指向核心素養的初中生物學跨學科實踐教學設計
——以“綠化,我們的共同行動”為例

王海瑋

(儀征市教師發展中心 江蘇揚州 211400)

隨著新課程改革的不斷推進,生物學學科核心素養相關研究成為熱點。《義務教育生物學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課標》)中列舉了生命觀念、科學思維、探究實踐及態度責任四種核心素養,并作出了具體的內容闡釋。此外,《課標》在課程內容模塊增設了“生物學與社會·跨學科實踐”部分,旨在引導學生積極主動地調動、整合多學科知識,解決復雜的實際問題或制作、生產特定的產品,并在此過程中發展核心素養。在內容要求方面,課標建議開設“植物栽培”跨學科實踐活動,學生在此過程中探究栽培的環境條件,實際上考慮的是植物與其生長環境之間的相互作用關系。“綠化,我們的共同行動”一課內容選自《生物學·七年級上冊》第七章第三節,通過本節課的學習,學生對于森林之于人類及其他生物的重要意義有了更加深刻的認識,且主動關注身處的校園環境,為校園綠化獻言獻策。在實際教學過程中,教師往往以講授的方式簡單陳述概念,學生則被動接受,不加思考,這樣的教學既不能激發學生的學習興趣,亦不能體現學生學習的主體地位。實際上,森林保持水土、防風固沙的作用與地理學科中“荒漠化治理”有著潛在的關聯,校園綠化設計部分也與地圖、比例尺有關。因此,下文以“綠化,我們的共同行動”為例,指向生物學學科核心素養,設計了跨生物學、地理的教學案例,以期為初中生物學教學提供參考。

1 制定教學目標

(1)能夠關聯生物學中“生物與非生物環境相互作用”及地理中“荒漠化危害及治理”的內容,制作防護林模型,總結、歸納防護林的防風固沙特點。

(2)關聯生物學中“生物類別”及地理中地圖與比例尺的內容,繪制校園綠化圖,并提出校園綠化改進方案。

(3)關注土地荒漠化日趨嚴重的新聞案例,形成保護生態環境、人與自然和諧相處的觀念。

2 設計教學過程

2.1 情境導入——森林的奧秘

教師首先展示一組亞馬遜森林的圖片,并提供相關資料,內容主要包括亞馬遜森林的面積,亞馬遜森林中的動植物數據以及亞馬遜森林對當地人生產生活的重要作用。教師進一步引導學生思考:亞馬遜森林具有怎樣的奧秘?它對于人類社會具有哪些層面的重要意義?學生通過閱讀資料與數據得出,亞馬遜森林為人類提供了豐富的自然資源,比如為當地人提供木材、煤等等。同時,亞馬遜森林覆蓋面積大,是動物的天堂,那里物種豐富,是一個相對較穩定的生態系統。在此基礎上,教師進行總結提升:除此之外,亞馬遜森林能夠調節氣候、凈化空氣,因此被形象地譽為“地球之肺”。通過上述分析,學生認識到森林的重要意義。

2.2 探究活動1——防風固沙的功臣

教師繼續展示一組森林圖片,但與亞馬遜森林不同,這一組圖片是我國著名的三北防護林工程。教師啟發學生思考:這里的森林與亞馬遜平原的森林在整體外觀上有何不同?為什么?學生結合所學知識很快意識到,三北防護林與亞馬遜森林在樹種上的不同導致整體外貌的差異,而進一步分析可知,是環境的不同造就了此種差異性。教師隨即展示此區域的自然環境特征:氣候較為干旱,土地荒漠化嚴重,沙塵暴頻發,由此進一步證實了學生的觀點。據此,教師布置本節課第一項探究性活動——防風固沙的功臣,制作防護林模型。

在活動前,教師向學生提供活動材料:吹風機、方形紙盒或塑料盒、硬卡紙、膠水、細沙及直尺。首先引導學生利用材料模擬土地荒漠化的自然環境特征:在紙盒或塑料盒一側鋪入細沙,并用直尺測量高度和寬度,其中高度不超過紙盒,寬度為紙盒寬度的1/3 左右。隨后,教師繼續引導學生利用硬卡紙裁剪樹木形狀,并將其用膠水固定在紙盒中,模擬防護林的建設。教師鼓勵學生以學習小組為單位,首先交流討論如何動態模擬防護林的防風固沙作用。學生意識到,可以通過設置對照組的方式,控制其他條件相同(細沙寬度與高度、吹風機風力大小)的情況下,比較相同時間細沙移動的最前端距離。隨后,教師進一步啟發學生仍舊以小組為單位,交流討論如何對有限數量的樹木進行合理布局,使其發揮更好的防風固沙作用。學生在組內討論及組間交流過程中交換意見,并通過動手實踐驗證設計方案,最終總結完善設計方案。

