【摘 要】在教學(xué)過(guò)程中真實(shí)的任務(wù)情境創(chuàng)設(shè)是發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體。文章結(jié)合教學(xué)案例,基于生產(chǎn)生活類(lèi)任務(wù)情境建立生命觀(guān)念、基于學(xué)術(shù)科研類(lèi)任務(wù)情境發(fā)展科學(xué)思維、基于實(shí)驗(yàn)探究類(lèi)任務(wù)情境開(kāi)展科學(xué)探究、基于社會(huì)議題類(lèi)任務(wù)情境提升社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面,對(duì)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的任務(wù)情境,發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)做了具體闡述。
【關(guān)鍵詞】學(xué)科核心素養(yǎng);真實(shí)情境;任務(wù)情境
【作者簡(jiǎn)介】袁錦明,正高級(jí)教師,江蘇省生物特級(jí)教師,江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對(duì)象,無(wú)錫市有突出貢獻(xiàn)的中青年專(zhuān)家,無(wú)錫市名教師,無(wú)錫市德育帶頭人,無(wú)錫市教科研帶頭人。
【基金項(xiàng)目】江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃初中專(zhuān)項(xiàng)立項(xiàng)課題“初中校素養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)學(xué)的學(xué)科教學(xué)變革行動(dòng)研究”(E-c/2016/04)
“情境”一詞,在2003年版的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中出現(xiàn)了4次,而在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》)中竟然出現(xiàn)了37次,涉及前言、學(xué)科核心素養(yǎng)與課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、學(xué)業(yè)質(zhì)量、實(shí)施建議及附錄等部分。從課程標(biāo)準(zhǔn)前后變化來(lái)看,“情境”已成為《課程標(biāo)準(zhǔn)》的高頻關(guān)鍵詞之一,凸顯了生物學(xué)課程和教學(xué)的“情境化”。如何在教學(xué)中基于真實(shí)的任務(wù)情境發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),已成為當(dāng)前生物學(xué)課堂教學(xué)的重要研究課題。
一、真實(shí)情境在發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的作用
《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出,生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸發(fā)展起來(lái)的,在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值觀(guān)念、必備品格與關(guān)鍵能力,是學(xué)生知識(shí)、能力與價(jià)值觀(guān)的綜合體現(xiàn)[1]??梢?jiàn),學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展需建立在真實(shí)情境基礎(chǔ)之上。
真實(shí)情境的重要特征之一是真實(shí)性,它是具體的真實(shí)存在的情境,是以真實(shí)事物或真切現(xiàn)實(shí)為原型的情境。真實(shí)情境源自鮮活的生產(chǎn)生活實(shí)際、科學(xué)史料、科學(xué)研究、時(shí)事熱點(diǎn)、科技前沿信息等,也可源自學(xué)生全程參與的實(shí)驗(yàn)。需要說(shuō)明的是,真實(shí)情境使用“真實(shí)”的描述,并不是說(shuō)情境一定要發(fā)生在學(xué)生的實(shí)際生活中,而是要與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系,能激發(fā)學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)需求。
發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境的重要性。人民教育出版社生物編輯室吳成軍老師曾以學(xué)習(xí)開(kāi)汽車(chē)這個(gè)形象的事例做過(guò)比喻。駕駛員要拿到機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛證必須經(jīng)過(guò)三關(guān):第一關(guān)是科目一的學(xué)習(xí)內(nèi)容,即駕駛理論知識(shí)的學(xué)習(xí);第二關(guān)是科目二的學(xué)習(xí)內(nèi)容,即在相對(duì)封閉場(chǎng)地內(nèi)的駕駛基礎(chǔ)技能訓(xùn)練;第三關(guān)是科目三的學(xué)習(xí)內(nèi)容,即在真實(shí)道路上的實(shí)際駕駛能力訓(xùn)練,在這種真實(shí)道路的情境中開(kāi)車(chē),駕駛?cè)嗣鎸?duì)真實(shí)而多變的道路環(huán)境,不僅能提升開(kāi)車(chē)的技能和能力,還可以培養(yǎng)其對(duì)生命的尊重(如禮讓行人,遵守交通規(guī)則等)。因此,在第三關(guān)的真實(shí)環(huán)境中開(kāi)車(chē)才能真正提升其駕駛技能。同理,在教學(xué)中,教師所創(chuàng)設(shè)的情境也應(yīng)盡可能地接近“真實(shí)”,才能真正提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。
