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健康素养培养:指向核心素养的生物学教学例析

2018-03-07王丽娟刘家熙

中小学教师培训 2018年2期
关键词:酵母菌馒头生物学

王丽娟,李 佳,刘家熙

(1.首都师范大学生命科学学院,北京 100048;2.鲁东大学生命科学学院,山东 烟台 264025)

随着人们生活水平的提高,国民的健康素养问题日益突出,目前,对健康素养概念的界定是:“健康素养是个人获取、理解、处理基本的健康信息和服务,并利用这些信息和服务,做出有利于提高和维护自身健康决策的能力。”2008年1月,卫生部发布《中国公民健康素养——基本知识与技能(试行)》,也强调对基本健康常识和技能的把握。调查显示,2013年我国城乡居民健康素养水平为9.48%,农村居民为6.92%,城市居民为13.80%;以知、信、行为导向,城乡居民基本健康知识和理念素养为20.42%、基本技能素养为12.47%、健康生活方式与行为素养为10.62%。可见,提高公众的健康素养水平任重而道远。本文从STEM的视角,结合生物学教学,谈谈如何培养学生的健康素养。

一、健康素养是核心素养的重要指标

新的高中课程标准提出各学科课程教学的总目标是提升学生的核心素养。核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中,逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。它的目标是全人教育,使学生能够发展成为更为健全的个体。核心素养是情感、态度、知识、技能的综合表现,具有个人价值和社会价值。[1]我国在综合核心素养国际比较研究的基础上,界定了包括健康素养、实践素养、生活管理能力等36种核心素养指标。中学课程标准凸显以核心素养体系为基,一方面,核心素养指导、引领、辐射学科课程教学,彰显学科教学的育人价值;另一方面,核心素养的达成依赖各个学科独特育人功能的发挥、学科本质魅力的发掘。核心素养还是学科壁垒的“溶化剂”,具有跨学科的特性。以核心素养体系为基,各学科教学可以实现统筹统整。比如“健康素养”,它并非专属体育学科或健康课程,生物、物理、化学或者语文等也有可能开展。因此,生物学教学应指向“提升学生的核心素养”这一总目标。调查结果显示,生物学教育在科学素养和主动探究方面提及较多,但实践素养、问题解决能力以及健康素养和生活管理能力方面欠缺严重。

提升公众健康素养,需要加强与教育部门协作,将健康教育工作纳入学校考核指标,提高大、中、小学校健康教育课程开课率和教学质量,推广普及健康教育,让更多的孩子在儿童、青少年时期树立正确的健康观念,养成良好的卫生习惯,终身受益。[2]目前,我国学校缺乏专门的健康教育课程,从学科内容和特点而言,生物学是适合从事健康教育的课程之一。

二、基于生物学教学的健康素养培养的路径

1.健康素养培养的目标:关注基本健康知识和关键能力

高中生物新课程标准(征求意见稿)以核心素养为宗旨,从生命理念、理性思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的生物学核心素养,还特别提出向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识,开展科学实践,尝试解决现实生活问题。比如,健康生活模块中谈到,应该选取公民健康生活最基本的知识与技能,涵盖健康生活的基本知识与理念、健康生活方式和行为,以及健康生活的基本技能。

结合劳动教育、STEM教育、核心素养和生物学核心素养要求,在健康素养培养中拟达成如下教学目标:

(1)具备营养、医疗、保健、卫生、免疫与传染病等以及烹饪、作物栽培、动物饲养、生物技术与工程等与营养和健康相关的基础理论知识和基本技能。

(2)运用归纳、演绎、批判性思维等科学思维方法,审视、论证、判断与营养、医疗、保健、食品卫生安全、免疫与传染病等相关的个人生活问题、社会议题和各种虚假宣传问题。

(3)在烹饪等劳动实践活动和急救等模拟活动中,综合运用生物科学、技术和工程、数学等,丰富实践经历并提高劳动技能和健康相关技能。比如尝试设计制作食谱、食品,进行作物栽培、饮品发酵,开展人工呼吸培训、用药安全讨论。在实践活动中开展科学探究,尝试解决与健康有关的现实生活问题,体验探究的乐趣,掌握探究的思路和方法。

(4)基于相关的生物学知识,尝试解决饮食、健康、疾病预防、卫生与防疫等问题的担当,提升自我健康管理能力,体验生活幸福感。关注食品安全、转基因等社会议题,宣传健康生活和关爱生命的知识与理念,了解、认同和传承中华优秀传统饮食文化等。

2.健康素养培养的内容:加强跨学科的课程资源开发

生物学科的教学内容很多与健康有关。以高中生物学新课程标准中涉及的课程内容为例,无论分子与细胞、遗传与进化、稳态与调节,还是生物技术与工程模块,与健康培养相关的资源比较丰富。尤其现实生活应用中,健康生活、传染病与防控、动物福利等模块与健康息息相关。比如,动物福利模块提到滥食、虐食动物的问题,其他模块涉及禽流感等问题。职业规划前瞻中,食品安全与免疫、环境友好与经济作物等模块也为健康素养培养提供了学习资源。

