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情境体验式教学在初中生物学中的实践与探索

——以《种子的结构》为例

陈冲
  
启迪·下
2024年5期
江苏省徐州市西朱中学 221100

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本文系2021年江苏省教育科学“十四五”规划一般课题《基于“情境体验”初中生物课程实施策略的研究》(课题编号:XC-c/2021/73)和2022年徐州市教育科学专项课题《基于情境体验的初中生物学科深度学习的研究》(课题编号:GH14-22-X019)的研究成果。

摘 要:情境体验式教学可培养学生在运用知识解决实际问题的关键能力和必备品格。文章以《种子的结构》一课为例,在课堂教学中为学习者创设真实情境,引导学习者形成相关知识的脉络体系,使教师在情境体验视域下的教学实践落地生根。

关键词:初中生物;情境体验;课堂教学

《义务教育生物学课程标准(2022年版)》(以下简称《新课标》)明确指出义务教育生物学课程要以核心素养为宗旨,课程设计重衔接,学习主题为框架。生物学课程高度关注培养学生科学探究和跨学科实践能力,能够分析解决真实情境中的生物学问题[ 1 ]。自《新课标》颁布以来,关于如何创设真实情境引导学生自行构建知识框架的课堂的讨论迅速成为教育界的热门话题。但是,当代生物学课堂面临着“脱境”和“离身”的重大危机,即学生的学习脱离了自身的情感和真实的情境[ 2 ],在此背景下,开展了情境体验式教学在初中生物学中的实践与探索。

笔者以苏科版八年级上册第19章第2节“植物的生长与发育”第一课时“种子的结构”为例,阐述在生物教学中创设“分析递进型”脉络,引导学生在获得解决问题和自主建构方法的同时,开拓学生思维,使其在生活中利用生物学知识自主解决实际问题,提升生物学科核心素养。

一、情境体验式教学的教学设计

(一)教材与学情分析

“种子的结构”是苏科版生物八年级上册的内容,是以观察性实验为基础,使学生充分认识种子的结构,比较单子叶植物、双子叶植物种子的区别,了解胚的结构。本节第一课时的内容是对“植物的生殖”、“种子和孢子”等内容的延续,也为学习“种子萌发的外界条件”和“观察种子的萌发过程”做铺垫。

学生在小学科学及苏科版七年级上册“地面上的植物”章节中,已初步了解种子知识并具备基本观察与实验技能,为本次课程奠定了知识与实践基础。然而,他们通常只将种子视为植物生长的起点,对“种子的胚就是一个新的幼小的植物体”的概念理解不足。为解决这一问题,教师结合直观教学与情境体验,利用新媒体资源,发挥观察实验的优势,激发学生的理性思维和自主学习能力,从而提升他们的生命科学观念和探究技能。

(二)设计情境体验式教学思路

本节课以观察“种子的结构”为主线,构建情境支架,共分为四大教学环节(如图1)。

首先,学生应通过观察来识别种子的主要结构,并掌握识别方法和顺序。这将帮助他们建立一种系统的认识生物的顺序:从外部结构到内部结构,再到结构的功能与特点,最后是生长发育过程,并能将这一顺序应用于其他生物的学习与研究。

在此基础上,学生将利用教师提供的各种种子,通过描述蚕豆种子和玉米种子的异同,来总结单子叶植物与双子叶植物的特征。通过观看教师展示的种子内部结构如子叶、胚芽、胚轴和胚根的动态变化视频,学生将更深刻地理解胚作为幼小生命体的概念。

本节课通过亲身体验、观察实验、自主建构等过程,引导学生认同生物学问题源于生活并解决于生活,生物学结论来自于实验和探究,培养严谨的科学态度;通过欣赏“园博园生物多样性”的视频资料,使学生在真实情境中提升关注生命系统的多样性、热爱大自然的情感。

二、基于情境体验式教学的实践与探索

(一) 创设情境,唤起内在动机

课前分享由蚕豆、花生、玉米粒为原材料做的怪味豆、牛轧糖等零食,并创设零食厂需要同学们帮助介绍产品信息(种子的结构)的情境,导入利用“种子身份证”(如图2)来介绍种子的结构。通过生活中常见的食物引发学生思考,以真实情境中的问题“如何帮助小朋友了解种子结构”引入,利用学生的助人情结,能促进学生的关注和解决问题的积极性,引发学生探究学习的内在驱动力。

(二)因境生疑,奠定探究基础

本节课将围绕主题“如何观察种子的结构”展开,由于实验材料小且常见,学生容易忽略对种子结构的细心观察,所以指出正确的方法步骤:由表及里,先形态后结构,既能养成学生良好的观察习惯,也能更细致的了解种子的内部结构。

