基于生物学核心素养的创新活动设计与实践

梁慧

关键词：生物核心素养；创新活动；生殖与发育

文章编号：1003-7586（2024）01-0010-03 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

我国基础教育领域的核心素养主要关注学生的文化基础、自主发展和社会参与。新一轮基础教育课程改革（以下简称“新课改”）下的生物教学，正朝着更加重视培养学生的多元智慧、创新能力、自主探索及团队协作的方向不断前进。其中，生物学的核心素养更加突显，它不仅仅涉及对知识的理解程度，更涉及学生应对实际生活问题的解决能力。因此，新课改提倡以学生发展为本，引导学生以生活、生产实际问题为导向，让每一个学生都可以从课堂中获得成长。通过教师精心设计的创新活动，加深学生对基础知识的理解，也提高了学生的动手能力和创新思维。生物课堂迫于教学进度和升学率等压力，通常容易忽略创新活动的开展和实施，并存在着诸多问题如：设计的活动形式过于单一、活动指向的教学重难点不突出；活动的实施时间短、流于形式；没有引领学生深入活动课堂、训练学生的思维；无法帮助学生获得综合能力的提升，从而达不到活动开展的目的。

课程标准鼓励学生和教师充分利用身边低成本的器具和材料，设计富有创造性的实验和实践活动。作为教师，应该结合学生学情和认知发展规律，为创新活动的开展创设合适的情境，提供更多机会让学生亲自参与和实践，鼓励学生自己观察、思考、提问。因此，教师应该思考并设计针对性强、形式多样的创造性活动，以此提高学生学习兴趣，帮助学生了解生物世界，落实生命观念、科学思维，渗透科学探究和社会责任，才能有效地实现学生综合能力的发展。

1教材分析

“昆虫的生殖和发育”是人教版八年级下册第七单元第一章第二节的内容。昆虫是与人类关系最密切的动物类群之一，也是学生比较熟悉和感兴趣的一类动物，但要学生准确说出昆虫生殖和发育的过程及特点，还需向学生提供丰富的直观性资源以帮助学生更好地理解。

本片段教学首先通过创设生活情境“丝巾”的来源，激发学生兴趣，以家蚕为例引出本节课题。以导学案为载体，教师引导学生对不同时期蚕的活体进行观察，通过感官刺激帮助学生对事实进行抽象和概括，理解蚕的幼虫与成虫在形态结构和生理功能上的区别，从而归纳出变态发育这一核心概念。教师设计并提供简易的缫丝工具，帮助学生体验缫丝工艺，感受蚕丝的柔软，强调桑蚕丝织技艺于2009年就已成为世界级非物质文化遗产，增强学生的民族自豪感。最后视频播放蚕丝与防弹服的关系，借助蚕丝的特性，猜想蚕丝的用途，发散学生思维，加强科学与技术、科学与社会的联系。

2教学目标

（1）通過观察蚕卵和交配的蚕成虫，推测蚕的生殖方式和发育过程。

（2）通过对家蚕不同时期的活体进行科学观察，归纳变态发育的概念。

（3）通过对完全变态与不完全变态发育的理解，可以运用迁移、应用和演绎的方法，推测其他常见昆虫的发育过程，从而掌握归纳总结以及演绎推理的方法。

（4）通过体验缫丝工艺的活动，说出蚕丝的特性，设想蚕丝的多种用途。

3教学过程

3.1创设情境，激发兴趣

教师身穿绸缎制品，并佩戴丝巾，介绍真丝材质的丝巾柔软、有光泽、具有保暖的功效。结合学生的生活实际，询问丝巾中“丝”的来源。

设计意图：从学生的生活经验出发，通过对绸缎制品的展示，介绍真丝材质的特性，激发学生兴趣，提高学生对真丝的认识，为后续创新活动的设计及实施夯实基础。

3.2观察实验，直观体验

生物学实验能够提高学生的观察、操作和创新能力。为了让学生们有机会近距离地观察实验，教师需要给他们提供一个良好的实验环境，并让他们有更多的机会去探索和理解这些实验。在实验中，教师可以通过多种途径为学生增加观察的机会，使学生可以在观察的过程中对生物实验有更加清晰的认识，增强学生的感知。

学生活动：将放有不同发育时期的家蚕活体培养皿按发育顺序进行排列。

教师准备不同发育时期的家蚕活体（蚕卵、幼虫、蛹、成虫）。学生以小组为单位，结合实际生活经验，分析得出蚕开始发育的时期为蚕卵期，并排列出蚕的发育过程：卵一幼虫一蛹一成虫。教师展示蚕蛾交尾过程图和蚕卵实物图，学生推理得出：蚕的生殖方式为有性生殖。

