指向核心素养的初中生物学跨学科实践教学设计——以“绿化,我们的共同行动”为例

王海玮

(仪征市教师发展中心 江苏扬州 211400)

随着新课程改革的不断推进,生物学学科核心素养相关研究成为热点。《义务教育生物学课程标准(2022年版)》(以下简称《课标》)中列举了生命观念、科学思维、探究实践及态度责任四种核心素养,并作出了具体的内容阐释。此外,《课标》在课程内容模块增设了“生物学与社会·跨学科实践”部分,旨在引导学生积极主动地调动、整合多学科知识,解决复杂的实际问题或制作、生产特定的产品,并在此过程中发展核心素养。在内容要求方面,课标建议开设“植物栽培”跨学科实践活动,学生在此过程中探究栽培的环境条件,实际上考虑的是植物与其生长环境之间的相互作用关系。“绿化,我们的共同行动”一课内容选自《生物学·七年级上册》第七章第三节,通过本节课的学习,学生对于森林之于人类及其他生物的重要意义有了更加深刻的认识,且主动关注身处的校园环境,为校园绿化献言献策。在实际教学过程中,教师往往以讲授的方式简单陈述概念,学生则被动接受,不加思考,这样的教学既不能激发学生的学习兴趣,亦不能体现学生学习的主体地位。实际上,森林保持水土、防风固沙的作用与地理学科中“荒漠化治理”有着潜在的关联,校园绿化设计部分也与地图、比例尺有关。因此,下文以“绿化,我们的共同行动”为例,指向生物学学科核心素养,设计了跨生物学、地理的教学案例,以期为初中生物学教学提供参考。

1 制定教学目标

(1)能够关联生物学中“生物与非生物环境相互作用”及地理中“荒漠化危害及治理”的内容,制作防护林模型,总结、归纳防护林的防风固沙特点。

(2)关联生物学中“生物类别”及地理中地图与比例尺的内容,绘制校园绿化图,并提出校园绿化改进方案。

(3)关注土地荒漠化日趋严重的新闻案例,形成保护生态环境、人与自然和谐相处的观念。

2 设计教学过程

2.1 情境导入——森林的奥秘

教师首先展示一组亚马逊森林的图片,并提供相关资料,内容主要包括亚马逊森林的面积,亚马逊森林中的动植物数据以及亚马逊森林对当地人生产生活的重要作用。教师进一步引导学生思考:亚马逊森林具有怎样的奥秘?它对于人类社会具有哪些层面的重要意义?学生通过阅读资料与数据得出,亚马逊森林为人类提供了丰富的自然资源,比如为当地人提供木材、煤等等。同时,亚马逊森林覆盖面积大,是动物的天堂,那里物种丰富,是一个相对较稳定的生态系统。在此基础上,教师进行总结提升:除此之外,亚马逊森林能够调节气候、净化空气,因此被形象地誉为“地球之肺”。通过上述分析,学生认识到森林的重要意义。

2.2 探究活动1——防风固沙的功臣

教师继续展示一组森林图片,但与亚马逊森林不同,这一组图片是我国著名的三北防护林工程。教师启发学生思考:这里的森林与亚马逊平原的森林在整体外观上有何不同?为什么?学生结合所学知识很快意识到,三北防护林与亚马逊森林在树种上的不同导致整体外貌的差异,而进一步分析可知,是环境的不同造就了此种差异性。教师随即展示此区域的自然环境特征:气候较为干旱,土地荒漠化严重,沙尘暴频发,由此进一步证实了学生的观点。据此,教师布置本节课第一项探究性活动——防风固沙的功臣,制作防护林模型。

在活动前,教师向学生提供活动材料:吹风机、方形纸盒或塑料盒、硬卡纸、胶水、细沙及直尺。首先引导学生利用材料模拟土地荒漠化的自然环境特征:在纸盒或塑料盒一侧铺入细沙,并用直尺测量高度和宽度,其中高度不超过纸盒,宽度为纸盒宽度的1/3 左右。随后,教师继续引导学生利用硬卡纸裁剪树木形状,并将其用胶水固定在纸盒中,模拟防护林的建设。教师鼓励学生以学习小组为单位,首先交流讨论如何动态模拟防护林的防风固沙作用。学生意识到,可以通过设置对照组的方式,控制其他条件相同(细沙宽度与高度、吹风机风力大小)的情况下,比较相同时间细沙移动的最前端距离。随后,教师进一步启发学生仍旧以小组为单位,交流讨论如何对有限数量的树木进行合理布局,使其发挥更好的防风固沙作用。学生在组内讨论及组间交流过程中交换意见,并通过动手实践验证设计方案,最终总结完善设计方案。

