對小學生命科學拓展性課程的探索

【摘要】生命科學的內容趣味性強，貼近小學生生活，往往作為小學生入門科學世界的啟蒙內容。但是，關于生命科學內容的課堂教學往往會受到教學時間、教學素材、活動形式等因素的束縛。文章基于小學科學教材，從“資源開發”“平臺建設”“目標驗收”等三方面探索關于兒童生命科學教育的拓展性課程實施策略，解決了當前科學課堂教學的諸多難題，使內容題材更開放，組織形式更自由，目標定位更靈活。

【關鍵詞】生命科學；拓展性課程；資源開發；平臺建設；目標驗收

【中圖分類號】G623.6【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）01—0070—05

生命科學是研究各種生命活動的現象和本質，生物之間、生物與環境之間的相互關系，以及生命科學原理和技術在人類經濟、社會活動中應用的綜合課程[1]。生命科學涵蓋領域廣，發展潛力大，近年來活躍于世界科技前沿，作為21世紀自然科學的帶頭學科，正處于快速發展的階段。但在此背景下，生命科學作為小學科學課程的重要組成部分，卻是課堂教學的薄弱部分。很多教師因為生命科學領域知識內容綜合性強、實驗探究效果不佳、情感教育難度大等困難，在課堂教學和教研活動中或望而卻步，或輕描淡寫，或心有余而力不足。然而，在新課程改革下，教師可以突破教材的局限，開發利用新的課程資源，建設個性化的生命科學拓展性課程。

一、“資源開發”——學習內容的深入

根據現行教科版教材的內容編排（如圖1所示），在小學階段，學生對生命科學領域的學習范圍主要集中在動物、植物以及生物與環境的聯系等[2]。學習目標的定位也是以認識簡單生物的結構特征、生活習性為主。對微觀世界的探索，生命本質的研究以及生物技術的應用等方面鮮有涉及或者淺嘗輒止。

對于基礎性課程而言，以認識、描述生物體和生命現象為主的學習內容是非常切合兒童在小學階段的認知水平。但是，基礎性的生命科學教學內容存在著局限性：

第一，知識結構系統性強而題材更新速度滯后于社會發展。

第二，學習內容涉及面廣而學生個性化發展受限于課時編排。

第三，機理闡述理論性強而生活實際運用受阻于思維定式。

浙江省教育廳《關于建設義務教育拓展性課程的指導意見》指出：“拓展性課程指學校自主開發開設、供學生自主選擇的課程。建設拓展性課程，著力于實施因材施教和個性化教育，促進學生全面而有個性的發展。”生命科學拓展性課程的開發應當考慮對生命科學領域有著更高向往的兒童的個性化需求。因此，拓展課程的學習內容要呼應生命科學領域的前沿信息，進一步提升學生探索生命世界的興趣，并且為他們打開研究的深度空間，讓他們體會到學以致用的成就感[3]。根據即時性、趣味性、實用性等特點，教師可以從以下幾個方面開發生命科學拓展性課程的學習內容。

（一）生命科學的時代主題——“微觀世界”

搜索當今生命科學的前沿成果，無一不是微觀領域的突破。然而，“微觀世界適合兒童研究嗎？”這是很多教師的疑慮。其實，宏觀生物學和微觀生物學是人類對生命世界探索的不同視角。在微觀生命科學快速發展的時代背景下，小學生對“新冠病毒”“克隆”“基因檢測”等微觀領域的詞匯早已不再陌生。小學生對客觀存在卻肉眼無法分辨的微觀世界充滿著想象，往往用他們特有的方式去認識、理解微觀世界，亟須教師給予他們認識、了解的機會。