另外,生物学作为一门自然科学,与其他科学学科,与技术、工程和数学有着一定的相互关系。STEM即科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics),强调多学科的交叉融合,尤其关注技术的(technical)和科技的(technological)议题所需的知识和技能。STEM教育强调加深学生对事务工作原理的理解,提高学生使用技术的能力,而且提出应该引进更多的工程学内容。[3]因此,在生物学教学中除生物学本身的教学内容,需要关注STEM跨学科的素养和技能的培养,尤其是将生物学与工程学进行整合体现了STEM教育理念。因此,生物学教学中可以关注科学与技术(S—T)、科学与工程(S—E)、科学与数学(S—M)以及四者之间(STEM)的相互联系,培养学生跨学科的核心素养。现结合STEM和中学生物学教材,以营养健康为例,提出可以开展健康素养培养的部分课程或项目的建议(参见表1)。

表1 基于STEM的营养健康素养培养的内容

3.健康素养培养的策略:倡导以学生为中心的项目学习

STEM教育作为一种教学策略,其核心目标是通过灵活应用探究性学习、基于问题的学习、基于项目的学习、基于设计的学习等学习方式,来培养学习者综合利用STEM知识解决现实问题的能力。其中,基于项目的学习(Project-Based Learning,PBL)是一种特殊的探究形式,作品制作是这种学习的重点,但更为重要的是学生在制作作品过程中获得跨学科的知识和技能,并获得创造性运用知识的社会性能力。[4]项目学习要求每个项目的学习应该建立课堂学习与现实世界的联系,而且特别强调其工程学目标。工程设计的环节主要包括:确定问题,制定合理的解决方案,分析解决方案,优化解决方案和交流。[5]

项目学习的实施可以概括为以下步骤:首先,研究问题和解决方案。其次,运用头脑风暴提出想法,比如一个模型、过程的设计或者解决问题的方法;画出模型、过程或方法草图;制作原型;测试原型;评价原型的性能表现并根据需要对原型进行改变和完善;明确如何改进原型的设计并重新测试和评价原型。最后,分享实验结果。现以“设计制作馒头或面包”的实验为例,简要介绍实施过程。

实验任务:设计制作馒头或面包

学生了解馒头或面包对人体的营养价值;能够通过实验探究酵母菌呼吸作用的本质和方式,理解呼吸作用的原理;运用相关科学知识和发酵技术设计和制作馒头或面包;在实践过程中体验劳动的乐趣和幸福,同时提高生活管理能力。

背景知识:馒头或面包制作的原理,即酵母菌的呼吸作用原理。

学生理解掌握核心概念:有氧呼吸和无氧呼吸,了解发酵工程概念等。

教学过程简述(通过3—4人团队的合作完成下述实验步骤):

(1)提出馒头或面包制作的研究问题和解决方案。

了解馒头或面包的营养价值;了解馒头或面包制作主要利用了酵母菌的呼吸作用;对酵母菌呼吸作用开展理论和实验研究,理解酵母菌呼吸作用的原理。比如,初中山科版以简易、有效的演示实验展现家用酵母细胞进行细胞呼吸分解糖类,其生成的二氧化碳使套在瓶口挤瘪的气球膨胀。同时开展讨论,通过本实验的探究教学进而使学生理解制作馒头、面包、酸奶、泡菜等的生物学原理。再如,高中人教版“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验,探究二氧化碳和酒精的产生。而且,可以设计实验探究温度、pH值等不同条件对呼吸作用强度和产生二氧化碳的量的影响,进而结合酵母菌发酵的原理提出成功制作馒头或面包的方案。

(2)运用头脑风暴提出馒头或面包制作的设计思路。

包括实验材料、馒头或面包制作过程的设计、控制发酵条件的方法、成品的评价标准等。

(3)画出馒头或面包制作的设计流程图(教师指导)。

(4)制作馒头或面包(教师或家长指导)。

(5)观察、品尝和评价制作的馒头或面包。

(6)明确如何改进馒头或面包制作的设计。

结合酵母菌呼吸作用原理和呼吸作用的影响条件,综合考虑整个制作过程,提出馒头或面包制作的改进措施。如有需要,可继续开展酵母菌呼吸作用相关的探究实验。比如,可以设计实验探究酵母菌发酵利用的是淀粉还是葡萄糖。

(7)根据需要完善馒头或面包制作的设计,并重新测试和评价设计。

(8)分享实验结果:小组间互相品尝和评价馒头或面包,表达与交流。

三、结语

健康素养受经济、政治、文化、教育、卫生发展水平等因素的影响和制约,是一个社会系统工程,需要全社会的共同努力。健康素养的提升不仅仅是卫生计生等的事情,而是依赖于全社会的责任,基础教育各学科有责任参与健康教育,提升中小学生的健康素养和核心素养。在学科教学包括生物学教学中,应该充分利用学科的特点和优势,关注学生的健康素养在内的核心素养,积极开展健康教育相关的课程设计,明确健康教育相关的课程目标,开发健康教育相关的课程内容和跨学科课程资源,实施基于项目、基于问题或工程设计等的学科教学。引导学生在生活和实践中开展主动探究,积极解决健康问题,体验维护健康和科学探究的快乐,提高跨学科素养、自我和他人健康管理能力、劳动技能和实践能力,为学生的积极、健康、幸福的生活奠基。▲

[1]林崇德.21世纪学生发展核心素养研究[M].北京:北京师范大学出版社,2016,29-31.

[2]姚宏文,石琦,李英华.我国城乡居民健康素养现状及对策[J].人口研究,2016,40(2):88-97.

[3]Bybee R W.What is STEM education?[J].Science,2010,329(5995):996.

[4]余胜泉,胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究,2015,21(4):13-21.

[5]埃里克·布伦塞尔.在课堂中整合工程与科学[M].周雅明,王慧慧,译.上海:上海科技教育出版社,2015:6-8.

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