基于多维情境的“行动起来，保护生物圈”教学设计

林雯

摘要在“行动起来，保护生物圈”一节教学中，以垃圾分类处理真实情景为支架，以核心素养为情境主旨，从生活经验、生活问题、探究设计、探究问题、探究讨论、生活责任角度出发，创设多维情境，促进“人与自然和谐共生”生态文明理念的生成和发展。

关键词 多维情境 核心素养 垃圾分类处理 生态文明

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

1教材分析及设计思路

“行动起来，保护生物圈”是苏教版初中生物学教材七年级下册第十三章第二节“保护生物圈——从自身做起”中的重要内容。教材从垃圾分类处理的角度，阐明生活垃圾分类方法，通过探究“垃圾分类处理的必要性”，促进学生形成科学探究能力和生态保护意识。本节内容关注人类健康与环境保护，探究目标复杂，探究内容抽象难懂。

笔者基于整体化的教学理念，以南京市垃圾分类处理大环境为背景，引导学生在教师精心设计的多维情境下主动参与学习活动，在活动实践中形成正确的生命观念，养成科学思维习惯，发展科学探究能力，树立社会责任意识。

2教学目标

1说出南京市垃圾分类处理方法，关注自身及周围人群的垃圾分类意识

2通过探究实验“垃圾分类处理的必要性”，运用科学的思维方法解决问题。

3通过多维探究情境，养成观察、提问、设计实验、方案实施的能力。

4通过对实验结果的讨论和小组交流，得出正确的结论，认同垃圾分类处理的必要性。

5主动提出环境保护建议，主动参与环保行动，形成人与自然和谐共生的生态文明理念。

3教學过程

3.1课前准备

学生课前走访南京江宁区垃圾处理厂;教师提前指导学生自主探究“垃圾分类处理的必要性”，实施实验并制作成PPT，在班级进行集体汇报，选出优秀的实验员。发放调查问卷并统计（图1）。

3.2生活情境，有趣有情

教师播放南京执行生活垃圾管理条例的新闻和学校参与垃圾分类活动的视频。请学生回答以下问题：南京市的生活垃圾如何分类？分类后如何被处理？你参与了哪些活动？学生结合视频内容，联系自身经历说出垃圾分类的方法和分类后的处理方法。

设计意图：教师联系学生的生活经验，创设情境，引导学生回顾垃圾分类相关知识，激发学生兴趣，激活学生环保情感，为后续的探究学习奠定知识和情感基础。

3.3问题情境，有矛有盾

教师展示调查问卷结果：有98%的学生积极参与垃圾分类与98%的学生出现过垃圾不分类的情况。并提出问题：为什么人们愿意分类垃圾，但是垃圾分类难以执行？学生总结、归纳出垃圾分类难的根本原因，关注自身和周围人的环保意识，进一步探究垃圾不分类处理对环境的影响。

设计意图：学生课前参与调查，搜集真实数据，将获得的信息整理归类后，分析出数据中隐藏的信息，提高了总结归纳的能力，深度挖掘矛盾现象中的可探究问题。

3.4探究情境，有总有分

教师展示校园垃圾桶内分类乱象，播放南京垃圾处理厂处理垃圾的视频，引导学生思考：哪些垃圾放错了垃圾桶？垃圾分类后如何处理？处理中会产生哪些有害物？学生观察后说出：厨余垃圾被填埋，其他垃圾被焚烧，可回收垃圾被回收再利用，有害垃圾必须经过无害化处理，处理后会产生废渣、废水、废气。基于校园内厨余垃圾与其他垃圾混合情况较多，教师进一步引导学生围绕“垃圾不分类处理，会污染环境”这一探究主题，提出探究问题和假设。