1.动静结合,多角度认知种子结构

在观察种子的外部结构时,种孔小且不易观察,于是教师通过多次试验后向学生展示蚕豆的种孔在水中产生气泡的视频(图三),学生不仅能直观的看到种孔的位置,更能明确种孔与种子的呼吸有关。

在观察种子的内部结构时,在以学生为主体的观察实验中,更重要的是准确的完成种子的解剖过程。为了规范学生实验操作,不再笼统的讲解实验过程,而是细化实验步骤,向学生展示源于生活的实拍图例(如图4)。

在解剖过程中另一问题是对种子的胚仅进行了静态观察,其生长发育的动态过程无法体现,于是教师展示生物社团一周前培养的种子的胚动态发育过程,意在了解胚的作用。这一教学设计由表及里,动静结合,化无形为有形,让学生通过视频和动手操作多角度观察种子,不仅能帮助学生自主建构种子观察的方法,而且使学生对种子结构的认知立体化以及胚是一个幼小的植物体。

2.提供课外素材,比较单、双子叶植物种子异同

苏科版八上教材中,只提供了菜豆和玉米种子进行观察,学生难以总结种子的异同点,于是在观察书本要求的种子的基础上,给学生提供多种双子叶植物(花生、黄豆)和单子叶植物(小麦、水稻)的种子,求同存异,总结单双子叶植物的异同点,并引导学生用表格展示小组内观察结果。提供更多的种子样本是课堂的“境”,用表格总结归纳异同点是课堂的“脉”,教师旨在利用多样性的种子形成较系统的教学过程,完善学生对种子结构的理解。

3.小组合作,探究种子营养成分

本节课以“用种子制作的零食”为引子,激发学生思考零食的营养价值,引导他们探究蚕豆和玉米中的主要营养物质。实验重点在于使用碘液鉴定种子淀粉,但因蚕豆种子内表面含油脂,影响观察。教师指导学生刮除内膜后进行实验,以清晰观察淀粉反应(见图5)。此外,为补充常规课堂对蚕豆种子中油脂和蛋白质鉴定的不足,教师提供营养成分表,帮助学生准确认识到种子的营养价值。

4.提供实验结果,推理种子萌发条件

承接学生形成的种子具有营养价值的观念:种子富含淀粉、脂肪、蛋白质等多种营养物质,紧接着教师提出疑问:种子富含营养物质的原因是什么?根据教师提供的图片得出结论:种子的萌发需要营养物质。在探究种子萌发条件时,为了培养学生的看图识图能力,提供生物社团的同学课前在不同条件下培养种子的实验结果,学生通过对比,推理出种子萌发的外部条件为适宜的温度、充足的氧气和适量的水分。同时在引出探究“种子萌发条件”教学环节后,引导学生思考:一粒种子,从外面咬开吃掉,是被利用,而从内向外,是主动生长,是希望!旨在培养学生形成“内驱力”的情感态度。

(三)回归生活,培养建构能力

为了深化学生的自主建构意识,教师承接制作“种子身份证”的教学情境,然后进一步深化教学情境,以“园博园内生物多样性”为素材,对学生完成种子身份证给予高度肯定,鼓励他们通过本节课所学的知识脉络,为园博园的其他生物也制作一张“身份证”。通过本节基于情境体验的课堂教学,大部分同学都能根据教师别出心裁的板书设计,灵活的设计出不同生物的身份证,通过这一教学环节的升华,逐步培养学生“建模--析模--用模”的能力,此种能力的养成,可以帮助初中生自主形成初中生物学知识框架。

三、基于情境体验式教学的总结与反思

本节课堂教学并不是情境与框架的简单叠加,而是借助真实情境和学生内部丰富的心理世界和外界复杂的客观环境,逐步延伸学习脉络体系,借助多媒体资源,实现优质生物教学[ 3 ]。

在情境体验学习理论的支撑下,本节生物教学打破原有的观察实验方法的壁垒,营造基于生活本质的真实课堂情境脉络。笔者以帮助零食工厂介绍产品信息为“情境”,以完成“种子身份证”为“脉络”,通过搭建递进式问题引导学生从种子的外部特征、内部结构、营养成分、萌发条件四个方面自主探究和学习,并通过“生物身份证”培养学生的科学理性思维和建构精神,把握从宏观到微观、从整体到部分、结构与功能相适应的生物学习方法,促进课堂的真实情境与学生思维方式的融合与应用,并应用到其他学科的学习上。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.

[2]吴 刚. 论中国情境教育的发展及理论意涵 [ J ].教育研究,2018,462(7):31-40.

[3]龙 娇. 境脉视域下中学化学课堂教学实践研究[ D ].昆明:云南师范大学,2021.

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