科幻教育在初中生物教学中的应用——以“生态系统的概述”一节为例

福建省晋江市紫峰中学 吴世銮

随着社会对人才具体能力要求的改变，“知识核心”时代必将被“核心素养”时代所取代。因此，在生物教学过程中，学生的学科素养应该怎样培养和实施是关键。笔者认为，若能利用科幻作品中学生感兴趣的科幻元素来辅助教学，引导学生深入思考，对提高学生学科素养的效果明显。下面笔者以“生态系统的概述”一节为例，探讨如何在教学过程中合理地应用科幻教育辅助教学，提升学生的学科素养，促进教学目标的达成。

一、科幻教育的内涵界定

科幻，即科学幻想。科幻不是简单的幻想，也不是虚幻，而是在已有科学发现的基础上，对未来世界进行科学合理的同时具有前瞻性的大胆想象。狭义的科幻教育指的是教师在教学中借助科幻资源辅助教学达成知识、能力与情感价值观的目标培养，或组织学生进行与科幻相关的学习与创作以达到科幻人才培养的目的。广义的科幻教育是指以科幻平台进行人才培养的所有教育活动，不仅在学校课堂，也包括在社会与家庭等教育活动中。而科幻的载体包括文学作品、艺术作品、影视创作等。

二、科幻教育教学设计的基本过程

1.本节课教学内容和教学目标分析。

本节教学内容是在学习生物与环境之间相互影响之后，把生物与环境的统一整体——生态系统进行进一步的认识，提升了一个阶梯。本节通过学生动手制作生态瓶活动和分析自然界各种生态系统的自然状况来掌握生态系统的概念、组成以及生态系统中各组成成分的作用，然后通过各个生态系统之间的联系，从而认识地球生态系统的整体性，认同生物圈是最大的生态系统，是人类共同的家园。

本节课基于课程标准的教学目标是：解释什么是生态系统；说出并归纳生态系统的组成成分及其作用；通过构建模型，建立生态系统的各个组成成分之间的联系；通过小组合作及组间交流，合理建立完整的生态瓶；形成热爱大自然，爱护生态环境的情感，提高对保护生态系统的重要性的认识。

本节教学内容条理性强，贴近社会生活，具有很大的开放性。中国乃至世界都面临着许多的生态问题，经济发展带来了生态破坏。这些问题的根本解决有赖于全体公民的参与，有赖于全体公民对这些问题有正确的态度、情感和价值观。但课本的内容有限，要达成以上教学目标单靠传统的“我传授，你接受”的教学方法很难达成。笔者认为适合创设科幻情境来帮助学生进一步认识人与生物圈之间的关系，形成人与自然和谐共生的观念，从而促进教学目标的达成。

2.基于学情的科幻教育分析。

初中学生多数处于敏感的青春期，感情世界比较丰富，自我意识非常强，但对人和事物的评价仍然比较简单和片面。因此教师有必要正确地引导帮助他们完善正确的世界观、人生观和价值观。还有他们的认知水平和思维水平都已得到迅速发展，生性好动，好奇心很强，爱“天马行空”的想象。但他们课堂的注意力不易集中且不易持久，学习的驱动力很大程度上受兴趣爱好的支配。在传统的生物教学中，从教师“填鸭”到学生被动接纳，通常课程目标达成效果不明显。在对初中学生的访谈中，大多数学生对生物课引入科幻元素非常好奇，很愿意尝试和体验。因此，将科幻教育应用于生物教学，可以更好地调动他们学习的驱动力，促成课程目标达成，有效提高学生学科素养。

3.课堂实施过程。

（1）导入。

创设“生物圈2 号”的科幻视频或图片情景，引导学生观看一座用玻璃、钢筋、混凝土建造的形状独特而美观的建筑，有海洋、沙漠、热带雨林，也有农田、居室、实验室、图书馆。这就是美国科学家模拟地球这个自然生物圈而设计的人造生物圈——“生物圈2 号”。遗憾的是两次实验都失败了。生物圈是地球上最大的生态系统，那么什么是生态系统呢？生态系统都有哪些成分呢？各成分之间又有哪些联系呢？

设计意图：引入“生物圈2 号”科幻情境，直接揭示课题，通过视频或图片的播放，一上课就能把学生的心紧紧地拴住，吸引学生的注意力和好奇心。通过科幻情境感知，使学生对学习新知识产生兴奋感，再通过与情境相关联的问题设置激发学生学习动机，以抛砖引玉的方式，做好教学铺垫。

