指向核心素養的初中生物學“理解課堂”的構建

姚 菲

(江蘇省無錫市金星中學 無錫 214000)

1 高效學習“理解課堂”的構建原則

美國斯坦福大學教育學教授、美國當代教育改革分析家琳達·達林-哈蒙德在《高效學習： 我們所知道的理解性教學》一書中提出：“將科學課堂作為建立理解的場所”，需遵循四項教育原則： 科學可接近原則、思考可視化原則、合作性學習原則和反思性學習原則[1]。這四項教育原則在各個領域、課程設計中得到了廣泛應用，已經被證明是能夠形成概念轉變、形成對科學概念和原則的深層次理解的。琳達·達林-哈蒙德認為： 按照“四項原則”構建的“理解課堂”的學與教，能夠幫助每一位學生學會“有意義地學習”，促進深度理解，從而培養學生學科核心素養，實現高階思維關鍵能力的發展。

2 “理解課堂”構建四項原則的案例

2.1 科學可接近原則，讓學生卷入情境 科學可接近原則是通過整合進學生可以理解的主題和例子，并提供適當的知識作為支撐，使科學的學習與個人生活、先前經驗具有一定的相關性[1]。通俗地講，就是需要尊重學生的生物學前概念和生活經驗，在課堂上創設情境，讓學生沉浸其中，在概念的不斷建立中，以知識應用在情境中的方式來理解主題[2]。

目前，生物學課堂教學的趨勢已經不能滿足于在“一頭一尾”設置情境了，筆者經過學習多節省賽課、大市課的精彩課堂及自我的嘗試探索，發覺現在較流行、也是學生最喜歡的形式是用一個情境串起整堂課每一個環節，也就是讓學生在卷入式情境中不知不覺地主動發現問題、主動參與探究、主動解決問題，甚至能夠主動遷移設計方案去解決他們未知的難題。

例如，在2018年江蘇省初中生物優秀課評比中，無錫教師的一節“綠色植物與生物圈的水循環”就借鑒了當前中央財經頻道的一檔科學綜藝類節目“是真的嗎？”，她讓學生組成“真相小分隊”，配合道具、音響等，營造尋找科學真相的氛圍，教師引導學生從“綠色植物是天然加濕器，每天能散發大量的水是真的嗎？”“葉片表面有‘小孔’是真的嗎？”和“植物蒸騰作用是一種浪費是真的嗎？”，層層推進“劇情”。現場的學生整節課都沉浸在尋找真相的氛圍中，并通過小組合作想方設法提出解決辦法和實驗方案去尋找真相，當全班紛紛舉起“真的”“假的”牌子的時候，相信現場的教師也被帶入了情境之中。

筆者也設計過一堂全情境代入的課“植物的生長發育——種子的結構”。在本節課中，筆者結合Smart交互式智能電子白板設置了各種類型的任務卡(圖略)。在“未來教室”中，學生通過平板電腦進行小組合作活動和實驗探究，交互式電子白板的即時性和互動性為小組的合作奠定了基礎，使課堂真正活躍了起來，使探究氛圍也濃烈了起來。一關又一關任務卡的“神秘”出現，吸引著學生朝著尋求真理的方向前進。

2.2 思考可視化原則，讓學生思考投入 思考可視化原則是指利用模型、可視化及描述，并為學習者提供機會，從而使他們的觀點轉換為可視的形式[1]。琳達·達林-哈蒙德提出教師在平時的課堂中要有意識地培養學生思考投入，把學生的思考可視化，初中階段更要把抽象思維具體化，而科普視頻、Flash動畫等，某種程度上輔助了學生的可視化思考，特別對微觀世界的認識。但是這些都是教師提前準備好的第三方提供的教輔用具，還是不能較好地輔助學生把自己的思考邏輯、思考路徑呈現出來。所以筆者結合蘇科版生物學教材布置了多項個性化家庭作業。

例如，細胞模型(彩泥)、神經元細胞模型的制作；模擬呼吸運動學具、模擬氣孔開閉學具和腎單位模擬尿液形成學具的制作；心臟結構繪本、血液循環路徑繪本以及一系列思維導圖的繪制；印痕化石、生態瓶和鳥巢的制作以及一些探究實驗的觀察等。

近幾年來，伴隨著信息化智慧校園的建設，特別是希沃授課助手、101教育PPT、 EZCast等系列交互設備進駐課堂，教師的一部手機就可將學生的小組討論、實驗操作和實驗現象反應過程等同步投射到大屏幕，把學生的思維過程在課堂實時呈現，使思考可視化程度進一步得到了提高，加深學生對學習內容的理解。