3.4.1学生提出假设1：混合垃圾填埋，会污染土壤

（1）讨论实验方案。

教师提供实验材料（沙土、2个花盆、塑料包装袋、用过的餐巾纸、烂掉的橘子等厨余垃圾、剪刀、铲子等），请学生尝试设计实验方案。学生分小组讨论、交流实验方案，自主完善设计方案，并指出汇报方案中的不足，及时改进。学生完善的实验方案为：1选择2个完全相同的花盆，盆内装有相同重量的土壤，标记A、B;2A盆内埋入混合垃圾50g;B盆内埋入厨余垃圾（橘子和红薯）50g;3填埋后，将2个花盆放在同一环境中，每隔一周，观察垃圾降解情况。

（2）分析实验方案。

教师提出问题：1为什么要用2个花盆？2填埋后，将花盆放在怎样的环境中更好？为什么？3A盆中垃圾完全降解，是不是土壤没有被污染？4还可以选择哪些垃圾与厨余垃圾混合填埋？学生讨论，说出探究实验的注意事项：探究必须设置对照实验;环境要温暖、潮湿，有利于微生物生长，加速垃圾的降解;只观察垃圾降解情况是不足的，还要继续观察土壤生物的生活情况或者测量土壤成分变化;除了其他垃圾，还可以选择有害垃圾和可回收垃圾填埋，观察处理结果。

在原方案的基础上，学生继续深度思考实验步骤的正确性、实验过程的严谨性，培养批判性思维。当实验结果与预期不同时，教师引导学生分析和推理，尝试发现问题并主动解决问题。

（3）讨论实验结果。

教师展示优秀的实验。学生观察实验结果，分组讨论、得出实验结论：1当塑料袋与厨余垃圾一同填埋时，本来降解速度很快的厨余垃圾也无法快速降解。2塑料袋极难降解，侵占土地资源。3厨余垃圾用其他垃圾（塑料袋）包裹填埋会严重影响垃圾降解速度。4填埋了混合垃圾的土壤对植物生长有影响。5填埋混合垃圾的土壤中植物生长不好，可能是因为塑料袋阻碍了植物根的呼吸作用。

设计意图：教师给学生提供更多的自主探究空间，展示多样的实验实施过程，亲历探究全过程，巩固科学探究的基本思路和方法。学生在真实情境中，通过多种途径观察，分析实验结果，从而提高观察和推理能力，发展科学探究的能力。

3.4.2学生提出假设2：混合垃圾填埋，会污染水源

（1）设计实验方案。

教师提出问题：如何在原有装置的基础上改进，达到探究目的？学生讨论、得出实验方案：1选择2个完全相同的花盆，盆内装有相同重量的土壤，标记A、B;2A盆内埋入混合垃圾50g;B盆内埋入厨余垃圾50g;3放置在相同环境下，定期浇入等量的清水，收集两盆盆下滤水。

（2）讨论实验方案。

教师提出问题：1定期浇水模拟了哪一种自然现象？2对收集的盆下滤水，如何判断水源是否被污染？3观察发现，A盆滤水对生物无明显影响，是不是水没有被污染？学生思考、说出：定期浇水模拟降雨环境，可以通过观察水中生物的生活环境、水的颜色、测定pH等方式判断水是否被污染。若没有观察到现象，还需要更长期地观察，因为微塑料、低毒性物质不易检测。

（3）讨论实验结果。

教师展示优秀实验。学生观察实验结果，分组讨论实验结论，得出的结论：1通过模拟实验发现，实验组小金鱼会迅速死亡。由此推论，将有害垃圾与厨余垃圾混合填埋，有害物质通过渗透危害水源，威胁生命。2不同的垃圾和厨余垃圾混合填埋结果不同，有毒有害垃圾污染最大，其他垃圾其次，可回收垃圾污染最小。

在真实的探究讨论情境中，学生寻找事实和证据，对比多个实验，并采用科学推理等方法，论证“垃圾混合填埋会污染水源”的正确性，形成人与自然相互依赖，相互影响的生命观念。