（2）课中。

组织学生讨论分析自制的生态瓶成分，启发学生思考生态瓶中生物部分的组成，以及生物与其所处的环境之间有怎样的关系，得出生态系统的概念是生物与环境之间的相互作用，相互影响构成的一个整体。再引导学生分析观察自然界中各种各样生态系统的组成成分及其各组成成分扮演了不同的角色，发挥了不同的作用，归纳小结生态系统是一个不可分割的整体，形成最大的生态系统就是生物圈。最后分析当代社会经济发展带来的生态系统破坏的现象频频发生。如果生态系统这样破坏，将来对我们人类生活会不会有严重的影响呢？适时引入科幻电影《流浪地球》片断：未来世界，太阳系已不适合人类居住，人们带着地球在流浪的过程中，遇到木星强大的吸引力，地球即将毁灭，需要燃烧木星。于是救援队员在运输火石的紧急任务中，目睹各个城市被大雪覆盖，海水被冰冻如世界末日，没有一点生气，甚至没有一个活人的情景。学生在观看过程中，教室突然一片肃静，个个抬起头，睁大眼睛，生怕错过任何一个镜头。放映结束后，教师引导学生思考：这部电影给了我们什么警示呢？根据影片中的“流浪地球计划”你能构想出人类新的“根据地”吗？学生观看完电影，很快就能意识到保护地球生态环境的重要性。对生活中如何爱护环境，如何呵护地球家园，怎样保持低碳生活，学生在课堂经过了热烈讨论踊跃说出他们的观点，比如：不破坏树木，平时上下学多步行，不乱扔垃圾，进行垃圾分类，将空调温度调高一点等等。并且作为学生还要积极对社会宣传保护地球环境的重要性。对于构想人类新的“根据地”，学生表现特别兴奋，讨论激烈，充分发挥大胆想象，多数学生想到的是如何移民太空、外星球、月球、火星……这样的讨论一定会让学生印象深刻，就容易形成热爱大自然，爱护地球环境的情感，提高对保护生态环境的重要性的认识。

设计意图：《流浪地球》这部电影将未来地球可能将要发生的状况展示在了学生的面前，是一部很好的教育题材电影。电影中整座城市被大雪覆盖，海水被冰冻，到处都没有了生机，甚至没有一个人活着。当地球在流浪过程中靠近木星将要被木星吞噬时，到处山崩地裂，人心惶惶。这种直观的画面，震撼的场面让人惊心动魄，很容易触动学生的心灵，从内心深处真正意识到保护地球环境的重要性，会更加珍惜当下这个地球。这比传统教学中通过喊口号、说教强调等方式效果会更好。

（3）课后。

由于课堂时间有限，为了让学生能充分开展科幻活动，鼓励学生都来当一个“小小科幻家”：想象一下如果我们这个地球上的全部植物都消失了，地球将来会变成怎样？可以让学生以“科幻小作文”或“科幻漫画”的形式表达出来。学生对这种作业设计感到非常新鲜，也很好奇。学生完成科幻作品很多，内容也很丰富。有的学生想象的情景是：地球上的植物全部枯黄，拔根而起，到处都是死亡动物的遗骸，整个地球再也找不到绿色的画面，只有极个别能进行“光合作用”的怪物在大摇大摆地横行。而大多数学生想象的情景是：地球变成了一个死球、空球，没有了生机，动物逐渐死亡到最后灭绝了，细菌、真菌和病毒也全部灭亡，最终人类也走向灭绝道路，原来生机勃勃的地球没有了，遍地都是一片死灰，人类文明最终消失等等。

设计意图：以往的课后作业基本上是机械性的知识性题目，学生对这样的作业已经产生了厌烦。特别是现在生物学科在中考的分数比例越来越低的情况下，学生开始不重视这个学科，不完成作业的学生越来越多了。而“小小科幻家”活动改变了以往的作业方式，正投学生所好，初中学生好动，喜欢“天马行空”的幻想。因此，学生对这种作业乐意接受。要完成好这项作业，这就要求学生要具备本节的知识水平，要有发散思维，有前瞻预测的能力。其次，“小小科幻家”活动另一旨意是要让学生感悟绿色植物在生态系统中扮演的重要角色，绿色植物作为生产者养育了生物圈所有的生物，激发大家共同爱护植物，热爱大自然，爱护我们地球环境的情感共鸣。从而提高学生的认知水平、发散思维和文明素养，真正提高科幻教育的有效性。

