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学思践悟:“现象教学”校本化实施提升学生核心素养

2019-10-17吴海燕

中学生物学 2019年7期
关键词:学思富营养化底泥

吴海燕

“现象教学”是基于物理、化学、生物、地理等“科学课程”,以生活现象的问题解决为驱动,以“学习、思考、实践、感悟”为学习方式,以推进学生高认知水平发展核心素养为目标的一种教学实践形态。学思践悟“现象教学”校本化实施体现问题导向,任务驱动,学科融合,资源聚集,综合素养等特征。

1 “现象教学”校本化实施的理论基础

1.1 芬兰“现象教学”

“现象教学”概念是芬兰的《国家课程框架》中明确提出。“现象教学”传承了学生为中心、生活为中心、教育即生活、做中学的核心理念。现象教学是围绕学生感兴趣的现象或话题来进行跨领域、多学科的融合教学活动,使教学贴近生活、贴近学生,让知识回归生活、让学习融入社会。

1.2 美国STEAM教育

STEAM教育兴起于美国,在STEM基础上加入了Arts改进为STEAM。STEAM教育主要以基于学生感兴趣的、和他们生活相关的项目(问题)的学习为主要学习方式,引导学生通过合作与实践,完成主题项目和解决生活中遇到的难题。其倡导超学科学习概念,注重学习与现实世界的联系;在学科之间,相互支撑,相互补充,共同发展。

1.3 中国发展核心素养

学生核心素养的培养最终要落在学科核心素养的培育上。学科核心素养主要是指学科的思维品质和关键能力。学科关键能力是在各学科学习实践活动中逐渐培养起来的,因此课程实施和教学评价都需要重视实践活动。

1.4 教育部《中小学综合实践活动课程指导纲要》

2017年9月教育部印发《中小学综合实践活动课程指导纲要》,综合实践活动课程性质是从学生的真实生活和发展需要出发,从生活情境中发现问题,转化为活动主题,通过探究、服务、制作、体验等方式,培养学生综合素质的跨学科实践性课程。

2 学思践悟:“现象教学”校本化实施提升学生核心素养

2.1 基于“现象教学”的学思践悟提升核心素养的模型建构

基于“现象教学”的“学思践悟”教学形态,是与学生核心素养特别是科学核心素养以及关键能力相呼应的教学主张。其基本理念是学思践悟、知行合一,学习、思考、实践、感悟,学而思、思而践、践而悟,螺旋式上升,循环往复,用心学习、磨砺心性,学以致用、知行合一。教师通过“现象教学”的学思践悟实践活动的校本化实施,使学生形成并逐步提升对自然、社会和自我之内在联系的整体认识,具有科学观念、科学思维、科学探究、社会责任等方面的意识和能力,逐步形成能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格、关键能力和价值观念,发展核心素养,努力成为全面发展的人。培养“全面发展的人”是中国学生发展核心素养的核心。

“现象教學”校本化实施课程的体系(图1)建构包括生命实践、科学实践、技术性制作活动技术实践、社会实践。“现象教学”校本化实施评价体系建构包括思想品质、身心健康、个性特长和实践能力。“现象教学”校本化实施的内容选择与组织突出探究与整合,体现自主性、实践性、开放性、综合性和连续性。让学生亲身经历各项活动,在“动手做”“实验”“探究”“设计”“创作”“反思”的过程中进行“体验”“体悟”“体认”,在全身心参与的活动中,发现、分析和解决问题,体验和感受生活,发展实践创新能力。内容设计基于学生可持续发展的要求,设计长短期相结合的主题活动,使活动内容具有递进性。

2.2 “现象教学”提升科学核心素养的校本化实施课例

以“水污染”——水体富营养化及其防治为例阐释“现象教学”的“确定主题与任务驱动一收集信息与自主探究一同伴分享与教师点拨”等环节。

2.2.1 确定主题与任务驱动

水资源是人类生产和生活不可缺少的自然资源,也是赖以生存的环境资源。近年来,水污染问题已经成为我国经济社会发展的最重要制约因素之一。基于生活现象确立学习主题:“水污染”——水体富营养化及其防治。在主题之下,学生又设计了6个研究问题来驱动探究性学习:什么是水污染?什么是水体富营养化?污染物的来源是什么?水体富营养化的过程是什么?水体富营养化会产生哪些危害?如何治理水体富营养化?

2.2.2 收集信息与自主探究

查阅搜集有关“赤潮”或“水华”的资料,了解引发海洋“赤潮”或湖泊“水华”的原因及治理办法,与小组同学交流并探讨。

2.2.3 同伴分享与教师点拨

2.2.3.1 教学过程

教师出示一组水污染(包含水体富营养化)的图片,提出问题:看了这一组图片,你能想到的是什么?在生活中,你听到或看到过哪些水污染现象?看了这些水污染现象,谈谈你认为什么是水污染。

学生思考:水污染是因某些物质的介入,超过水体的自净能力,导致水体化学、物理、生物等方面特征的改变,造成水质恶化,从而危害人体健康或者破坏生态环境的现象。

教师展示水体富营养化阅读材料(略),并提出思考问题:

①河流湖泊中藻类生长迅速,表明水体发生了什么变化?造成这种变化的污染物是什么,主要有哪些途径排放富含这些物质的污水?

②怎样防治水体富营养化?

