指向健康生活素養培育的初中生物學跨學科實踐
——以“人體膝關節模型制作”為例

2024-01-02 09:17:18江巧明

中學生物學 2023年8期

江巧明

(江陰市南閘實驗學校江蘇無錫 214400)

生物學科作為科學領域中的生命科學學科,學科性質與學科內容決定了其培育學生健康生活素養的育人價值。生物學課程學習目標中明確指出“通過課程學習,學生能夠在體育鍛煉等方面形成健康的生活態度與行為習慣,樹立健康意識。”蘇科版初中生物學“人體的關節”的主題學習中,教學內容包括關節的結構、功能以及與人體運動的聯系。該主題的學習對人體關節的保護,健康運動的生活習慣具有指導意義。教學過程中,教師需要重點突破關節結構不易觀察、功能難以理解、動作過程中相關肌肉協作關系抽象、運動中關節保護的意義與措施等健康意識培育困難等教學難點?？鐚W科實踐是落實實踐育人的重要舉措,基于教材內容的分析,為有效落實《義務教育生物學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課程標準》)生物學課標的教學要求以及本節教學中難點的突破與健康生活素養的培養,教師可以設計應用跨學科學習的教學形式。本文教學以“人體膝關節模型制作”跨學科項目學習為例,分析與探討指向健康生活素養培育的初中生物學跨學科實踐學習。

1 初中生物學的跨學科教學樣態

《課程標準》在課程實施教學建議板塊中指出:教師的課程教學要將核心素養的要求具體化,體現核心素養的綜合性、發展性和實踐性等特點;教師要圍繞大概念組織教學內容,生物學教學過程要關注學生實踐經歷,通過實驗、探究類或跨學科實踐活動,促進學生對概念的理解,提升知識應用能力。因此,實踐跨學科教學形態具有指導意義與遷移價值。筆者開發的初中生物學跨學科教學實施流程如圖1所示,以學生為主體,以生物學核心概念為基點,通過體驗活動的方式,培養學生綜合運用多學科知識解決跨學科問題的高階能力,在體驗、實踐、合作的學習過程中發展學生核心素養。

圖1 基于初中生物學的跨學科教學實施流程

學科教師在跨學科實踐教學設計中可以應用逆向設計的思路,在選定主題后先確定學習目標,提前呈現目標達成的評價標準,最后再安排教學活動計劃。首先,教師在梳理學科相關概念建構體系以及關聯責任態度素養的指向問題后,選擇確定與學生真實世界有高度關聯性且具有適當難度的主題。其次,教師需要立足學科概念的建構與深化,聚焦跨學科整合性理解的培育,設定具體、可評估的教學目標。然后,教師設計指向素養要素的評價量表,通過前置評價量表讓學生明確學習過程、學習成果等方面的量化標準,引領學生鍛煉提升核心素養的相關能力。接著,教師分解問題設計活動進而創設真實性的問題情境,在跨學科實踐教學實施過程中引導學生共同感知情境式實踐任務,明確實踐目標,設計實施方案,并引導學生通過合作完成活動任務。最后,教師評價反饋并改進活動,對學生的學習成果進行展示與共同論證。教師可以將過程性評價與總結性評價相結合,以學生自評、學生互評及多學科教師評價等方式對作品成果與實踐過程等內容進行綜合點評。

2 指向健康生活素養培育的初中生物學跨學科教學案例

本文以“人體膝關節模型制作”跨學科主題項目學習為例,介紹跨學科教學主要環節的教學實施流程,以實現學生健康生活素養的提升。

2.1 跨學科教學設計

2.1.1 概念梳理

蘇科版生物學教材中“關節”部分的內容屬于“動物的運動與行為”,其對應的核心概念是“人體的結構與功能相適應,各系統協調統一,共同完成復雜的生命活動?！薄瓣P節”部分對應的次位概念是“人體的運動是在神經系統的支配下,由肌肉牽拉著骨圍繞關節進行的?！币虼?本節中“關節”部分內容的教學重點是掌握關節的結構與功能,理解結構與功能觀,并能夠應用概念知識指導關節保護。其次,本節中關節的運動原理涉及物理學科概念“知道簡單機械,探究并了解杠桿的平衡條件”。因此,從生物與物理等關聯學科核心概念以及本節延伸關聯的責任態度的目標分析,教師需要通過該節內容的教學促進學生對關節結構功能的掌握與相互關系的理解,同時引領學生從關節結構功能角度出發,研究關節保護方法,培養健康生活的意識與習慣。基于以上分析,教師選擇“制作人體膝關節模型,提出關節保護的方法”作為跨學科學習主題。

2.1.2 目標確定

通過概念梳理與學情分析,教師制定“制作人體膝關節模型”跨學科主題學習的目標,具體包括:(1)掌握人體關節的基本組成結構以及相應功能,說出人體關節適于支持與運動的結構特點,建立結構與功能觀。(2)結合關節模型體驗科學探究過程,發展發現問題的能力、實驗實施與分析能力、自主構建概念能力。(3)通過實踐制作關節模型過程以及應用模型解決生活問題,發展跨學科實踐技能,培養科學態度和團隊合作精神。(4)結合模型應用、病例分析、訪談等方法總結與學習關節保護方法,并制作宣傳海報或宣傳視頻,形成健康生活的意識。