微觀生命科學的課程選材對象和內容系列化過程可以用下圖表示（如圖2所示）。

模型抽象化過程是指兒童建立在一定的知識和方法基礎上，向縱深學習的過程。比如，學生在六年級使用顯微鏡觀察了洋蔥表皮、植物葉表皮等細胞裝片后就會思考“這些形態各異的細胞有什么相同之處呢？”“它們為什么會長成這樣呢？”要回答這些問題，就要觀察更多類型的細胞以及更細致地觀察細胞內的結構。動植物細胞的結構差異、洋蔥表皮細胞的大液泡、菠菜葉表皮的葉綠體、洋蔥根尖細胞的染色體等能引導學生進一步了解細胞的內部結構，進而從光學顯微鏡下的可視化圖像向電子顯微鏡下的抽象模型過渡。這樣的課程編排對學生已有認知水平有較高的要求，適合對生命科學領域有著更高追求的高齡兒童選擇學習，是對教材內容學習的提升。

模型具體化過程是指小學生從簡單到復雜建構模型，并在此過程中從易到難用模型認識事物的過程，這一過程更符合低齡學生的自然認知規律。比如，小學生不需要知道分子是什么概念，他們可以用簡單的組合材料或者畫圖等方式建構DNA雙螺旋結構模型，并對這一簡單模型逐步擴充到染色體結構、病毒結構甚至細胞結構。這是一個邊做邊學、邊玩邊學的過程。課程編排的基礎是小學生對模型濃厚的興趣和自身豐富的想象力，課程的作用是對教材內容學習的提前服務。

（二）興趣的起點，服務的終點——“人體科學”

1.人體科學被稱為最實用的科學。人類作為生命世界的組成部分，不斷探索生命世界的奧秘以及生命世界中的相互關系，其根本目的是要服務于人類自己。小學生對動植物感興趣的原始出發點可以歸結于它們與自身的差異性。然而，生命世界物象萬千，異彩紛呈，兒童在探索的過程中很容易被外界因素吸引，慢慢忽略了自身。這導致兒童甚至成人在生活中出現對人體科學知識不夠用的情況。因此，拓展性課程的內容開發應當嘗試增加人體科學的題材，幫助兒童更好地認識自己并養成健康的生活習慣。

2.人體科學的內容涉及面廣。教師可以從與學生生活關系密切的社會熱點題材入手，逐步細化，形成系列化課程。比如，“大健康”概念下的題材開發（如圖3所示）。可以由教材延伸，也可以針對社會熱點話題展開學習研究。四年級下冊《食物》單元可以延伸出“食物在人體內的變化”“飲食與肥胖”“飲食與運動”“我的營養食譜”等系列化學習課程。

（三）理論與實踐的完美融合——“生物技術”

生物技術是人類利用生命科學研究成果服務于生活生產的有效手段。生物技術的應用實現了生命科學理論與實踐的完美融合。開發生物技術領域的拓展課內容能夠幫助兒童將教材中學到的生命科學知識和方法與實際生活相聯系，能夠提高他們對于生命現象的綜合分析能力，還能夠讓他們切身體會到學習生命科學的成就感。

生物技術主要包括傳統的發酵技術和現代生物技術。現代生物技術主要應用于微觀領域，學生可以用上文論述的“模型具體化方法”認識學習。相比較而言，發酵技術則更適合兒童作為拓展課內容來學習，因為生活中酸奶、米酒、醬油等發酵食品隨處可見。

生物技術的內容綜合性非常強，學生在思維和動手上的參與空間都很大，題材也容易做成系列化的課程。比如，發酵技術中釀酒技術的學習。學生可以用市場上買的酵母和糯米自制甜酒釀，在活動中需要認識酵母菌，了解糯米的營養成分和糊化過程，后續還可以探究溫度、水分、空氣等因素對酒釀酸度、甜度等的影響，從而進一步對酵母菌的呼吸作用有深入了解。

二、“平臺建設”——活動實效的提升

小學科學課倡導探究式學習。小學生通過各種形式的學習活動獲取知識內容，訓練思維方法，培養情感態度。教師組織學生實驗、觀察、研討，就是在給他們的學習活動搭建平臺。拓展性課程的活動組織更具靈活性、開放性，有利于活動實效的提升。

