基于核心素养的初中科学课堂活动开发 ——以“食物的消化和吸收”为例

陈 洁，沙琦波

（1.宁波市第七中学，浙江 宁波 315040；2.宁波市四眼碶中学，浙江 宁波 315040）

一、引言

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，科学课程作为初中教育阶段的一门重要学科，以提高每个学生的科学素养为宗旨和总目标，是培养学生核心素养的关键途径并承担着重要职责。德国物理学家冯·劳厄曾说：“教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。”而这“所剩下的东西”就是“素养”，它不是具体的概念和规律，也不是确切的方法和技巧，而是深入学生骨髓的价值观、科学思维和科学精神。

提升学生核心素养的重要载体和途径就是课堂教学，而科学高效的课堂教学活动设计则是课堂教学的基础和前提。若想脱离实际课堂教学活动而空谈素养，势必会陷入“竹篮打水一场空”的尴尬境地[1]。

二、基于核心素养的教材和学情分析

“食物的消化和吸收”是华师大版《科学》八年级上册第五章“人体的物质和能量的转化”第一节的内容，《义务教育初中科学课程标准（2011 年版）》要求“学生能描述人体消化系统的结构和食物的消化与吸收过程；列举人体的消化酶在消化过程中的作用，通过酶的催化反应实验，体验酶在生命活动中的重要价值”。本文是第1 课时的教学设计，教学内容包括“人体消化系统的组成、食物在口腔内的消化”两部分。教学重点是“消化系统的组成、口腔的结构”，难点是“唾液对淀粉的初步消化作用”，为第2 课时“胃、小肠和大肠内的消化和吸收”学习而奠定基础。

消化系统的相关内容紧扣学生的自身生理结构和日常生活，多数学生在小学阶段已有涉猎，因此陌生感大幅减少，学习兴趣和欲望也较为强烈；但消化系统的多数器官分布在人体内部，学生能说出它们的名称，却很难道明它们的具体结构和功能，即学生可能存在理解的片面性、甚至是错误的前概念。因此，本节课从学生的感性体验出发，通过互答讨论的交往式学习、情境体验式自主学习、实验探究的合作式学习等模式开展多元化的课堂活动，激发学生的求知欲，深化学生的理解力，促进新旧概念的转化，使学生领会“结构与功能相适应”的生命观念和消化系统对于人体的重要性。尤其对于“探究唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验的设计和创新，不仅有助于学生进一步掌握正确的实验操作技能，更旨在理解生物学实验的思想方法，将核心素养内化于心。

三、浸润核心素养的科学课堂活动开发策略

（一）链接生活，增强社会责任

以学生的日常饮食作为情境导入，展示近几日学生的午餐照片和视频，随即提出两个问题：“你最近吃了哪些食物，它们包含了哪些营养成分？”“这些营养成分是否都能被人体直接吸收？”学生在互答和讨论的学习活动中，逐步归纳出食物中的七大营养成分，进而在教师的引导下，抽象出“消化”的概念及其实质。紧接着播放“食物消化和吸收之旅”视频，学生将动画投射向自身，可能会联想到：闹肚子的原因有哪些，是吃东西不卫生还是狼吞虎咽的结果？消化系统发生病变出现疼痛时，问题可能出在哪些器官等。

进而教师提供“消化内镜”这一热点医疗技术材料，让学生带着疑问讨论并尝试解释：为什么一般的胃肠道异物或息肉等病症，不需要进行腹部外科手术，只需通过胃镜或肠镜即可窥见病症并及时治疗？学生假想自己是医生参与情境体验活动，初步描述消化内镜的大致操作流程。意识到消化内镜可以减轻病人的痛苦，从而懂得共情，注重对生命存在和价值的关爱和反省。

教师创设贴近生活的问题情境，层层设疑。交往式的学习活动能使学生产生情感共鸣并迅速融入课堂，为学习消化系统的组成夯实基础，更能启发学生思考如何养成良好的饮食习惯并主动向他人宣传健康生活和关爱生命的相关知识；结合现代医疗科技的情境体验式活动能使学生增强参与个人与社会事务的责任感，尝试解决生产和生活中的生物学问题。

（二）自主学习，启迪理性思维

教师下达活动任务——“旅行规划”，要求每位学生结合书本114～115 页，在“人体拼图”上按次序拼出“食物的打卡点”，即消化系统的主要组成部分。随后请几位学生结合自己的拼图说一说食物在人体内依次经过的部位，其余学生给予评价和补充。有学生质疑：“有些结构并没有与食物直接接触，但它们的分泌物参与了消化，比如肝脏分泌胆汁、胰腺分泌胰液，它们属于消化系统吗？”这是学生在自主学习、独立思考、与文本对话的过程中迸发出的思维火花，教师趁热打铁，指出食物在人体内经过的一条管道称为消化道，而不与食物直接接触、但能分泌消化液，对食物起着精细加工作用的结构则称为消化腺，消化道和消化腺组成人体的消化系统。在教师的指导和纠错下，学生根据既有知识和事实证据自主归纳得出消化系统的组成。

学生在教师指导下进行自主学习，拼图活动不但能激发学生的学习动机，摸索适合自身的学习方法从而提高学习效果，更重要的是能引导学生在崇尚真知和尊重事实证据的基础上，掌握基本的科学原理和方法，用严谨的求知态度和科学缜密的思维方式独立思考、认识事物，从而渗透理性思维中“归纳与概括”“批判性思维”的核心素养。