2.3 合作性學習原則，讓學生交互對話 合作性學習原則是指創造社會交互的機會，包括分享和評論各自的觀點[1]，琳達·達林-哈蒙德還進一步提出可運用“基于項目的學習、基于問題的學習和基于設計的學習”三大策略開展小組合作學習。學生可在合作學習的過程中為完成共同的探究任務，有明確的分工，能積極承擔共同完成任務的個人責任，還能積極的合作、溝通并建立起組員與組員之間的信任。

例如，“我國婚姻法明確規定，直系血親和三代以內旁系血親禁止結婚”可以請合作小組進行微型課題的研究——對禁止近親結婚的原因研究： 從遺傳物質的認識到遺傳學規律的研究；從國內外近親結婚的歷史研究到國內外關于禁止近親結婚法律法規的整理；從家族遺傳史調查到遺傳病圖譜的繪制。小組合作中，每位學生都有自己的一塊分工，成為每塊分工的“小專家”，然后將自己所研究、調查的部分分享給組員，每位學生對自己內容的負責，這是典型的“基于項目的學習”，是一種將合作和學習任務掛鉤的一種學習策略和方法。

目前，“基于問題的學習”在初中生物學課堂運用最為廣泛，就某一個問題展開探究，學生會想方設法為解決問題需要學習什么知識以及提出解決策略，“基于設計的學習”的要求高于前兩項。目前，各類學校都在進行STEAM課程的開發和研究，這就是“基于設計的學習”的應用。如果在“理解課堂”的構建過程中完全打通了學生間交互對話，在教育“無痕”的影響下，學生的學科核心素養和關鍵能力的培養也能“自覺生長”。

2.4 反思性學習原則，讓學生批判遷移 反思性學習能夠很好地培養學生的批判性學習實踐能力，如回顧、評論和思考自己掌握的知識，從而形成自己的觀點和主張，這是一個質的飛躍。教師需要給學生提供反思和再思考的機會，這也是加深理解的重要方式[3]。很多教師和學生理解的反思是做作業、考試，然而這只是最傳統的一種對符號的記憶和反思[4]。

例如，在上述“禁止近親結婚的原因研究”微型課題的合作學習中，學生還被教師要求寫日志，將包括解決問題、完成課題的持續經歷和反思記錄下來，特別是鼓勵學生記錄下新的觀點和遇到的有趣的問題，并能夠給出理由和解釋，定期上交日志進行檢查；同時，要以小組為單位每兩周報告一次，提交3個問題的答案：“這兩周你們小組的課題研究學到了什么？”“對這兩周你們小組所做的工作有什么問題？”和“如果你是老師，你還會問你的小組成員什么問題？”

在微型課題結題的時候，教師還會進一步提出：“若發現胎兒患有某種遺傳病時，他的父母該怎么做？”引導學生進一步參與到對有重大社會意義的科學問題的研究和辯論中，能夠培養學生獨立思考、推理能力和辯論表達能力等。

3 未來生物學“理解課堂”的構建

未來生物學“理解課堂”的構建，可依據“基于項目的學習、基于問題的學習和基于設計的學習”三大策略開展探究學習，即圍繞重要概念進行專題探究學習，結合情境卷入，解決現實生活應用中的案例、難題和研究等，從而展開生物學知識的學習[1]。

例如，關于種子的萌發一節，按照平時的學習，學生會被要求記憶種子萌發的條件： 自身條件是有完整的活的胚，客觀的條件是充足的空氣、適量的水分和適宜的溫度。每次學生都會掰著手指緊張的復述，特別對完整的活胚不能較好地理解。如果是生物學“理解課堂”上會提出這樣的專題，來進行小組合作探究學習——請為你的家打造一個“陽臺菜園”。“打造‘陽臺菜園’都需要哪些設備？”“種子從哪里買，怎么挑選？”和“種子種下前后要怎么打理？”一系列的問題將會擺在小組成員面前，他們將分工合作完成此項專題任務。輪胎種植、水管種植、網格垃圾桶種植、種植季節選擇、挑選飽滿的種子下種、如何松土和澆水等都將成為學生要考慮的因素。甚至還要對“陽臺菜園”進行美化設計、供水系統設計等。一系列實踐操作下來，種子萌發的條件自然就理解了，學生會牢記在心。

“理解課堂”的構建對教師會提出更高的要求： 對重要概念與現實生活應用之間的關聯如何轉化成專題，如何推進專題探究轉化成新知識的理解，如何把控小組合作的研究方向，如何把生物學科核心素養四個維度的培養貫穿到探究學習中和如何進行相應的評價等，這些都是教師要面臨的問題。