3.4.3学生提出假设3：混合垃圾焚烧，会污染空气

（1）完善实验方案。

教师展示实验方案：1戴好护目镜和防尘口罩。2选择两张完全相同的白纸，标记A、B;3A纸内包入不可回收垃圾（塑料片）10g;4B纸内包入混合垃圾（塑料片和水果皮）10g;5将纸包分别，观察燃烧现象。学生完善实验方案，讨论后，认为：可将纸包分别放置在酒精灯上燃烧，直至燃尽。

（2）讨论实验方案：

教师提出问题：1为什么要戴护目镜和防尘口罩？2为什么要用白纸包裹垃圾？3燃烧过程中，可以观察到哪些现象？学生思考、说出：在危险实验中要保护自身安全，包白纸便于燃烧，也不会干扰实验现象。燃烧过程中可以观察燃烧时间、气味、烟雾的颜色等。

（3）讨论实验结果。

教师展示优秀实验，学生通过观察实验结果，分组讨论实验结论，得出的结论：1其他垃圾焚烧产生大量有毒、有害气体。2厨余垃圾降低了焚烧温度，使焚烧更加困难。3厨余垃圾的热值较低，不宜和其他垃圾一起进行焚烧处理。教师在学生得出的结论中深挖问题，激发学生思考：厨余垃圾如何处理更易被焚烧？学生经过探究和调查发现，厨余垃圾必须先减少水分，才能焚烧。最后，师生共同总结：不同的垃圾处理方式是不同的，自觉进行垃圾分类，进行正确的分类处理，不但能减少垃圾处理量，降低处理成本，减少土地资源的消耗，更重要的是维护青山绿水，保护生态环境。因此，垃圾分类处理是必要的。

教师围绕探究的核心问题，通过“总-分-总”的实验讨论模式，提高学生的环境保护意识，促进学生构建立体的生态观，强调人与自然之间相互依存，相互影响的关系，树立“坚持人与自然和谐共生”的科学自然观。

3.5社会责任情境，有声有行

3.5.1垃圾分类，我来劝教师展示社会访谈中不愿进行垃圾分类的对话情境，请学生扮演宣传主任，以“我想对您说”开头，劝一劝他们。对话情境如下：1邻居大爷：我们也不懂这些东西，每次分来分去劳神伤神，没意思。2带小孩的阿姨：我每天都要带孩子，哪有时间垃圾分类，太累了，懒得去做！3小区保安：你要是垃圾分类做好了，那些拾破烂的就没有饭吃了。

3.5.2垃圾分类，我建议

教师展示调查问卷中垃圾不分类的主要原因，请学生尝试对校园垃圾角的设计和管理提出改善建议。学生各抒己见，建议张贴小报、学生轮流执勤、增设其他垃圾桶和消毒清洁用具等。教师以校园垃圾角的改造为任务情境，鼓励学生参与社会事务的讨论，运用所学解决生活问题，发展学生特长，提高创造性思维的能力，促进生态文明行为的养成。

3.5.3垃圾分类，我宣传

教师鼓励学生课后制作公益微视频或积极参与其他公益活动。学生通过参加变废为宝、宣传小报、公益视频等多种活动，增强个人社会实践能力，提升社会责任感，推动校园绿色文化的传播，促进人与自然和谐共生的生态文明理念的生成和发展。

4教学反思

本节课以垃圾分类行动为大情境，从生活、知识、方法、情感4个维度创设多维情境。生活经验情境激發学生兴趣，生活问题情境启发学生智慧，科学设计情境强调教学重点，探究问题情境突破教学难点，探究讨论情境引发深度学习，社会责任情境鼓励学以致用，善行养德。课堂情境源于学生的生成，学生的生成促使课堂情境动态化、多元化、生命化。在多维情境中，学生构建“人与自然和谐共生”生态文明理念的金字塔，自觉播撒“行动起来，保护生物圈”的绿色种子。