基于学科核心素养下高中生物PISA习题实践研究

杜伟健

习题课是新授课的有力补充,是新授课的延伸和升华。新授课带给学生新的知识与方法,侧重“是什么”和“为什么”的问题;习题课引导学生运用所学的知识与方法解决问题,侧重“有什么用”的问题。两种课型都是中学生物教学过程中基本课型,然而在实际教学过程中,教师们更重视新授课的教学设计和教学过程,忽视习题的教学及教学研讨。其实,一节好的习题课教学所蕴含的教学艺术和能力并不比一节新授课低,习题课具有较大的灵活性,对教师设计和掌控课堂效果的能力要求更高。习题课是针对问题解决而设计的一种课型,可以是一整节课,也可以是课堂教学片段,目的在于理解、巩固与运用新的知识和技能。

一、基于学科核心素养设计的习题

有针对性地进行习题教学,培养学生的学科核心素养。习题教学过程要充分体现教师组织者、引导者的角色定位,要凸显学生的自主性、主动性和创造性,增强解决现实问题的体验,形成解决实际问题的习惯与能力。

环节一展题:教师展示真实的习题情境

基于学科核心素养的习题,强调学生在真实的情境中解决问题的能力,习题的背景往往来自原始生活问题。教师可以利用实物、多媒体视频、图片等手段创设真实的生活情景,提出问题,引起学生的兴趣,不仅能引导学生对现实生活问题进行关注和思考,更能增强学生应对实际问题的能力。

环节二审题:分析问题并与生物学知识建立联系

教师要善于引导,提出有启发性的问题,协助学生对问题进行分析。在分析真实的社会现象问题时,教师可以提出问题:“这些生活现象涉及到哪些生物学知识?你能把这个社会生活现象或问题转化成生物学问题吗?”学生独立思考,并在小组内进行讨论,形成对问题的初步理解。最后在班级中师生共同讨论,形成对该现象或问题转化为生物学问题的正确表征,这是解答习题的前提。

环节三析题:分小组讨论,形成问题解决的方案明确实际问题的正确表征后,学生对问题就有了清晰的认识。在问题解决过程中,要充分发挥小组合作的优势。按照组间同质、组内异质的方式进行分组,有利于发挥不同层次学生的优势,增加学生参与课堂活动的机会。教师引导小组内的成员积极发言,明确每个成员的分工,把小组内成员的参与度作为考核小组的一项评价指标。学生讨论时教师要进行巡查,对学生有疑惑的问题及时引导,及时记录典型的错误或解决方案,提高问题解决的针对性。

环节四汇报:汇报解决问题的方案并及时评价遵循相同观念不重复汇报的原则,小组代表汇报本小组问题的解决方案,其他成员对汇报的情况进行及时评价,教师要注意评价过程中的引导。通过典型错误方案的呈现和纠错过程的讨论,培养学生的批判性思维。通过其他方案的汇报和补充完善,形成具有可行性的问题解决方案。

环节五总结:归纳总结,形成最佳解决问题的方案教师引导学生对问题的解决过程进行归纳总结,讨论形成解决该问题的最佳方案和思路,提高学生对问题解决过程的认识。

环节六、拓展:社会生活中相似问题进行再巩固为了进一步巩固问题解决过程中所需的知识和能力,教师可以提供相似的社会生活问题或引导学生收集类似的问题,拓展到课外探究解决,以提高学习效果。

二、习题课教学案例

按照习题内容的特点,高中生物习题课可以分为两类,一类是生物学概念原理类习题课,一类是生物学实验习题课。笔者教学实习的年级为高一年级,所使用的教材为人教版必修一《分子与细胞》,计划36课时完成,高一生物课时每周安排2课时,每课时40分钟。在新授课时紧张的情况下,分给习题课的时间是非常少的,因此平时的习题教学以两种习题课形式为主,一种是新授课后的片段教学习题课,一类是一整节课的习题课。新授课后的习题片段教学课为常见的习题课教学形式,大多安排在每节新授课的最后环节,大约为10min,以生物学概念原理类习题为主。这类习题课在教学中作用显著,能够对当堂课所学的知识进行及时理解、巩固与升华。教师应该重视这10分钟的习题教学,它应是整节新授课的又一个小小的高潮,是充分调动学生自主性与积极性的载体,而不应在新授课后就草草结束。

ATP的主要来源——细胞呼吸(10分钟习题教学片段设计)

【情境】小明到超市买了一瓶可乐,回到家发现可乐的瓶盖鼓起一个小缝,他不知道这样的可乐还能喝吗?于是他上网求助,你能给他解答吗?

【追问】在购买商品时,我们要注意哪些信息,确保食品的安全呢?

例:罐装食品的铁盖上往往印有“若安全钮鼓起,压有响声,请勿购买”,铁盖安全钮鼓起的最可能原因是:

A.好氧型细菌呼吸,产生CO2和H2O B.微生物呼吸,产生CO2和酒精

C.乳酸菌呼吸,产生CO2和乳酸 D.酵母菌呼吸,产生CO2和H2O

【提问】罐装食品在装罐前,你认为有哪些工艺过程?

【提问】安全钮鼓起,说明密封的罐内有什么变化?

【提问】你想到了哪些生物知识,给出合理的解释?

巡视学生讨论的过程,并适时进行引导,对学生出现的典型情况进行及时的记录。

【说明汇报的原则】自由汇报,遵循相同观点不重复汇报的原则。

【提问】同学们,刚刚大家的汇报非常精彩,你们有怎样的看法呢?

【引导总结】学生1有非常丰富的生活经验,给大家讲解了食品的包装相关的知识,说明他是一个非常热爱生活的人,非常棒。学生2给我们清晰的讲解了本问题的原因,非常到位。学生3的补充也是非常的严密,说明他是一个治学严谨的人,期望大家向他们学习。

以上是细胞呼吸第二课时所对应的大约10分钟的习题片段教学实例,整个教学设计的过程充分相信学生、发动学生,体现了教师的引导作用,更突出展现了学生的自主性、主动性和创造性。在教学目标的达成上,通过呈现真实的生活实例,引起学生的兴趣;引导学生分析生活现象并转化为生物学问题,培养学生分析现实问题的能力;通过小组合作学习提高学生课堂参与度,充分体现学生的主体地位;通过小组汇报与评价,培养学生语言表达能力和严密的逻辑思维、批判性思维;通过总结环节升华了知识,培养学生的生命观念和社会责任。

三、小结

在核心素养以及习题设计相关理论研究的基础上,笔者尝试描述学科核心素养习题的特点,构建了习题设计的框架和评价指标体系,并列举了相关的例题。例题紧扣现实生活中的原始问题,题目呈现的形式多样,答题角度灵活开放。在习题的使用过程中,能极大的调动学生学习的自主性、主动性和创造性。为了验证构建习题设计的框架及评价指标体系,笔者尝试构建了习题课教学流程并进行了教学设计与实施。发现学生在审题时能积极的联想所学的生物学知识,在讨论环节能畅所欲言,课堂气氛非常活跃,在答案的呈现上,角度新颖开放。为了进一步验证设计的习题对学生核心素养的影响,笔者通过PISA试题对学生进行检测,发现学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度的水平有明显提高,说明基于学科核心素养设计的习题能有效地落实学科核心素养。