(建甌第一中學(xué),福建建甌353100)
基于發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)的實踐型課程
朱素娟 黃敏華
(建甌第一中學(xué),福建建甌353100)
以實踐型生物學(xué)課程“孟德爾的豌豆雜交實驗”為例,闡述實踐型生物學(xué)課程發(fā)展學(xué)生的生命觀念、理性思維、科學(xué)探究能力及社會責(zé)任感等生物學(xué)核心素養(yǎng)的思考與實踐。
生物學(xué)核心素養(yǎng);實踐型生物學(xué)課程;生命觀念;理性思維;科學(xué)探究;社會責(zé)任
《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》以“立德樹人”為指向,明確提出從生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等方面發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng),旨在讓學(xué)生的學(xué)習(xí)成為一個主動建構(gòu)知識、發(fā)展能力、形成正確的情感態(tài)度與生命觀念的過程。為貫徹這一指導(dǎo)思想,筆者以實踐型生物學(xué)課程“孟德爾的豌豆雜交實驗”為例,闡述發(fā)展學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的思考與實踐。
所謂生命觀念,一般是指人們對生命的總的認(rèn)識或看法,不僅包括人們對生與死的根本看法和態(tài)度,還包括人們對生命價值的判斷。[1]實踐型生物學(xué)課程中,教師引導(dǎo)學(xué)生在理解概念性知識的基礎(chǔ)上形成生命觀念。
如人教版高中《生物·必修2·遺傳與進化》第1章第1節(jié)“孟德爾的豌豆雜交實驗(一)”介紹孟德爾潛心進行豌豆雜交實驗,發(fā)現(xiàn)了生物遺傳規(guī)律。許多學(xué)生從未見過豌豆花,更不用說豌豆雜交實驗了。因此,帶領(lǐng)學(xué)生利用課余時間在學(xué)校后山生物學(xué)基地種植豌豆,觀察豌豆的生長過程。學(xué)生在翻松好的地用小鋤頭挖一小坑投放2-3粒種子蓋上2-4厘米厚的松土,稍微壓實,適當(dāng)澆水,鋪上薄膜,以便積溫促進種子萌發(fā)。一周后,幼苗破土而出,14天后展開2片復(fù)葉,40天后地里的豌豆幼苗長得郁郁蔥蔥,葉子已長至10片,株高10厘米,卷須2-3厘米左右。小小豌豆種子竟可以發(fā)芽、生長并破解遺傳的奧秘,這令學(xué)生欣喜若狂、充滿著好奇。學(xué)生期盼著豌豆的成長,好象當(dāng)年在修道院后院里種豌豆的孟德爾一樣。學(xué)生通過長達5個月的豌豆實地種植,感受生命的復(fù)雜、神奇、高效、協(xié)調(diào)等特性,由此產(chǎn)生尊重生命、珍惜生命、關(guān)愛生命的情感,有利于學(xué)生形成生命觀念。
理性思維是指尊重事實和證據(jù),崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度,運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力。理性思維是建立在證據(jù)和邏輯推理基礎(chǔ)上的一種思維方式,是人類所獨有的一種高級的認(rèn)知加工方式,甚至比智力或其他認(rèn)知能力更能影響人們生活的各個方面的結(jié)果。通過生物科學(xué)的學(xué)習(xí)與實踐,促進學(xué)生理性思維的發(fā)展是實踐型生物學(xué)課程的基本任務(wù)。
如性狀分離比模擬實驗是”孟德爾的豌豆雜交實驗(一)”中的一個驗證型的實驗,幫助學(xué)生認(rèn)識和理解遺傳因子的分離和配子的隨機結(jié)合與性狀之間的數(shù)量關(guān)系,體驗孟德爾的假說。本課程開展性狀分離比模擬實驗時,使用黑白骰子作為模擬實驗材料,用黑色骰子表示雄配子,白色骰子表示雌配子。骰子的偶數(shù)面(2,4,6)表示D,奇數(shù)面(1,3,5)表示d。通過兩個骰子的隨機組合,模擬生物生殖過程中,雌雄配子的隨機結(jié)合。要求兩名學(xué)生為一小組合作完成,之后八人一大組再進行合作,將實驗結(jié)論填寫在實驗記錄表中,并進行組間展示與交流。進一步探討:①模擬實驗應(yīng)該滿足哪些條件,才能與實際實驗的結(jié)果相近?②小組實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)果吻合嗎?如果與預(yù)期不同,分析是什么原因造成的?學(xué)生模擬探究實驗后發(fā)現(xiàn),搖骰子時應(yīng)該雙手同時進行,兩個骰子同時進行,以避免人為誤差;遺傳因子是獨立的顆粒;受精時雌雄配子的結(jié)合是隨機的;實驗的次數(shù)要足夠多就越接近3∶1。學(xué)生能以遺傳圖解說明實驗擴展中配子的隨機結(jié)合與性狀分離比3∶1的關(guān)系,并對此進行相互質(zhì)疑與辯護??梢姡誀罘蛛x比模擬實驗?zāi)艽龠M學(xué)生進行分析、推理、質(zhì)疑與辯護等思想探究,使得學(xué)生對孟德爾的假說有更深的理解,有利于培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力和推理能力,促進學(xué)生形成科學(xué)思維的習(xí)慣,進而達到提高理性思維這一核心素養(yǎng)。