華東師范大學(xué)崔允漷教授認(rèn)為,要將知識(shí)和技能上升為能力,就需要用知識(shí)和技能去解決真實(shí)情境中的問(wèn)題;要將能力上升為素養(yǎng),就需要在真實(shí)情境中反思[2]。利用真實(shí)情境發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),就是要提高學(xué)生在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力,促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升。
二、創(chuàng)設(shè)真實(shí)的任務(wù)情境,發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)
任務(wù)情境是指學(xué)生面對(duì)可能的真實(shí)世界去完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。其實(shí),“任務(wù)”和“情境”是不可分的:“任務(wù)”是內(nèi)容,是核心,是要做什么;而“情境”是條件,是形式,是在什么情況下做,是做的背景和意義。“任務(wù)”通過(guò)“情境”來(lái)呈現(xiàn),“情境”要為“任務(wù)”服務(wù),在教學(xué)中應(yīng)圍繞“任務(wù)”創(chuàng)設(shè)一定的“情境”,又在“情境”中完成相關(guān)的“任務(wù)”。真實(shí)的任務(wù)情境是指真實(shí)情境中有任務(wù)(或者提出問(wèn)題),即在呈現(xiàn)情境時(shí)要求學(xué)生完成相應(yīng)的任務(wù)或提出問(wèn)題。生物學(xué)教學(xué)中真實(shí)的任務(wù)情境類(lèi)型主要有生產(chǎn)生活類(lèi)、學(xué)術(shù)科研類(lèi)、實(shí)驗(yàn)探究類(lèi)、社會(huì)議題類(lèi)等。教師以“情境—任務(wù)—活動(dòng)”為主線(xiàn)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng),能幫助學(xué)生逐步發(fā)展生命觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任等生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
(一)基于生產(chǎn)生活類(lèi)任務(wù)情境建立生命觀(guān)念
生物學(xué)中的結(jié)構(gòu)與功能觀(guān)、物質(zhì)與能量觀(guān)、穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)觀(guān)、適應(yīng)與進(jìn)化觀(guān)等生命觀(guān)念是在對(duì)觀(guān)察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的高度抽象和概括。生產(chǎn)生活類(lèi)情境是真實(shí)地發(fā)生在學(xué)生生活、學(xué)習(xí)及社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中的生物學(xué)事件,如用鹽腌蘿卜絲時(shí)蘿卜絲會(huì)出水萎蔫、樹(shù)木移栽時(shí)要剪去部分枝葉、窗臺(tái)上盆栽植物的枝條會(huì)向光彎曲生長(zhǎng)等。在生物學(xué)教學(xué)中,教師創(chuàng)設(shè)生產(chǎn)生活類(lèi)任務(wù)情境,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)分析生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象,解決生產(chǎn)生活中的問(wèn)題,有助于學(xué)生理解生物學(xué)現(xiàn)象及其本質(zhì),促進(jìn)生物學(xué)核心概念的構(gòu)建,從而建立初步的生命觀(guān)念。
案例1 “滲透作用”的概念教學(xué)
情境創(chuàng)設(shè):在生雞蛋小頭尖端處敲一個(gè)小孔,把雞蛋的蛋白和蛋黃倒出,將蔗糖溶液裝入空蛋殼,再滴入幾滴紅墨水,在小孔處插入一根細(xì)玻璃管,最后將該雞蛋簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置放入盛有清水的大燒杯中。幾分鐘后,發(fā)現(xiàn)細(xì)玻璃管內(nèi)紅色蔗糖溶液的水位升高了。
任務(wù)設(shè)計(jì):探究細(xì)玻璃管內(nèi)水位升高的原因。
活動(dòng)開(kāi)展:(1)教師給每個(gè)小組發(fā)一個(gè)雞蛋殼和一個(gè)放大鏡,要求學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察蛋殼和蛋殼膜上的小孔。(2)請(qǐng)學(xué)生代表用棉簽蘸取大燒杯內(nèi)的水并品嘗味道。(3)通過(guò)閱讀教科書(shū)相關(guān)內(nèi)容,小組討論后得出細(xì)玻璃管內(nèi)水位升高的原因。
