摘 要:黨的二十屆三中全會提出加快建設高質量教育體系,建成教育強國、科技強國、人才強國。新高考要求教師開展真實情境下的教學,注重培養學生的探索性、創新性思維品質。而“雙減”要求減輕學生的負擔,做到提質增效,只布置以紙筆形式完成的“寫”作業,不能滿足新時代的需求。通過要求學生動手操作完成的實踐性作業,更能培養出有創新力、有團隊合作能力、學科核心素養能力的新時代人才。本文分析了實踐性作業的實施現狀,討論了高中生物實踐性作業的設計原則,并結合實例分析了高中生物實踐性作業的類型。
關鍵詞:實踐性作業;核心素養;高中生物
黨的二十屆三中全會提出加快建設高質量教育體系,統籌推進育人方式、辦學模式、管理體制、保障機制改革,建成教育強國、科技強國、人才強國。新高考要求教師開展真實情境下的教學,注重培養學生的探索性、創新性思維品質。而“雙減”要求減輕學生的負擔,做到提質增效。教師要緊跟時代的腳步,改變育人方式,為國家培養高質量的人才。
教師要在課堂、作業、評價等方面改變育人方式,作業是重要的環節之一。按照學生的參與情況,可將作業分為兩種形式,一種是以紙筆形式完成的是“寫”作業,能培養學生的書面表達能力、思維能力等;另一種是實踐性作業,指在具體情境中,學生利用所學知識與技能,解決實際問題的一種有效的學習活動,常稱為“做”作業。學生在完成實踐性作業時,往往要遷移應用多個學科的知識和技能,從而深化所學知識,達到靈活地、創新地運用知識,真正做到學以致用。相較于紙面作業,實踐性作業有很多優點,實踐性作業能充分提高學生的學習興趣,培養學生的團隊合作能力、創新思維能力和動手操作能力,發展學生的學科核心素養,利于學生能力的全面發展。
一、實踐性作業的實施現狀
在教學實踐中,實踐性作業常被忽視。在升學的壓力下,學校對實踐性作業的開展沒有硬性要求,也沒有給予足夠的支持。教師認為實踐性作業的時間投入久,操作難度大,對提高學生成績的效率相對較低。因此教師在布置實踐性作業上動力不足,缺乏長期規劃,布置實踐性作業的次數少,對實踐性作業的完成情況也往往落實不到位,多數教師缺乏對實踐性作業的深入思考與研究。因課業負擔較重,高中學生完成實踐性作業的時間得不到保障,加上生物教師指導得較少,要求作業完成的制度落實不到位等,導致高中生對實踐性作業的態度遠不及紙筆作業[1]。
新高考注重考查學生的必備知識、關鍵能力和學科素養,增強試題的應用性、探究性、開放性。相對于紙筆作業,實踐性作業能培養出應對新高考要求的人才。鑒于此,教師應重視開展實踐性作業,設計出適合的實踐性作業,發展學生的學科核心素養,從而適應新高考的要求。
二、高中生物實踐性作業的設計原則
《國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》指出:提高作業設計質量,精心設計基礎性作業,適當增加探究性、實踐性、綜合性作業。高中生物實踐性作業要結合高中生物的學科特點,適應高中生的發展趨勢,旨在提高學生的創新力、團隊合作能力和學科核心素養。設計高中生物實踐性作業時,應注重團體合作原則、多元評價原則和實踐性原則、探究性原則。
(一)注重團體合作原則
在具體情境中,學生投入認知、行為、情感等要素與異質群體合作,即各國共同倡導的跨學科核心素養——合作解決問題的能力所體現的綜合素養[2]。實踐性作業的時間跨度長,往往需要多個學生通過團體合作完成。合作解決問題往往比個人解決問題更為高效,且能鍛煉合作解決問題的能力,有利于跨學科核心素養的形成。
高中生物實踐性作業有一定的復雜性,往往需要學生通過團體合作完成。在組建小組時,除了可以讓學生自行組隊外,教師還可以綜合學生的組織能力、表達能力、知識儲備、動手能力等多個因素,根據“組內異質,組間同質”的原則,將學生進行分組。
(二)注重多元評價原則
基于實踐性作業的特點,實踐性作業的評價不能只看結果,而要注重開展多元評價。從時間上看,要有過程性的評價;從評價對象來看,讓小組成員內自評、互評,小組間互評和教師評價等從多個維度開展評價。通過過程性評價和多維度評價,做到多角度客觀地對學生進行考察,做到注重每一位學生的成長,最終促進學科核心素養的發展。
(三)注重實踐性原則
