的活動工具,教師還應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生接觸更多先進(jìn)的活動工具,如人體成分分析儀、超凈工作臺、植物組織恒溫培養(yǎng)箱、二氧化碳成分分析儀等,這些先進(jìn)的工具不但能加快實踐活動的進(jìn)程,還能夠增加活動的樂趣和創(chuàng)新性,從根本上提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造和科學(xué)探究的能力,為培養(yǎng)國家所需的創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。
3 反思與總結(jié)
實踐的活動時間、活動地點、活動方式及活動方法是相輔相成、相互串聯(lián)的,是一個統(tǒng)一的整體,將以上四個方面考慮具體和精細(xì)才能設(shè)計出更有價值的實踐活動。需要注意的是,教師在實施學(xué)生實踐活動之前,應(yīng)提前實踐所涉及的活動,發(fā)現(xiàn)問題及時改正,從而使學(xué)生能夠更加高效地完成實踐活動,達(dá)成相應(yīng)的活動目的。
在當(dāng)前國際形勢下,國家急需全方位的創(chuàng)新型人才,學(xué)校是培養(yǎng)學(xué)生的主陣地,豐富學(xué)生的實踐活動能最大限度地提升學(xué)生的創(chuàng)新和科研能力。目前各學(xué)校設(shè)施日益完善,配備了先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備及實驗工具,周圍環(huán)境的設(shè)施也在不斷完善,這給學(xué)生實踐活動提供了有益且豐富的平臺。教師在日常教學(xué)中應(yīng)認(rèn)真設(shè)計合理高效的實踐活動,不斷啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)生的理性思維,提高學(xué)生的探究能力,為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人而努力。