在以上教學(xué)中,學(xué)生通過(guò)真實(shí)情境獲得直觀(guān)感受,在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)系列活動(dòng)的開(kāi)展,能輕松地掌握滲透作用的概念及發(fā)生滲透作用的條件。在此過(guò)程中,教師潛移默化地幫助學(xué)生建立起“結(jié)構(gòu)與功能觀(guān)”的生命觀(guān)念。
(二)基于學(xué)術(shù)科研類(lèi)任務(wù)情境發(fā)展科學(xué)思維
科學(xué)思維是指人對(duì)自然界中客觀(guān)事物的一種認(rèn)知行為、認(rèn)知方式和認(rèn)知品質(zhì)的反映。生物學(xué)學(xué)科中常見(jiàn)的科學(xué)思維方法主要有比較與分類(lèi)、分析與綜合、歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等。學(xué)術(shù)科研類(lèi)情境的素材一般源自科學(xué)家的科學(xué)史料,以及科研工作者的研究成果,如基因工程技術(shù)、克隆技術(shù)、最新合成方法等方面的成果。真實(shí)的科研素材中蘊(yùn)含著科學(xué)思維,因此,在生物學(xué)教學(xué)中選取合適的科研素材,呈現(xiàn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、問(wèn)題任務(wù),讓學(xué)生基于事實(shí)和證據(jù)揭示生物學(xué)規(guī)律或機(jī)制,可發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。
案例2 “胰島素發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)
情境創(chuàng)設(shè):以下是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)胰島素的歷程。①1788年,英格蘭醫(yī)生托馬斯意外發(fā)現(xiàn)病人胰腺損傷可引起糖尿病。②1869年,德國(guó)病理學(xué)家蘭格爾翰斯通過(guò)顯微鏡觀(guān)察發(fā)現(xiàn)胰腺內(nèi)有一群群聚集成島狀的細(xì)胞團(tuán)塊(命名為“胰島”),這些細(xì)胞團(tuán)塊不同于胰腺的其他細(xì)胞。③1920年,加拿大外科醫(yī)生巴倫發(fā)現(xiàn)結(jié)扎了胰腺腺管的狗會(huì)發(fā)生腺管膽囊結(jié)石,進(jìn)而導(dǎo)致胰腺的腺泡細(xì)胞萎縮退化,但胰島細(xì)胞卻保持完好,狗未患糖尿病。④1921年,加拿大醫(yī)生班廷和助手貝斯特將狗胰腺內(nèi)的胰管結(jié)扎,并將該狗的胰島細(xì)胞提取液注射到患有糖尿病的狗身上,他們驚喜地發(fā)現(xiàn)狗血液中的血糖竟降至正常水平,狗尿液也恢復(fù)至無(wú)糖。但當(dāng)停止注射胰島細(xì)胞提取液后,狗的糖尿病癥狀卻再次出現(xiàn)。隨后通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)再次確認(rèn)了胰島細(xì)胞提取液的療效。
任務(wù)設(shè)計(jì):探究胰島細(xì)胞提取液含有的成分及其作用。
活動(dòng)開(kāi)展:(1)通過(guò)自主學(xué)習(xí)、小組討論,根據(jù)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)胰島素歷程①②③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果,能做出怎樣的推論?(2)在研討科學(xué)家發(fā)現(xiàn)胰島素歷程④班廷實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)小組討論,說(shuō)出胰島提取液中含有什么成分?其作用是什么?(3)全班學(xué)生討論,說(shuō)出班廷實(shí)驗(yàn)還存在哪些不足?
在以上教學(xué)中,教師通過(guò)學(xué)術(shù)科研類(lèi)情境呈現(xiàn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)展相關(guān)探究活動(dòng),讓學(xué)生基于事實(shí)和證據(jù),采用分析、推理、批判性思維等科學(xué)思維方法揭示胰島素的生理作用。
(三)基于實(shí)驗(yàn)探究類(lèi)任務(wù)情境開(kāi)展科學(xué)探究
廣義的科學(xué)探究的本質(zhì)就是提出問(wèn)題和解決問(wèn)題,而狹義的科學(xué)探究則有一套基本的程序或流程,即提出問(wèn)題—做出假設(shè)—制訂計(jì)劃—實(shí)施計(jì)劃—得出結(jié)論—表達(dá)交流。生物學(xué)教材中有著大量的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、社會(huì)調(diào)查等類(lèi)型的實(shí)驗(yàn),在生物學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)結(jié)合生物學(xué)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)探究類(lèi)任務(wù)情境,逐步發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的能力。
案例3 “檢測(cè)生物組織中糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
情境創(chuàng)設(shè):給每一實(shí)驗(yàn)小組桌上發(fā)放①②③④四種未知的組織樣液,已知有花生種子勻漿、豆?jié){、馬鈴薯勻漿、梨汁。假設(shè)每個(gè)學(xué)生是營(yíng)養(yǎng)師或檢驗(yàn)員,該如何準(zhǔn)確檢測(cè)出未知組織樣液各含有哪種有機(jī)物?