實踐性指學生通過實踐驗證所學知識和能力。設計實踐性作業時要注重實踐性原則。教師通過創設真實情境,引導學生利用實地調查、動手操作等實踐方式,解決具體的問題。實踐性作業的完成有時不是一蹴而就的,學生要將學到的知識與技能用于解決具體的問題,用實踐檢驗高中生物學知識的掌握程度,從而促進學科核心素養的提升。
(四)注重探究性原則
相對于紙筆作業,實踐性作業應注重培養學生的探究性思維、探究性能力。教師可以根據學生所學的知識與能力,設計具體情境中的問題,引導學生產生懷疑、發現問題—調查研究、提出方案—解決問題、得出結論。在探究過程中,學生不僅獲得知識、掌握方法,還能發展科學思維、提高創新能力。
三、高中生物實踐性作業的類型
高中生物實踐性作業旨在讓學生能夠在具體情境中解決問題,從而達到落實教學的實效性和知識的實用性的目的。在布置實踐性作業時,教師要注重以上四個原則的同時,還要結合當前學生的學習現狀及知識水平,創設真實情境,讓學生能夠利用所學知識,解決相應的問題。根據實踐性作業的完成方式,將高中生物實踐性作業分為實驗類實踐性作業、調查類實踐性作業、模型建構類實踐性作業、跨學科類實踐性作業和生活類實踐性作業。
(一)實驗類實踐性作業
生物學科往往要通過實驗來揭示生命現象和生命規律,教師組織學生開展實驗,在實驗體驗過程中,學生能樹立生命觀念、培養科學思維和科學探究能力。實驗類實踐性作業要求學生通過實驗,揭示生命現象或規律,在實踐中獲得真知,鞏固知識。實驗類實踐性作業有兩種類型,驗證實驗類實踐性作業和探究實驗類實踐性作業。
驗證實驗類實踐性作業指的是學生重復教材的實驗,親歷實驗過程,分析實驗現象,得出實驗結論,在學習實驗思維和體驗實驗操作的過程中,獲得真知,鞏固知識。以必修一第4章第1節“被動運輸”為例,在問題探討環節安排了滲透實驗,這個實驗所需的半透膜可以是腸衣、雞蛋膜、玻璃紙等,所需的實驗器材是燒杯和長頸漏斗等。針對這節課,教師可以布置驗證實驗類實踐性作業:利用自選的半透膜,完成問題探討中的滲透實驗。具體要求:1.小組合作完成,注意分工合作,開展自評和小組內互評;2.半透膜可以選擇腸衣、雞蛋膜、玻璃紙等;3.建議利用顯色反應,如淀粉遇碘變藍,便于實驗的觀察。學生在完成滲透實驗的同時,還開展了創新實驗,如增加對照組:紗布替代半透膜,利用淀粉遇碘變藍的特性,觀察淀粉能否透過半透膜,到達含有碘液的燒杯中。
探究實驗類實踐性作業要求學生在教材中實驗的基礎上,開展實驗探究,并經歷實驗探究的各個環節:提出問題—做出假設—設計、開展實驗—分析結果—得出結論,在這個過程中,逐漸提高科學探究能力、動手能力和創新能力,也強化分析、思考與解決問題的綜合能力。例如,在必修一第5章第1節“降低化學反應活化能的酶”中,教學的重點內容之一是分析實驗的變量,學生要掌握如何控制變量、要能設計出合理的實驗方案。針對這節課,教師設計了實踐性作業:通過實驗,對比不同生物細胞中的H2O2酶的催化效果。具體要求:團體合作完成,選擇兩種或兩種以上生物;確定實驗的自變量和因變量,注意控制無關變量;確定出詳細的實驗方案后,再開展實驗。開展自評和小組內互評”。不少小組選擇對比動物細胞和植物細胞的H2O2酶的催化效果,如對比肝臟和土豆中過氧化氫酶的活性,于是提出問題,哪種細胞中的H2O2酶的催化效果更好。有的小組利用針筒作為實驗器材,通過刻度的讀取,比較氧氣的產生量,從而將定性實驗升華為定量實驗。
學生無論是重復教材實驗,還是開展探究實驗,均能提高實驗操作能力,分析實驗能力。在新高考中,科學思維和科學探究能力是考查的重點內容之一,開展實驗類實踐性作業能很好地考查學生的綜合能力,能樹立生命觀念、培養科學思維和科學探究能力。小組協作完成實驗類實踐性作業,也能鍛煉團隊合作意識,交流能力。
(二)調查類實踐性作業
調查是生物學科重要的研究方法,調查類實踐性作業要求學生在實地調查過程中,用所學知識來分析調查對象,由調查結果來印證所學的課本知識。選擇性必修二第4章第3節“生態工程”介紹了生態工程的基本原理,分析和評價了生態工程的實例。生態農業成了如今現代化農業的趨勢,無廢棄物農業是熱點問題,在學完這節課后,教師結合當地的資源,布置實踐性作業:參觀延平區王臺鎮鴻瑞生態農業產業園,實地考察該產業園的生態循環模式,繪制出該產業園的物質循環圖解,分析其所運用的生態工程的基本原理,進一步體會生態農業對推動綠色生態高質量發展的意義。
