基于學科核心素養下高中生物PISA習題實踐研究

杜偉健

習題課是新授課的有力補充,是新授課的延伸和升華。新授課帶給學生新的知識與方法,側重“是什么”和“為什么”的問題;習題課引導學生運用所學的知識與方法解決問題,側重“有什么用”的問題。兩種課型都是中學生物教學過程中基本課型,然而在實際教學過程中,教師們更重視新授課的教學設計和教學過程,忽視習題的教學及教學研討。其實,一節好的習題課教學所蘊含的教學藝術和能力并不比一節新授課低,習題課具有較大的靈活性,對教師設計和掌控課堂效果的能力要求更高。習題課是針對問題解決而設計的一種課型,可以是一整節課,也可以是課堂教學片段,目的在于理解、鞏固與運用新的知識和技能。

一、基于學科核心素養設計的習題

有針對性地進行習題教學,培養學生的學科核心素養。習題教學過程要充分體現教師組織者、引導者的角色定位,要凸顯學生的自主性、主動性和創造性,增強解決現實問題的體驗,形成解決實際問題的習慣與能力。

環節一展題:教師展示真實的習題情境

基于學科核心素養的習題,強調學生在真實的情境中解決問題的能力,習題的背景往往來自原始生活問題。教師可以利用實物、多媒體視頻、圖片等手段創設真實的生活情景,提出問題,引起學生的興趣,不僅能引導學生對現實生活問題進行關注和思考,更能增強學生應對實際問題的能力。

環節二審題:分析問題并與生物學知識建立聯系

教師要善于引導,提出有啟發性的問題,協助學生對問題進行分析。在分析真實的社會現象問題時,教師可以提出問題:“這些生活現象涉及到哪些生物學知識?你能把這個社會生活現象或問題轉化成生物學問題嗎?”學生獨立思考,并在小組內進行討論,形成對問題的初步理解。最后在班級中師生共同討論,形成對該現象或問題轉化為生物學問題的正確表征,這是解答習題的前提。

環節三析題:分小組討論,形成問題解決的方案明確實際問題的正確表征后,學生對問題就有了清晰的認識。在問題解決過程中,要充分發揮小組合作的優勢。按照組間同質、組內異質的方式進行分組,有利于發揮不同層次學生的優勢,增加學生參與課堂活動的機會。教師引導小組內的成員積極發言,明確每個成員的分工,把小組內成員的參與度作為考核小組的一項評價指標。學生討論時教師要進行巡查,對學生有疑惑的問題及時引導,及時記錄典型的錯誤或解決方案,提高問題解決的針對性。

環節四匯報:匯報解決問題的方案并及時評價遵循相同觀念不重復匯報的原則,小組代表匯報本小組問題的解決方案,其他成員對匯報的情況進行及時評價,教師要注意評價過程中的引導。通過典型錯誤方案的呈現和糾錯過程的討論,培養學生的批判性思維。通過其他方案的匯報和補充完善,形成具有可行性的問題解決方案。

環節五總結:歸納總結,形成最佳解決問題的方案教師引導學生對問題的解決過程進行歸納總結,討論形成解決該問題的最佳方案和思路,提高學生對問題解決過程的認識。

環節六、拓展:社會生活中相似問題進行再鞏固為了進一步鞏固問題解決過程中所需的知識和能力,教師可以提供相似的社會生活問題或引導學生收集類似的問題,拓展到課外探究解決,以提高學習效果。

二、習題課教學案例

按照習題內容的特點,高中生物習題課可以分為兩類,一類是生物學概念原理類習題課,一類是生物學實驗習題課。筆者教學實習的年級為高一年級,所使用的教材為人教版必修一《分子與細胞》,計劃36課時完成,高一生物課時每周安排2課時,每課時40分鐘。在新授課時緊張的情況下,分給習題課的時間是非常少的,因此平時的習題教學以兩種習題課形式為主,一種是新授課后的片段教學習題課,一類是一整節課的習題課。新授課后的習題片段教學課為常見的習題課教學形式,大多安排在每節新授課的最后環節,大約為10min,以生物學概念原理類習題為主。這類習題課在教學中作用顯著,能夠對當堂課所學的知識進行及時理解、鞏固與升華。教師應該重視這10分鐘的習題教學,它應是整節新授課的又一個小小的高潮,是充分調動學生自主性與積極性的載體,而不應在新授課后就草草結束。

ATP的主要來源——細胞呼吸(10分鐘習題教學片段設計)

【情境】小明到超市買了一瓶可樂,回到家發現可樂的瓶蓋鼓起一個小縫,他不知道這樣的可樂還能喝嗎?于是他上網求助,你能給他解答嗎?

【追問】在購買商品時,我們要注意哪些信息,確保食品的安全呢?

例:罐裝食品的鐵蓋上往往印有“若安全鈕鼓起,壓有響聲,請勿購買”,鐵蓋安全鈕鼓起的最可能原因是:

A.好氧型細菌呼吸,產生CO2和H2O B.微生物呼吸,產生CO2和酒精

C.乳酸菌呼吸,產生CO2和乳酸 D.酵母菌呼吸,產生CO2和H2O

【提問】罐裝食品在裝罐前,你認為有哪些工藝過程?

【提問】安全鈕鼓起,說明密封的罐內有什么變化?

【提問】你想到了哪些生物知識,給出合理的解釋?

巡視學生討論的過程,并適時進行引導,對學生出現的典型情況進行及時的記錄。

【說明匯報的原則】自由匯報,遵循相同觀點不重復匯報的原則。

【提問】同學們,剛剛大家的匯報非常精彩,你們有怎樣的看法呢?

【引導總結】學生1有非常豐富的生活經驗,給大家講解了食品的包裝相關的知識,說明他是一個非常熱愛生活的人,非常棒。學生2給我們清晰的講解了本問題的原因,非常到位。學生3的補充也是非常的嚴密,說明他是一個治學嚴謹的人,期望大家向他們學習。

以上是細胞呼吸第二課時所對應的大約10分鐘的習題片段教學實例,整個教學設計的過程充分相信學生、發動學生,體現了教師的引導作用,更突出展現了學生的自主性、主動性和創造性。在教學目標的達成上,通過呈現真實的生活實例,引起學生的興趣;引導學生分析生活現象并轉化為生物學問題,培養學生分析現實問題的能力;通過小組合作學習提高學生課堂參與度,充分體現學生的主體地位;通過小組匯報與評價,培養學生語言表達能力和嚴密的邏輯思維、批判性思維;通過總結環節升華了知識,培養學生的生命觀念和社會責任。

三、小結

在核心素養以及習題設計相關理論研究的基礎上,筆者嘗試描述學科核心素養習題的特點,構建了習題設計的框架和評價指標體系,并列舉了相關的例題。例題緊扣現實生活中的原始問題,題目呈現的形式多樣,答題角度靈活開放。在習題的使用過程中,能極大的調動學生學習的自主性、主動性和創造性。為了驗證構建習題設計的框架及評價指標體系,筆者嘗試構建了習題課教學流程并進行了教學設計與實施。發現學生在審題時能積極的聯想所學的生物學知識,在討論環節能暢所欲言,課堂氣氛非常活躍,在答案的呈現上,角度新穎開放。為了進一步驗證設計的習題對學生核心素養的影響,筆者通過PISA試題對學生進行檢測,發現學生的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個維度的水平有明顯提高,說明基于學科核心素養設計的習題能有效地落實學科核心素養。