在該活動中,學生自主比較亞馬遜森林與三北防護林的差異,有效發展了比較、歸納的科學思維。除此之外,在“制作防護林模型”的探究活動中,學生依據問題及要求制定方案,實施方案,形成初步設計圖。此外,在組內與組間的交流討論中不斷修訂與改進設計方案,并通過實踐活動進一步提升方案。由此,學生的探究實踐能力得到了有效發展。最后,學生在模擬活動中更好地樹立了生物與其生存環境相互作用的生命觀念。

2.3 探究活動2——校園環境的精靈

教師首先總結回顧活動1 的內容,總結得出森林在涵養水源、保持水土、防風固沙等方面發揮著重要的作用。上述森林的作用比較宏觀,教師可從較微觀的校園環境入手,帶領學生更直接地感受。走進朝夕相處的校園環境,校園中的一草一木就像校園環境的精靈,使校園更加美麗,在賞心悅目的同時又營造了生機盎然的校園環境。在此基礎上,教師提出問題:同學們知道我們校園的綠化狀況嗎?我們該如何調查校園綠化狀況呢?你能否為校園綠化獻言獻策呢?

在這一部分的活動中,教師鼓勵學生自主設計校園綠化狀況調查表。學生依據已有知識往往優先考慮到校園總體面積、綠地所占面積及綠化面積占校園總體面積的比例(綠化率)等調查維度。在此基礎上,教師加以適當引導,補充人均綠地面積的概念。最后,教師啟發學生結合地理學科中地圖與比例尺的相關內容,嘗試繪制校園綠化現狀圖。在繪圖過程中,學生需要走出教室,一方面調查綠色植被的分布狀況,另一方面觀察、記錄校園植物的形態學特征,并簡單了解其名稱及生長習性,簡單標注在校園綠化現狀圖中。進行圖表制作后,學生對校園綠化狀況已經形成了比較全面的認識。于是教師進一步鼓勵學生以學習小組的形式展開交流匯報,思考學校綠化現狀的不足之處,并積極為校園綠化獻言獻策。在提出改進措施的過程中,學生不僅需要考慮到不同種類植物在搭配時的美觀性,還需要關注不同種類植物對生長環境的需求,比如陽生植物與陰生植物,耐干旱植物與不耐干旱植物。值得關注的是,常綠植物與落葉植物,不同時節開花植物的搭配也是校園環境美觀性的重要考量。因而學生在展示匯報時,匯報成果以組內自評和小組間相互評價的方式展開,主要包含的幾個維度見表1。

表1 校園綠化方案匯報評價表

通過上述活動,學生分析校園綠化特征,創造性地提出美化校園的方案,科學思維得到有效發展。除此之外,學生在改進現有校園綠化環境的活動中改進綠化方案圖,并以小組為單位,在交流討論中迭代設計圖,形成最終方案,并進行全班范圍的分享與展示,提升了交流與表達能力的同時發展了探究實踐能力。

2.4 課堂總結——種下一棵樹

教師帶領學生回顧本節課所學內容:森林的重要作用以及校園綠化設計的意義。此外,教師引導學生分析現狀:伴隨著人類社會的發展,亂砍濫伐現象層出不窮,寶貴的森林資源正在遭受前所未有的破壞。一方面,我們應當杜絕過度砍伐現象,比如定期封山育林,另一方面,我們也可以利用所學知識為生活增添一抹綠意。既然樹木對于我們來說如此珍貴,我們不妨積極參加植樹活動,美麗的環境要靠我們的雙手創造。因此在課堂最后,教師向班級同學發出倡議:響應每年3月12日植樹節的號召,親手種下一棵樹,觀察它,呵護它,以觀察日志的形式記錄下植樹過程中的點點滴滴。

在這一教學活動中,學生結合所學生物學知識,更好地認識到人類社會在飛速向前發展的過程中,不能無視人類對自然環境造成的影響,我們應當辯證、客觀地看待發展與環境保護的問題,由此深入理解可持續發展的內涵。此過程有助于發展學生的社會責任感。

本文圍繞學生生物學核心素養發展,以“綠化,我們的共同行動”一節為例設計了跨生物學、地理的教學案例,在系列活動中培育、發展了學生的生命觀念、科學思維、探究實踐及態度責任。在實際實施過程中,教師還需要積極關注課堂中學生的反饋情況,由此更合理、高效地開展課堂教學。