科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題,針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象,進行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及結(jié)果的交流與討論的能力??茖W(xué)探究是學(xué)生用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動,是學(xué)生認(rèn)識生命世界、學(xué)習(xí)生物課程的有效方法。在實踐型生物課程中,筆者嘗試自主式探究的學(xué)習(xí)方式,促進學(xué)生提升科學(xué)探究能力。
如教科書通過一幅豌豆人工異花傳粉的示意圖說明操作步驟:去雄、套袋、人工授粉與再套袋。但學(xué)生在實踐過程中卻發(fā)現(xiàn)面臨各種具體的問題,如何時為豌豆的花蕾期?如何去除雄蕊?使用什么工具套袋效果好?何時進行人工授粉?等等。正是這些在實踐過程中遇到的新問題激發(fā)學(xué)生深層次的思考,并積極尋求通過求助教師、網(wǎng)絡(luò)查詢、拜訪技術(shù)員等各種途徑來解決問題。陽春三月很多豌豆已經(jīng)長出美麗的花苞,此時學(xué)生小心翼翼地打開豌豆的花苞進行去雄、套袋,若一不留神就把雄蕊以外的雌蕊結(jié)構(gòu)破壞便前功盡棄,如果除不盡雄蕊又會導(dǎo)致豌豆自花受粉。人工授粉時,先用鑷子在不破壞花朵的前提下小心撥開花瓣露出雄蕊,再用小毛刷輕輕地?fù)軇硬⑹占湎碌耐钢ⅫS的花粉,將沾了花粉的刷子輕輕點在雌蕊柱頭上再套上紙袋,并做好父母本特征、授粉日期、天氣、操作員等相關(guān)記錄。整個操作過程要求膽大心細(xì)、精確,不僅讓學(xué)生學(xué)會選擇觀測指標(biāo)、對實驗的結(jié)果進行合理的分析、運用文字圖片和視頻等方式進行交流與探討等科學(xué)探究的方法,而且使得學(xué)生學(xué)會相互協(xié)作、勇于創(chuàng)新,提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。
社會責(zé)任是指個人或組織對他人和社會應(yīng)該承擔(dān)的任務(wù)、職責(zé)和使命,是為了他人的幸福、社會的發(fā)展和進步,個人或組織應(yīng)盡的責(zé)任[2]。開展“豌豆的雜交實驗”實踐型生物學(xué)課程時,通過設(shè)計觀察記錄表,明確觀察任務(wù),每天要記錄天氣、溫度、濕度、土壤理化性質(zhì)、土壤肥沃程度、葉片數(shù)、株高、病蟲害等,這些瑣碎的工作要求學(xué)生要有高度熱情、責(zé)任心強、堅持不懈、持之以恒等科學(xué)態(tài)度。特別是豌豆幼苗的葉子長至10片,株高10厘米,卷須2-3厘米左右,要搭竹上架的時候,學(xué)生到雨后濕漉漉的山林里,用柴刀開辟出一條路,不時被身邊的灌木劃傷,還要當(dāng)心砍過的竹子露出尖銳的莖桿。完成工作時學(xué)生雖勞累,卻感動十分快樂。通過實踐活動,學(xué)生了解許多生物學(xué)原理、生活知識、勞動技能等,這不僅對其個人有益,還能讓學(xué)生樹立熱愛勞動、不怕困難等社會責(zé)任感。
總之,實踐型生物學(xué)課程,探索和開發(fā)身邊的實驗材料,以發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)為抓手,使得課堂教學(xué)更加貼近學(xué)生的實際,有助于拓展學(xué)生的視野,提高學(xué)生的綜合能力,為培育全面發(fā)展的人才奠定堅實的基礎(chǔ)。
[1]徐達.學(xué)科核心素養(yǎng)視角看美國高中生物主流教材[J].中學(xué)生物教學(xué),2016(3).
[2]徐勇.生物學(xué)科核心素養(yǎng)培育探析[J].中學(xué)教學(xué)參考,2016(20).
(責(zé)任編輯:陳欣)
本文系2015年度福建省基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究立項課題(項目編號:MJYKT2015-121)研究成果。