学生思考:水体富营养化是水污染的最普遍现象。水体富营养化是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。沿海地区出现“赤潮”现象,淡水湖泊发生“水华”现象。污染物来源包括:工业废水排放;生活污水排放;化肥、农药的使用。水体富营养化的过程、结果为:

工业废水、生活污水、农田排水N、P进入池塘、湖泊、海湾一藻类、浮游生物大量繁殖一水华、赤潮一水体缺氧、藻毒素积累一鱼类、其他水生物死亡一水域生态系统破坏一水体淤浅、消失。

水体外观呈色、变浊、影响景观;水体散发不良气味,有些产生毒素、溶解氧下降,水生生物大量死亡。防治水体富营养化,就要解决水体的氮、磷污染。

师生共同建构:目前国际上采用的水体污染治理技术主要有物理方法、化学方法和生物一生态方法。

2.2.3.2 物理教师点拨

(1)吸藻器面蓝藻水华一围栏富集一富藻水一吸藻器泵吸一过滤脱水一浓缩为藻泥。

(2)稀释和冲刷:采用外流引水进行稀释和冲刷可以短时间内有效地减少污染物的浓度和负荷,提高水体自净能力,还能影响污染物质向底泥沉积的速率。但引水稀释导致交换水体的生态体系发生变化。

(3)底泥疏浚:底泥疏浚是修复湖泊水库的一项有效技术,能够彻底去除积累在其中的有毒有害物质。但须注意防止底泥泛起以及底泥的合理处置,避免二次污染。

(4)底泥覆盖:通过在底泥表面敷设渗透性小的塑料膜或卵石。削减波浪扰动时的底泥翻滚,有效抑制底泥营养盐的释放,提高湖水透明度,促进沉水植物的生长。

物理方法评价:物理方法往往存在治标不治本、成本高、难以大面积使用等缺点,而且影响湖体固有的生态与环境。一般只作为对付突发性水体污染的应急措施。

2.2.3.3 化学教师点拨

(1)用杀藻剂杀藻:杀藻剂将藻杀死后,水藻腐烂分解仍旧会释放出磷,因此,应该将被杀死的藻类及时捞出,或者再投加适当的化学药品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。

(2)凝聚沉降:例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来,其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙,它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。

化学方法评价:化学方法花费大,化学药剂可快速杀死藻类,但死亡藻類所产生二次污染,而且长期使用还会产生抗药性。化学方法不提倡使用。

2.2.3.4 生物教师点拨

(l)水生植物修复技术:目前国内外研究并广泛应用的技术有以下几种:

①人工湿地技术:通过模拟自然湿地,人为设计与建造的由填料、植物、微生物和动物组成的生态系统。人工湿地对N、P去除作用包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

②水培技术:种养水生植物是目前国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。利用富营养化水无土栽培经济作物,利用水生植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去N、P和悬浮颗粒。水生植物一般生长快,可以生产出具有经济价值的食用植物或观赏植物,还有的收割后经处理可作为燃料、饲料,或经发酵产生沼气,达到资源的循环利用。

③生态浮床技术:运用无土栽培技术原理,采用废弃的塑料泡沫板作为浮体的载体,将浮床陆生植物种植于河湖水面,利用植物在生长过程中对水体中N、P的吸收及植物发达根系和浮床基质对水体中悬浮物的吸附及微生物的分解净化水质。该技术不仅可以净化水质,还可创造一定的经济效益和美化污染水体的景观,实现生态、经济和社会效益的集合,符合建设生态文明、实现可持续发展理念。

水生植物修复技术评价:优点:低投资、低能耗;处理过程与自然生态系统有着更大的相融性;无二次污染;能实现水体营养平衡,改善水体的自净能力。局限性在于运作条件高、处理时间长、占地面积大及受气候影响严重。

(2)生物操纵技术:生物操纵是以改善水质为目的的控制有机体自然种群的水生生物群落管理,即通过一系列湖泊中生物及其环境的操纵,使藻类特别是蓝藻类的生物量的下降。

①经典生物操纵技术:增加凶猛性鱼类数量以吞食另一类小型鱼类,借以保护某些浮游动物不被小型鱼类吞食,以利于浮游动物种群增长,浮游动物种群的增长加大了对浮游植物的摄食,可抑制浮游植物的过量生长以至水华的发生,提高水的透明度,改善水质。

②非经典生物操纵技术:通过控制凶猛鱼类及放养食浮游生物的滤食性鱼类(鲢、鳙),摄取形成水华的群体蓝藻。鲢、鳙对蓝藻毒素有较强的耐性,鲢、鳙可存活数年、种群可人为调控及食谱相对较宽,种群容易长期稳定。还利用大型软体动物滤食作用控制藻类和其他悬浮物,能起很好的生物净化作用。

生物操纵技术评价:该技术处理效果好,工程造价低,运行成本低,不会形成二次污染,还可适当提高水库的经济效益。

师生共同建构如何保护水源:建立健全领导体制和工作推进机制;加强环保意识的宣传力度;必须合理开发、利用水资源;防治水污染的工作必须从源头抓起;依靠专家实行科学多元治理。

2.4 学以致用与感悟提升

教师布置任务:我们一起行动:请你为2019年“世界水日”和“中国水周”设计一个宣传主题。请继续关注并参与我国小城镇和农村生活污水资源化、无害化处理。

基于“现象教学”的学思践悟结合学生生活情境中发现的问题,主张学、思、践、悟既是科学学习的方法,也是科学学习的过程,使教学走向实践、体验、操作,走向活动、走向综合、走向生活,丰盈教学内涵,符合学生兴趣、提供学生选择、丰富学生经历和视野、促进学生和谐发展。学生的发展又促进教师教学素养、能力行为的审视与提高,师生共同进步又促进学校的跨越式发展。在推进跨学科“现象教学”的整体建构与主题设计时,如何结合学生生活建构更科学的,更有助于学生“学思践悟”的案例是教师继续认真思考和努力的方向。

参考文献:

[1]核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中学教育学刊,2016,(10):1-3.

[2]陈式华.现象教学:芬兰2016教改新模式[J].教育与教学研究,2016,30(11):102-106.

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