任務(wù)設(shè)計(jì):推斷未知組織樣液中有機(jī)物的種類(lèi)。
活動(dòng)開(kāi)展:(1)教師講授生物組織中糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟,并提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的相關(guān)事項(xiàng)。(2)小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的表格,根據(jù)自己的預(yù)測(cè),各小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)器材和試劑的選擇。(3)各小組根據(jù)自主設(shè)計(jì)的探究方案,開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究,推斷未知組織樣液中有機(jī)物的種類(lèi),最后總結(jié)反思。
在以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師給學(xué)生提供一個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)探究類(lèi)任務(wù)情境,讓學(xué)生按照“提出問(wèn)題—做出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案—實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察和對(duì)比—結(jié)論的交流與修正”的科學(xué)探究步驟完成實(shí)驗(yàn),從而掌握科學(xué)探究的基本思路和方法,提高實(shí)踐能力。
(四)基于社會(huì)議題類(lèi)任務(wù)情境提升社會(huì)責(zé)任
社會(huì)責(zé)任是指基于生物學(xué)的認(rèn)識(shí),參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論,做出理性解釋和判斷,解決生產(chǎn)生活問(wèn)題的擔(dān)當(dāng)和能力。這種擔(dān)當(dāng)和能力主要體現(xiàn)在參與討論、做出決策和實(shí)踐行動(dòng)三個(gè)層次,這三個(gè)層次是逐漸遞進(jìn)的。生物學(xué)課程中社會(huì)議題類(lèi)情境是指公眾廣泛關(guān)注并存在爭(zhēng)議的生態(tài)、科技、環(huán)境等復(fù)雜生物學(xué)問(wèn)題,包括垃圾分類(lèi)、環(huán)境污染、抗生素濫用、試管嬰兒、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、克隆技術(shù)、基因治療等?;谡鎸?shí)情境引入社會(huì)議題,在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)和方法去解決問(wèn)題,從而培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和參與社會(huì)決策的能力。
案例4 “核酸是遺傳信息的攜帶者”的教學(xué)
情境創(chuàng)設(shè):隨著人民生活水平的不斷提高,人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)保健品的需求也在日益增加。一些廠(chǎng)家看準(zhǔn)了這個(gè)商機(jī),不斷推出卵磷脂、核酸保健品等營(yíng)養(yǎng)保健品。市場(chǎng)上宣傳核酸保健品的廣告中常用到這些類(lèi)似的宣傳語(yǔ):人類(lèi)所有的疾病都直接或間接地與基因受損有關(guān);基因是核酸片段;補(bǔ)充某些特定的核酸,可增強(qiáng)基因的自主修復(fù)能力。
任務(wù)設(shè)計(jì):探討核酸保健品到底有沒(méi)有功效?
活動(dòng)開(kāi)展:(1)通過(guò)查閱資料,學(xué)生在小組內(nèi)展開(kāi)討論,思考上述關(guān)于核酸保健品的三段宣傳語(yǔ)有沒(méi)有邏輯問(wèn)題?并派小組代表在全班進(jìn)行交流。
(2)讓學(xué)生進(jìn)行角色扮演:①如果你是一個(gè)投資者,你會(huì)投入資金去開(kāi)發(fā)核酸保健品嗎?②如果你是一個(gè)消費(fèi)者,你會(huì)去購(gòu)買(mǎi)核酸保健品嗎?
在以上教學(xué)過(guò)程中,教師將核酸保健品宣傳語(yǔ)的社會(huì)議題類(lèi)情境引入課堂教學(xué)中,通過(guò)任務(wù)設(shè)計(jì)和活動(dòng)開(kāi)展,讓學(xué)生真正參與到真實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)中,經(jīng)歷思維辨析、價(jià)值取向的深度綜合體驗(yàn)過(guò)程,參與討論并做出理性解釋和判斷,從而提升學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。
最后,需要說(shuō)明的是,根據(jù)真實(shí)任務(wù)情境的復(fù)雜程度,教師引導(dǎo)學(xué)生在分析問(wèn)題和解決問(wèn)題時(shí)不一定單向指向生命觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究或社會(huì)責(zé)任中的某一項(xiàng),多數(shù)情況下發(fā)展的是多種生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),如生命觀(guān)念和科學(xué)思維,科學(xué)思維與科學(xué)探究,或者是不同的問(wèn)題指向不同的素養(yǎng)水平。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.
[2]崔允漷,王中男.學(xué)習(xí)如何發(fā)生:情境學(xué)習(xí)理論的詮釋[J].教育科學(xué)研究,2012(7):28-32.
(責(zé)任編輯:陸順演)