（三）知识延展，深化生命观念

食物在人体中“旅行的第一站”是口腔，教师在课前已经布置了一个趣味活动——“米饭的不同境遇”，要求学生先用舌头舔几下米饭，接着慢慢咀嚼一小口米饭20 秒以上、细细品尝，思考：两次的味道有什么不同？为什么呢？学生向书本、家人及互联网等寻求原因，同时还将产生的新问题带入课堂，教师则进行汇总、解释和修正，提出关键性的问题：牙齿、舌头和唾液腺共同参与了口腔内消化，它们各自的结构与功能有着怎样的关系呢？在此基础上，教师对学生已学的物理变化和化学变化的知识进行延展，引导学生归纳出消化的两种类型——物理性消化和化学性消化，自然地推理出米饭由不甜变甜的根本原因是唾液淀粉酶将淀粉转化成了麦芽糖。

“尝米饭”的活动体验使学生在理解生物学概念的基础上形成并深化“结构与功能相适应”的生命观念，认识到生物的多样性与统一性；进而敦促学生准确把握科学知识的内涵，再用其外延去解释生物学现象，形成科学的自然观和世界观，挖掘生命活动的规律。

（四）设计实验，勇于探究创新

1.探究淀粉能否被唾液消化。为了挖掘“米饭被消化的真相”，需要有个前情铺垫，即如何检验淀粉。对此笔者在课堂上先进行了定性的实验演示：实验组分别是适量米饭、淀粉糊和淀粉纸（主要成分是淀粉的半透明薄纸，后续实验将采用），对照组是清水，各滴加2 滴碘液，观察颜色变化：实验组均变蓝，对照组为棕黄色。学生易从实验现象进行思维迁移，得出“淀粉遇碘呈现蓝色；若被消化，蓝色即褪”这一结论。紧接着教师顺势提出问题：可以设计怎样的对照实验来说明淀粉能否被唾液消化？要求学生在任务单的框线内用文字并配图说明，教师着重关注学生是否做到了控制变量（图1）。根据学生的实验方案，教师制定出1、2 号试管的操作步骤（图2），学生四人一组进行合作学习，先按照书本的操作要点收集并稀释唾液，进而有序地开展实验。

图1 学生“探究淀粉能否被唾液消化”的实验设计思路

2.探究温度对唾液淀粉酶消化作用的影响。唾液中起消化作用的是唾液淀粉酶，在水浴加热的等待时间里，教师引导学生用生活经验思考影响酶活性的因素：人发烧的时候体温升高，食欲为什么会下降？学生恍然大悟，原来食欲下降的原因很可能是人体内的消化酶活性减弱了，那么这是不是意味着唾液淀粉酶的活性会受到温度的影响呢？接着就由教师制定3、4号试管的操作步骤（图2），演示100℃高温和0℃低温条件对唾液淀粉酶消化作用的影响。

图2 “探究唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验方案

3.实验结果：1 号试管不变蓝（淀粉被消化），2、3、4 号试管变蓝（淀粉未被消化）。

可初步得出实验结论：唾液淀粉酶对淀粉有消化作用但受温度的影响。

4.实验后的再探究。本实验有许多值得推敲之处，在水浴加热等待的时间里或得到实验结果之后，笔者试图让学生提出疑惑之处，可从实验设计、操作或现象等方面考虑。学生各抒己见、反响强烈，如：为什么用水浴加热法而不用酒精灯直接加热？1、2、3 号试管为什么都要在 37℃环境中保温……于是笔者设计了聚焦生物学核心素养的再探究方法。

（1）实验设计方面：探究温度对唾液淀粉酶活性的影响时，只设置三个温度组（0℃、37℃和100℃）是否充足？因为本实验需要找出唾液淀粉酶发挥消化作用的最适温度或范围，所以应设置更精细的温度梯度重复实验，并进一步设计实验探究酶的活性是否会因温度的恢复而恢复。

（2）操作顺序方面：探究温度对唾液淀粉酶活性的影响时，淀粉和唾液能否先混合，再放入0℃环境中或煮沸呢？学生讨论后分析得：若先混合，酶直接在室温条件下发挥催化作用，在温度并不是所要求的0℃或100℃时淀粉已经开始被分解。因此答案是否定的。进而引导学生再探究：1、2 号试管的操作严谨吗？是否也应先将淀粉、唾液、清水各自分别加热到37℃再混合呢？

（3）现象研讨方面：有个别小组的1 号试管也显蓝色或淡蓝色，原因可能是淀粉未被消化或消化不完全。这意味着该组实验“失败”，学生需反思并重新实验，注意观察唾液与淀粉纸是否充分混合及收集唾液的操作是否规范等。

实验是我们解释和论证科学现象最为直接有力的证据来源之一[2]，它不仅是一种操作性或验证性的实践活动，更是一种探究性活动。实验思维能力对于学生而言尤为重要，包括针对特定问题作出假设、结合科学研究方法设计实验、运用正确的操作技能实施方案、分析实验现象并反观实验过程进一步探究创新等。学生在合作式学习活动中，运用科学探究的聚合性思维和发散性思维对感性认知材料进行处理、剖析和再探究，有助于挖掘生物学现象的本真乃至萌生出新的灵感和思想方法，将核心素养浸润其中。