創新生物學科實踐活動　提升學生的學科素養

趙閩波

立德樹人作為教育的根本任務，為學科教學指明了方向。就初中生物學科教學形式與內容、學科素養目標及教育效果而言，“環球自然日”活動無疑是個較好的載體，它能有效佐證“學科素養源于學科實踐”這一觀點。“環球自然日”也叫“青少年自然科學知識挑戰活動”，是由環球健康與教育基金會（Behring Global Educational Foundation）創始人兼主席肯尼斯·貝林（Kenneth.E.Behring）于2012年在中國發起的，是一項旨在激發中小學生對自然科學的興趣，提高其研究、分析和交往能力的課外科普教育活動;也是一項旨在激發青少年學習自然科學熱情、促進生態文明建設的公益性活動。

“環球自然日”活動以“項目化學習”的“組合拳”方式將學生帶入深度學習模式，通過本質性問題和驅動性問題的提出，帶領學生認知自然，體驗自然科學的魅力;從而加強人與自然之間的情感聯系，改善注意力，緩解壓力，提升自律性，提高學習興趣，增強學習成就感，促使學生熱愛自然、熱愛生活、熱愛科學、健康成長。

一、依據生物學科特點，創新教學方法

初中生物學科具備自然科學屬性，其教學內容服務于下列學科素養目標：其一，生命觀念，指對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的抽象，是經過實證后的想法和觀點，是能夠理解或解釋相關事件和現象的品質和能力。其二，科學思維，指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維認識事物，具備解決實際問題的思維習慣和思維能力。其三，科學探究，指能發現現實世界中的生物學科問題，針對特定的生物學科現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果交流與討論的能力。其四，社會責任，指基于生物科學的認識，參與個人與社會事務的討論，做出理性的解釋和判斷，嘗試解決生產生活中的生物學科問題的擔當和能力。

基于上述學科素養要求，培養學生的學習能力應源于興趣、起于夢想，要能在學科之外進行拓展實踐，給學生建一個平臺、搭一個梯子，從而培養學生的生命認知、科學夢想、創新能力和創造能力。

“環球自然日”活動含有不同年度主題的STEAM學習項目，實踐性強，與初中生物學科學習相關性較大，主題圍繞自然科學（涉及生物、天文、地理、物理、化學）展開。活動目標是通過提出問題、規劃方案、解決問題、評價反思等手段，來提升學生探究、表達、交流、團隊合作等能力。

“環球自然日”活動作為一項自然科普類賽事，分為青少年自然科學知識挑戰賽、青少年自然科普繪畫賽、青少年科學故事播講賽以及青少年科學展演賽。在知識挑戰賽中，學生可根據自己的知識經驗和背景，選擇“展覽”和“表演”兩種形式中的一種，獨立完成展覽類項目的設計創作或表演類項目的創作編排。這兩個項目的實踐體現了學生的綜合能力。

“環球自然日”活動不僅能幫助學生應用知識、挑戰自我，也能構建一個親近、了解、愛護自然，增長生物科學知識的平臺。師生可以以個人或團隊形式參加，有助于師生關系的和諧。此外，“環球自然日”活動還能激發學生對科普知識的求知欲，啟發學生對自然界的好奇心，激發學生課外閱讀的興趣，提高學生的語言表達能力、文字欣賞水平、演講能力，提升生物學科素養。“環球自然日”活動是初中生物學科學科實踐活動的重要載體，是促使學生養成學科素養的一個契機，也是一種創新性的教學方法。

二、 豐富實踐活動內容，提高探究能力

在多年的生物學科教學實踐中，我們沒有照本宣科地讓教學滯留于教室之中，而是帶領學生多次去大連自然博物館、中國科學院大連化學物理研究所、遼寧師范大學生命科學學院、美羅藥業公司、旅順口區“匯美園藝”科普教育基地等處參觀實踐，并在我們學校建立起校園“微博物館”。大量的生物學科實踐活動使我們深深認識到，脫離了實踐的學科教學是“一潭死水”，激不起學生的學習熱情，更提高不了學生的學科探究能力。

在這種認知指導下，為了豐富生物學科實踐內容，提升實踐深度和寬度，我們申請參加了“環球自然日”組委會在上海舉辦的全國性活動說明會，會后我們由初中生物組做首席，聯合英語、物理、化學、地理、美術等學科組隊，共同開啟了“環球自然日”活動。