2.1.3 量規制訂

跨學科學習的教學設計中,體現逆向設計的特點,教師根據學習目標設計評價目標,教學設計過程中將學習目標中的素養要求及成果標準細化并嵌入量規之中,起到引領、規范與評價的作用。例如膝關節模型制作的綜合評價量規設計,從“科學準確性”(包括模型結構完整性、要素的形態大小比例、要素相對位置、名稱標注等評價內容)、“材料創意性”(包括材料的適切性、環保、創新、價格、生活材料應用程度等評價內容)、“視覺觀賞性”(包括模型的牢固性、精細程度、美觀等評價內容)、“表達規范性”(包括準確度、流暢程度、是否參與論證、結合模型對關節病例及運動保護措施解釋說明效果等評價內容)四個指標,讓學生的學習目標可視化。

2.1.4 活動設計

對應于表現性任務的實踐體驗活動是跨學科實踐教學設計中重要的內容。首先,體驗活動需要具有可實踐性,與學生的現實世界直接關聯;其次,體驗活動需要能夠幫助學生在跨學科學習過程中更好地完成學習任務,形成創造性成果,更要指向于項目主題關聯的生命觀念、態度責任等核心素養。以“人體膝關節模型制作”為例,該跨學科學習的體驗活動設計見表1。第一與第二部分的體驗活動是“模型制作”實踐任務的準備與實施階段。第三部分的體驗活動是關節模型的應用探究,學生結合制作的關節模型對人體的運動原理進行探究,對關節損傷的原因與影響進行探究分析,進而形成關節保護的健康意識與關節保護行為。第四部分是總結關節保護方法并進行宣傳展示,指導學生養成健康生活習慣。以上體驗活動的整體聚類設計中,教師將問題有效分解,結合跨學科學習,幫助學生培養關節運動保護的健康意識與健康素養,同時有助于學生在活動體驗中進階式地建構“人體關節的結構與相適應”的生命觀念。

表1 “膝關節模型制作”實踐體驗活動設計表

2.2 跨學科教學實施

2.2.1 情境創設

跨學科實踐的教學設計到學生跨學科實踐的學習過程之間,需要教師的教學轉化。學習設計中首要的是創設學習情境,在“人體膝關節模型制作”的跨學科項目學習中,總體的問題情境設計為“人們日益關注與踐行運動健身,但同時又會受到膝關節損傷等問題的困擾,如果缺少科學的保護,健身會適得其反,那么我們應該如何科學保護關節呢?”該情境問題與健康生活緊密聯系,不僅可以激發學生的學習興趣,還能夠促進學生理解與應用概念解決健康生活問題,訓練跨學科能力,提升其核心素養。

2.2.2 活動實施

經歷體驗活動是學生在跨學科實踐學習中深度理解學科概念,提升科學素養的關鍵環節。教師可以按照“問題驅動—經歷活動—總結提升”的模式實施活動。如本項目分任務一“學習體驗關節的結構與功能”中,教師可以引導學生思考以下問題:(1)我們要掌握關節的結構及組分知識,可以從哪些方面獲得相關資料信息呢?(2)醫生是如何判斷關節發生骨折或病變的?(3)我們要探究關節的功能可以借助哪些實驗器材?(4)如果我們的關節活動受阻對我們的活動會有什么影響呢? 接著,學生經歷合作觀察人體關節模式圖以及膝關節X 光片等系列體驗活動,完成觀察記錄表,并結合教材知識應用概念圖的形式總結關節的結構組成。通過以上活動,教師幫助學生掌握“關節的結構由關節面、關節囊、關節腔構成,關節面由關節頭與關節窩組成”等科學事實。然后,學生通過課前收集人體關節結構組成成分的資料,課上合作總結的形式形成關節各部分組分的科學事實。同時,學生通過探秘物理學中的“杠桿平衡條件”的實驗裝置,并應用實驗裝置模擬人體抬腿的動作,探究關節在動作過程中的作用,以及運動中關節肌肉對完成動作的作用,從而理解“人體運動中關節的支點作用以及肌肉的動力作用”。最后,學生通過體驗關節被固定情境下坐、立、行、走的動作,理解與深化關節與人體運動的關系。

2.2.3 學習評價

為了促進學生對跨學科學習過程與學習行為的反思,教師需要在學生跨學科學習中及時進行學習評價。依據《課程標準》中“定性評價與定量評價相結合、主觀性與客觀性評價相結合”的教學評價指導原則,本項目采用分任務過程評價與項目量規總評價相結合的方式,結合分值評價與等級描述評價相結合的反饋方式。如在項目分任務一“探究關節的功能與作用”中設計以“主動參與合作探究”“正確操作實驗裝置”“實驗數據的正確記錄”、“科學分析實驗結論”為評價內容,采用組內學生互評與教師評價相結合的方式,進行學生學習過程的分值評價;在分任務二“制作關節模型”中以制作方案、應用模型健康探究的文字稿為評價內容,采用教師評價的形式;在分任務三中采用應用模型進行合作健康探究的效果表現為評價指標,采用組間評價的形式;本項目的綜合評價則以“膝關節模型制作與應用”學習評價量規為工具,采用積分等級評價的反饋形式,評價內容涉及模型制作的科學規范性、觀賞性、材料選擇的創新性、應用模型進行健康展講的效果,以及參與小組模型論證的表現。

2.3 跨學科教學反思