（一）突破課時局限，落實長期性活動

活動持續時間長是生命科學學習的特點，也是很多教師課堂教學的煩惱。在教科版教材涉及的生命科學部分中，“種植觀察鳳仙花”“養蠶”“種子萌發”“面包發霉”等活動都不可能在短時間內完成。受到課時的局限，教師在組織學生學習這些內容時既要考慮知識的完整性，還要考慮課程進度。有的教師還沒等到鳳仙花開花，沒等到蠶吐絲就已經把單元內容全部講完，有的甚至不做實驗，草草了事，這些情況往往使得課堂活動效果大打折扣。

而一次拓展課的時間往往在兩節課以上，教師在課時內容的安排上具有很高的自由度，學生有比較充裕的時間開展這些活動。比如，四年級“面包發霉了”一課的拓展。學生在課堂上開展分組實驗難度較大，學生也沒有充分的時間對實驗結果展開充分的交流研討。為了彌補這一缺憾，筆者結合當時社會熱議話題——“大蒜是否真的具有抗菌作用？”開設“大蒜汁抗霉菌作用的實驗與研究”這一長系列課程（如圖4所示）。

此系列課程持續12天，實驗結果現象明顯，學生在活動期間定時觀察、研究、討論。此類長時間探究活動對兒童科學素養形成的促進作用是無法用教師講解替代的。

（二）用“模型推演”的方法探究生命的機理

小學生命科學以觀察、描述生物體特征和生命現象為主，也有涉及簡單的生理研究。比如，“探究水葫蘆能浮在水面上的秘密”“探究呼吸為什么會加快”“體驗心臟的工作”“研究植物根的作用”“研究芹菜莖的作用”等課堂活動就是讓兒童嘗試對生命現象背后的機理進行初步探究并作出解釋。然而，小學科學教材中探究生命機理的活動相對較少，思維層次較低，不能滿足兒童的個性化需求。有些活動重于體驗，難以讓兒童探究到生命現象的本質。比如，教材“探究呼吸為什么會加快”這一活動中，學生先體驗反復呼吸口袋里面的空氣會有什么感覺，再檢驗新鮮空氣和呼吸過的空氣中氧氣含量的差別。通過這一活動學生能夠直接得出的是“反復呼吸，氧氣含量會減少”。而呼吸加快的本質是“運動過程中人體耗氧量會增加”。這一課堂活動雖然能帶給學生豐富的體驗，但并不能直接服務于他們的探究主題。學生最后知道呼吸加快的原因很大程度上是依靠課本資料閱讀，而非活動本身。

因此，在拓展課中適當增加對生命機理的探究是很有必要的，能夠滿足學生解釋生活中生命現象的需要，提升學生分析生命現象本質的思維能力。此類拓展課目標的達成需要依托活動實效的提升，“模型推演”正是學生探究生命本質的較為有效可行的方法。下面，結合拓展課“吸煙與呼吸系統”，簡單介紹“模型推演”在探究活動中的應用。

“吸煙與呼吸系統”一課是四年級《我們的身體》單元的拓展，也是與品德課“禁煙教育”主題的整合。在本課中，學生嘗試用模型認識人體科學，用“模型推演”的方法進行簡單的生理、病理研究。

在本課活動中，學生主要分三個階段探究吸煙與呼吸系統的關聯。

1.模擬觀察。學生利用注射器、棉花、煙等材料建立模型，模擬吸煙活動，觀察、記錄各模擬材料發生的變化。

2.實情推演。學生根據模擬實驗的現象，推測長期大量吸煙后真實的呼吸系統各器官會變成什么樣子，并將畫好的圖貼在自己胸前觀察、討論。學生用畫圖描述頭腦中畫面的過程其實就是從模型向現實推演、過渡的過程。

3.驗證補充。學生觀看內窺鏡下吸煙者肺部情況的影像。對模型推演的結果進行驗證和補充。

三個階段的探究活動是對學生已有認知和情感形成逐步增強的三層沖擊。這樣的“模型推演”活動效果是品德課上看圖片和統計數據這些被動學習方式無法比擬的。

（三）營造更開放、自由的研討環境

拓展課活動實效的提升還體現在活動后更開放、更自由的交流研討氛圍。每一位學生通過一項活動獲得的信息多少都是有差異的，差異可能體現在現象、數據的描述上，也可能體現在活動過程的感受上，還可能體現在對實驗結果的信任程度上。因此，活動效果的達成不僅取決于活動本身的設計，還要依托活動后的交流研討。