在该活动中,学生自主比较亚马逊森林与三北防护林的差异,有效发展了比较、归纳的科学思维。除此之外,在“制作防护林模型”的探究活动中,学生依据问题及要求制定方案,实施方案,形成初步设计图。此外,在组内与组间的交流讨论中不断修订与改进设计方案,并通过实践活动进一步提升方案。由此,学生的探究实践能力得到了有效发展。最后,学生在模拟活动中更好地树立了生物与其生存环境相互作用的生命观念。

2.3 探究活动2——校园环境的精灵

教师首先总结回顾活动1 的内容,总结得出森林在涵养水源、保持水土、防风固沙等方面发挥着重要的作用。上述森林的作用比较宏观,教师可从较微观的校园环境入手,带领学生更直接地感受。走进朝夕相处的校园环境,校园中的一草一木就像校园环境的精灵,使校园更加美丽,在赏心悦目的同时又营造了生机盎然的校园环境。在此基础上,教师提出问题:同学们知道我们校园的绿化状况吗?我们该如何调查校园绿化状况呢?你能否为校园绿化献言献策呢?

在这一部分的活动中,教师鼓励学生自主设计校园绿化状况调查表。学生依据已有知识往往优先考虑到校园总体面积、绿地所占面积及绿化面积占校园总体面积的比例(绿化率)等调查维度。在此基础上,教师加以适当引导,补充人均绿地面积的概念。最后,教师启发学生结合地理学科中地图与比例尺的相关内容,尝试绘制校园绿化现状图。在绘图过程中,学生需要走出教室,一方面调查绿色植被的分布状况,另一方面观察、记录校园植物的形态学特征,并简单了解其名称及生长习性,简单标注在校园绿化现状图中。进行图表制作后,学生对校园绿化状况已经形成了比较全面的认识。于是教师进一步鼓励学生以学习小组的形式展开交流汇报,思考学校绿化现状的不足之处,并积极为校园绿化献言献策。在提出改进措施的过程中,学生不仅需要考虑到不同种类植物在搭配时的美观性,还需要关注不同种类植物对生长环境的需求,比如阳生植物与阴生植物,耐干旱植物与不耐干旱植物。值得关注的是,常绿植物与落叶植物,不同时节开花植物的搭配也是校园环境美观性的重要考量。因而学生在展示汇报时,汇报成果以组内自评和小组间相互评价的方式展开,主要包含的几个维度见表1。

表1 校园绿化方案汇报评价表

通过上述活动,学生分析校园绿化特征,创造性地提出美化校园的方案,科学思维得到有效发展。除此之外,学生在改进现有校园绿化环境的活动中改进绿化方案图,并以小组为单位,在交流讨论中迭代设计图,形成最终方案,并进行全班范围的分享与展示,提升了交流与表达能力的同时发展了探究实践能力。

2.4 课堂总结——种下一棵树

教师带领学生回顾本节课所学内容:森林的重要作用以及校园绿化设计的意义。此外,教师引导学生分析现状:伴随着人类社会的发展,乱砍滥伐现象层出不穷,宝贵的森林资源正在遭受前所未有的破坏。一方面,我们应当杜绝过度砍伐现象,比如定期封山育林,另一方面,我们也可以利用所学知识为生活增添一抹绿意。既然树木对于我们来说如此珍贵,我们不妨积极参加植树活动,美丽的环境要靠我们的双手创造。因此在课堂最后,教师向班级同学发出倡议:响应每年3月12日植树节的号召,亲手种下一棵树,观察它,呵护它,以观察日志的形式记录下植树过程中的点点滴滴。

在这一教学活动中,学生结合所学生物学知识,更好地认识到人类社会在飞速向前发展的过程中,不能无视人类对自然环境造成的影响,我们应当辩证、客观地看待发展与环境保护的问题,由此深入理解可持续发展的内涵。此过程有助于发展学生的社会责任感。

本文围绕学生生物学核心素养发展,以“绿化,我们的共同行动”一节为例设计了跨生物学、地理的教学案例,在系列活动中培育、发展了学生的生命观念、科学思维、探究实践及态度责任。在实际实施过程中,教师还需要积极关注课堂中学生的反馈情况,由此更合理、高效地开展课堂教学。