三、效果评价

笔者课下和学生进行了交流，采用问卷调查和个别访谈相结合的方式，来了解课堂教学的效果。调查结果表明，大部分学生对科幻电影还是比较感兴趣的，生物课中的科幻活动确实能吸引绝大部分学生参与其中。

在调查问卷基础上，笔者还对部分学生进行访谈，多数学生反映加入科幻的生物课比从前的更加新颖生动了。电影灾难的场面和直观的画面让他们惊心动魄，害怕失去亲人，害怕失去家园，于是更加热爱自己生活的地方。这样的经历就会引发他们思考人与自然和谐发展的意义，并且深刻意识到保护地球环境的重要性。

学生在课堂进行科幻的过程中，新鲜感很强，展开想象的翅膀，充分大胆地想象，对创新思维、发散思维的培养也起到了促进作用。如果没有学生积极参与的原动力和丰富有趣的互动性资源作为前提条件，课堂上就不可能出现师生之间的有效互动，这样的课堂就很难达成教学目标。可见，将科幻教育应用到生物教学中，不仅可以活跃生物课堂氛围，增加教学的生动性，更有利于激发学生学习的驱动力，对学生的发散思维、认知水平、文明素养等提升都起到重要作用。

四、科幻教育应用于初中生物教学的建议

1.教师要树立终身学习的教育理念。

科幻作品内容往往包含多元素文化，除了生物学，还有物理学、社会学、心理学和哲学等知识。要读懂科幻作品内涵，前提是教师需要有足够的知识储备，要有跨学科界限的丰富知识。因此，科幻教育的开展对传统生物教师来说有一定的难度，需要教师不断地学习，不断地进取。教师平时要养成阅读科幻作品的习惯，要树立终身学习的教育理念，多关注生命科学的最新动态。教师在课堂要用好科幻作品，还要不断提高自身的创新能力，用自己良好的人格魅力去影响、感染和教育学生。

2. 教师要挑选合适的科幻作品用于教学。

科幻作品类型很多，教师要不断熟悉科幻作品，特别是新发布的科幻作品。并且收集可用于生物教学的科幻作品资源。教师要挑选能促进教学目标达成的科幻作品用于教学，不能只是为了丰富教学内容而利用科幻作品，那就违背了课程目标。其次，教师在进行科幻教育前，应提前对所教班级学生的认知和思维特点充分分析，以课程标准为导向，选择合适的科幻素材进行科幻活动，促进教学目标的达成。避免难度过大，超出学生的认知，无法达到预期效果。

3.教师要注意把握课堂的节奏。

科幻作品既然是辅助工具，那么使用时必须掌握好度，不能让生物课变成了科幻作品颀赏课。课堂教学最好只播放与课程教学相关的片断，而且最好控制在9 分钟之内，就能达到很好的教学效果。其次，科幻的课堂开放性很强，一旦掌控不好就会出现混乱状态，教师要适当加以引导，可以在每个科幻环节限定主题和时间，让学生在一定的规则内自由想象。

4.教师要改变传统师生观并从多角度利用科幻作品。

教师要改变传统的“师道尊严”理念，放低身段和姿态和学生共享科幻作品，这样更有助于科幻教育的开展。科幻教学的课堂不同于传统教学，其教学结果往往没有固定的。教师要尊重学生“天马行空”的想象，尽量用表扬和鼓励性语言，做到耐心倾听同时给予适当启发，增强学生科幻想象后的成就感。另外有不少科幻作品为了达到更好的观赏效果，有很多是非科学和伪科学的成分。所以教师在利用科幻作品时，还要注意引导学生用批判性思维去甄别科幻作品中的伪科学成分，避免对学生进行错误地引导。

结束语

初中生物教学应该是生动的、活跃的，可以发挥科学想象力的，而不是教科书似的。在初中生物课堂教学中，将科幻教育应用于教学，无论在教育教学方法的创新，还是在学生学科素养的培养方面都更加有效，学生在获得知识的同时，全面培养正确的价值观，做到学科教育和人文教育相互渗透，有效提高学生的学科素养。