3年來，師生先后參與了2019年度主題為“預見性？不可預測性？——探究自然規律的正反面”、2020年度主題為“生物多樣性——教育，保育，人類命運共同體”和2021年度主題為“滄海桑田——曾經和當下的偉大變遷”的三次“環球自然日”生物學科實踐活動。我們發現，這項實踐活動不但能提高學生的思辨能力、創新能力和創造能力，而且能培養他們堅持不懈、耐心求索的精神品質。

實踐是最好的體驗，興趣是最好的老師。在經過全體生物學科教師的細心輔導和培訓之后，我校學生參加2019年度“環球自然日”的科普繪畫、展覽和表演作品共53組，參加2020年度線上“環球自然日”活動的作品有24組，參加2021年度線上“環球自然日”活動的作品有40組。3年中，我們共獲得省級獎項230人次、總決賽獎項60人次。2020和2021兩年，盡管有疫情影響，我們仍然有64組作品、130多人參賽。

自然是人類生命的源泉，也是最終的歸宿，每一個人都應善待自然，對自然的探索是為了更好地愛護自然，保護自然。我們倡導學生要敬畏生命，熱愛自然，以探索創新、堅持真理、冷靜求實的理性精神去學習生物科學知識，鼓勵學生以簡約、環保的生活方式帶動家庭去維護自然、保護環境。“環球自然日”學科實踐活動使我們對立德樹人、核心素養背景下的生物學科素養目標有了更深刻的認知。通過學科實踐活動，我們拓展了對生物學科內涵的認知，明確了自然科學核心素養的培養路徑。

三、立足生物學科素養，推進科研實踐

為了深化以“學科素養源于學科實踐”為主題的生物學科實踐活動，確保實踐活動的科學性、有效性，培養學生的生物學科素養，我們初中生物組申請了大連市教科所的市級科研規劃課題“基于學科素養的初中生物項目化學習實踐研究”，并成功立項。通過課題研究，提高了初中生物學科教學質量，優化了生物學科實踐活動方案，提升了學生生物學科實踐能力和實踐效率。

項目化學習，指的是學生在一段時間內通過對真實的有挑戰性的問題進行持續探究，達到對核心知識的再建構和思維遷移。基于對項目化學習的更解，我們實踐和探索了“用高階學習驅動低階學習”的項目化學習方式。

“環球自然日”是一個基于項目化學習的公益課外活動，在項目化學習基本理論的指導下，我們通過對學生進行分階段培訓的方式，圍繞年度主題，設計了活動項目計劃書（如表1）。

完成項目計劃之后，我們用不同階段的培訓和日常教學跟蹤，使學生依據項目計劃的內容，有針對性地參與活動，完成作品。此外，我們從理論角度規范學生參與“環球自然日”實踐活動，要求學生以5種科學的思維方式完成個體參與活動或小組參與活動的作品：

第一種，構建作品要有獨立思考。“環球自然日”是每年的年度主題，不是一個直接的研究對象，而是一個思考的主題。

第二種，選題的自然科學屬性要明確。生物學科是研究自然界各種物質和現象的科學，在此范疇內，有很多可以探究的領域。

第三種，探究的策略要寬度優于深度。以寬度優于深度的策略來開展資料的收集、梳理、取舍，然后深入思考探究，融入自己的獨立思考。

第四種，圍繞年度主題來推動作品的研究。例如，2019年度主題，你可以選擇“預見性”或者“不可預測性”來做單一方面的研究，也可以同時研究這兩個作品。

第五種，作品的展示方式簡單明了。作品內容要有深度，展現內容的方式要盡量簡單明了，要展示生物學科中那些已知的、存疑的、尚待深入研究的信息。

學生帶著興趣，以理性而科學的態度參與“環球自然日”活動。他們在策劃參賽作品的過程中，無論是材料收集還是選材整理，無論是表現形式的確定還是參賽作品的制作與完善，都使思維方式得以鍛煉、創新能力得以提升。“環球自然日”活動培養了學生的探究、合作、選擇、策劃能力，引領學生開展生涯規劃，并在科學思辨的過程中潛移默化地培養了家國情懷。

科學不只是簡單的知識積累，也不只發生在實驗室，而是人們觀察和改變世界的一種方式。對自然世界的探索欲望深植于每個人的內心，而“環球自然日”為每一個學生提供了認識世界、探索世界的平臺。未來的中高考也都將更加傾向于對學生的學科素養而非單一學科知識的考查。因此，要以“環球自然日”這樣的項目來豐富學科實踐活動，提升學生的生物學科素養。

（責任編輯：楊強）