學生通過實地觀察、分析,發現該產業園通過“牛—沼—菜”“?!印荨钡姆N養模式,實現了無廢棄物農業。學生親身體驗無廢棄物農業的各個環節,在親歷實踐中形成生態系統豐富的感性認識,進一步強化環保意識,同時提升對家鄉的認同感和自豪感。
(三)模型構建類實踐性作業
以圖畫或實物形式直觀地表達認識對象的特征是物理模型,模型構建類實踐性作業需要學生通過動手操作完成,在構建過程中,學生要將抽象的知識直觀化,從而實現發展科學思維的目的。比如,必修一第3章《細胞的基本結構》中的細胞膜、細胞器和細胞核是微觀的結構,每個結構有自身的特征。針對這一章,教師布置模型構建類實踐性作業:開展細胞模型制作比賽:制作真核細胞的三維結構物理模型,具體要求:1.小組合作完成,注意自評和互評,2.選擇適合的材料,注重環保,建議廢物再利用,3.細胞的各個結構的大小。
從材料的確定與尋找,到模型的制作,需要小組討論合作完成,這不僅能鞏固細胞結構的知識,也能增強溝通表達能力和合作意識,提升分析和解決問題的能力。除了用廢紙、黏土、泡沫等材料制作模型外,學生富有創造性地選用材料,如用裝著水的氣球代表液泡,形象地展示液泡的狀態。
(四)跨學科類實踐性作業
跨學科類實踐性作業要求學生關注生物學與不同學科之間的聯系,借助多學科知識來解決真實問題。例如,選擇性必修三第4章第1節“轉基因食品的安全性”中,提到了轉基因食品因其產量高、品質佳、成本低等優點,受到廣泛關注,但是其安全性問題仍存在不小的爭議,學生要能夠理性看待轉基因技術。結合這一節的內容,教師布置實踐性作業:開展辯論賽:辯題是轉基因黃金大米富含胡蘿卜素,營養價值比普通大米高,是否要推廣黃金大米。正反方可以從政府職能部門、科學家、食品供應商和消費者等不同的角度出發,收集相關的材料,圍繞議題展開辯論。
在解決真實情境的問題時,學生往往要從多學科角度去思考問題,往往要運用到多學科的知識,辯論比賽的開展,能提高收集和整理信息的能力、語言表達的能力,有效鍛煉高階思維能力與知識運用能力;在正反方的辯論過程中,學生能多角度、更全面地認識轉基因食品,從而能夠理性看待轉基因技術,培養社會責任。
(五)生活類實踐性作業
知識來自生活,也為了更好地服務于生活。生活類實踐性作業與生活關系密切,學生能從生活中體驗知識,在知識中找到現象的原理,因此學生常常表現出很高的學習熱情。例如,選擇性必修3第1章《發酵工程》涉及泡菜的制作、果酒果醋的制作和腐乳的制作,學生在學習完制作的原理后,表現出很大的熱情,想親自動手制作出美味的食品,于是,教師布置實踐性作業:通過團體合作,利用常見的食材,至少制作出一種食品(從泡菜、果酒、果醋和腐乳中選擇一種),注意事項:1.注意控制溫度;2.考慮是否要密封以及選擇正確的密封方式;3.選擇適宜的發酵罐;4.開展自評和小組互評。
學生首先要理解相應微生物的發酵原理,在動手操作過程中要控制好溫度、密封情況,掌握放氣的時間等。每個小組都選擇制作泡菜和果酒,在等待釀制的過程中,學生充滿著期待。完成這個實踐性作業,學生不僅鞏固了所學的知識,還品嘗到發酵后的美食,也能切身體會到知識的力量和勞動的喜悅[3]。
結束語
盡管開展高中生物實踐性作業存在不少阻力,但實踐性作業的開展能幫助學生鞏固與消化生物知識,充分提高學生的學習興趣,促進科學思維、團體合作意識、收集信息、處理問題的能力和動手操作能力,提高學生的創新力,提升學科核心素養,適應新高考的要求,為大學輸送更多基礎知識扎實、動手能力強、富有創造力的人才。實踐性作業的開展,能真正做到提質增效。高中生物實踐性作業的設計要注重團體合作原則、多元評價原則、實踐性原則和探究性原則。共有五種類型的實踐性作業,針對不同的內容,教師可以設計出相應類型的實踐性作業。但是,如何在教學實踐中開展高中生物實踐性作業,是值得高中生物教師關注和研究的課題。
參考文獻
[1]王琦.高中生物學實踐性作業的現狀調查及對策研究[J].新課程,2021(23):57.
[2]李新.PISA視域下的合作解決問題能力:內涵、測評及反思[J].世界教育信息,2018,437(5):61-67.
[3]周潤娣.設計實踐型作業培養生物自主學習能力[J].新教育,2022,522(2):103-104.
本文系福建省教育科學“十四五”規劃2022年度“協同創新”專項課題“‘雙減’背景下高中生物校本作業提質增效的實踐研究”(課題編號:NO.Fjxczx22-291)的研究成果。