1.依托活動過程的研討。生命科學的活動需要時間較長，活動進程中的交流也就更有必要，而這正是拓展課的優勢。比如，在學習完四年級“各種各樣的花”之后開設拓展活動——“觀察校園里的花”。學生在活動過程中觀察、討論各種花的結構特點并拍攝照片，在爭議和解決爭議的過程中區分完全花和不完全花，兩性花和單性花。這樣的交流討論跳出了時間、空間和課堂教學模式的局限。

2.依托活動成果的研討。生命科學與學生的生活是分不開的，生命科學的學習成果可以服務于生活。由四年級《食物》單元延伸的拓展課“我喜愛的食物”，教師布置學生根據所學知識向父母建議每日飲食搭配，并把一周內的食譜拍照記錄下來。學生在拓展課上自由走動參觀同學的食譜，圍繞食物的營養搭配、制作過程、調味料選擇、口味等方面自由交流、討論。有的學生吸收了同學的特色之處，開始制訂新的營養美味食譜。這樣一來，課堂氣氛輕松愉快，同學之間充分交流，培養了學生的合作交流能力

三、“目標驗收”——生命情感的內化

生命科學的學習最終是兒童對生命情感的感悟。兒童了解動物、植物的身體結構以及它們的生活習性，根本上是學會與它們和諧相處；研究生態關系，根本上是為人類的生存創造有利的環境；認識身體的構造、功能，學習食品知識，根本上是培養健康的生活方式……可以說，觸動兒童的生命情感才是生命科學教學的終極目標。

（一）生命情感的內化與內容選材、活動組織密不可分

生命科學的課堂教學要觸動兒童的內心情感，并且讓他們將正確的情感付諸行動，是建立在合理的學習主題和有效的學習上的。比如，上文列舉的“吸煙與呼吸系統”一課結束后，很多學生的表情流露出了拒絕吸煙的決心，并主動提出回家勸說家人戒煙。教師讓學生將課堂研究的模型帶回家，向家人演示模擬實驗，展示課堂活動記錄單，并將家長的感受反饋在記錄單上。這是學生“禁煙”意識的強化過程，也是“禁煙”行動的擴散過程。

（二）生命情感的內化要走出課堂

課堂教學受到嚴格的時間和空間限制，教師在課堂上為學生準備的學習資源也是相當有限的。而學生的情感世界是非常豐富和多變的，過于單調的學習資源或者一成不變的學習模式會讓他們感到疲乏，久而久之便難以調動起內心的情緒。因此，生命科學教育可以嘗試課外拓展，給予學生更大的學習自由度[4]。

比如，在校園開辟“開心農場”，合理規劃后，學生可以在同學、老師甚至家長的協助下，在農場種植各類蔬菜，并利用課余時間對農場進行管理、觀察、記錄。種植、管理蔬菜的過程能夠最大限度地調動學生已有的知識儲備，讓學生親自協調各種蔬菜的生長需求，在管理過程中更深入地了解植物的結構形態和生長變化過程，并體會到收獲的自豪感，是一項綜合性較強的生命科學實踐活動。

在拓展課程中實施生命科學教育能夠突破傳統課堂教學的諸多限制，優化基礎性生命科學課程的學習資源和活動效果，滿足兒童對生命科學探索的個性化需求。教師在實施生命科學拓展性課程時要充分發揮拓展課靈活的特性，大膽突破傳統的教學模式，不求課堂完美無缺，但求學生有所發展。

參考文獻

[1]郝敬云.淺析生命科學在我國科學課程的重要意義[J].科教文匯（中旬刊），2008（10）：32.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2017.

[3]彭音，邵惠英，高珺，等.指向學生需求的小學科學拓展性課程構架與實施——以長青小學為例[J].科教導刊（下旬），2017（27）：128-129.

[4]喻伯軍.建設屬于自己的課程[J].湖北教育：科學課，2016（03）：1.

編輯：張昀