设计意图：让学生们从实物的角度来探究蚕的生命周期，感受蚕的一生，这样可以帮助学生有效地内化核心知识，培养他们对于生物科学的兴趣，增强他们的求知欲望，提高他们的学习热情，让他们体验科学探究过程与掌握科学方法。

学生活动：以小组为单位，分别按照以下步骤观察蚕的幼虫和成虫。

环节一：抚摸幼虫和成虫的身体是什么感觉？你还发现了哪些现象？

环节二：数数幼虫有几对足，观察成虫有几对翅、几对足。

环节三：观察幼虫身体是否分节。

教师引导学生通过“摸”“数”“看”三个不同的步骤，比较蚕的幼虫和成虫在形态结构上的差异，分析其生理功能上的特点。学生通过科学地观察和触摸的体验，观察蚕的成虫（蛾）作为昆虫的特征，感受蚕的幼虫身体的柔软，通过比较得出昆虫的变态发育这一核心概念。

设计意图：观察实验的设计提高了学生的感官认知和类比、分析与推理的思维能力，激发学生拓展思考的深度和广度。通过对比幼虫和成虫的食性、行为习惯以及结构特征，更好地理解它们之间的差异，从而深化结构与功能相适应的生命观念。

3.3创新活动，缫丝体验

教师展示丝绸制品的工艺流程：栽桑→养蚕→缫丝→染色→丝织。2009年，中国传统的桑蚕丝织技艺被联合国教科文组织（UNESCO）正式列入《人类非物质文化遗产代表作名录》，作为中华民族文化的象征，受到全球关注，成为一项重要的文化遗产。教师引导学生根据视频，体验桑蚕丝织技艺中最关键的缫丝工艺。

学生活动：利用简易的缫丝工具，如图1所示，体验桑蚕丝织的关键工艺缫丝。

设计意图：学生通过亲身体验缫丝工艺，了解丝绸的制作方法，学以致用。教师通过对中国传统文化桑蚕丝织工艺的介绍，让学生了解源远流长、生生不息的中华文明，提高学生的民族自豪感，培养学生的爱国主义情感，并加强学生传承非物质文化遗产的意识，落实培养社会责任的核心素养。

3.4蚕丝用途，发散思维

创新思维是人类思维的高级形态，是包含多种思维方式的有机复合统一体，主要包括：聚合思维、发散思维、逻辑思维、批判思维、创造思维等。为促进对学生创新思维的培养，教师可在教学过程中实施能激发学生兴趣的创新活动，渗透生物与历史相结合的文化因素，从而增强学生的创新意识和实践意识。

学生活动：根据缫丝体验及材料，分析蚕丝特性，设想蚕丝的用途。

特性一：蚕丝由动物蛋白组成，能提高皮肤细胞活力，天然蚕丝的结构与人体肌肤极相似。

特性二：蚕丝中的丝素肽是一种理想的保温、吸湿成分。

特性三：蚕丝内的丝素纤维可在生物体内被降解。

特性四：蚕丝蛋白的纳米级多孔结构，具有出色的吸附糖、脂肪和胆固醇的功能，还可以降低高血糖和改善肠道健康。

设计意图：学生通过缫丝过程，抚摸柔软的蚕丝，观察蚕丝的光泽度，学以致用，在生活中可用于辨别“真假丝”。另外，根据教师提供的蠶丝特性相关资料，推测蚕丝的多种用途，如：面膜、食品、降血糖药物、人工皮肤、外科医用缝合线等。该活动有利于激发学生的发散思维，培养学生分析问题、解决问题的能力。

3.5创新作业，内化提升

教师介绍：科学家眼中的蚕丝是万能的。报道显示，蜘蛛丝可用于制作防弹服，但产量极低，而家蚕却可以大规模养殖，成为吐丝能手。学生思考并交流如何实现防弹服的量产化。

学生活动：根据材料中蚕丝与防弹服的联系，设计量产防弹服方案。

材料一：研究表明，蜘蛛丝在自然界中具有极佳的力学特征，较之用于制作防护服的凯夫拉纤维，它具有更大的抗压和抗剪切力，但蛛丝蛋白的产量—直难以提高。

材料二：家蚕是唯一能够通过人工饲养大量产生丝纤维的物种，它们的蚕丝蛋白与蛛丝蛋白具有相似的结构特征。

材料三：转基因技术是利用基因工程技术，将一种生物体的基因转移到另一种生物体中，使后者获得新的性状的技术。

设计意图：利用学生意想不到的蚕丝用途（将蚕丝和防弹服联系在一起），激发学生的认知冲突和学习兴趣，增强学生对于生物技术前沿的认识。让学生在感受生物学科的魅力的同时，更好地理解生物科学技术对人类日常生活、工业生产和社会发展的重要性。

4教学反思

生物的生殖、发育与遗传是生命的基本特征。本章节课程以学生的观察实验突出昆虫的变态发育这一重点，激发学生的学习兴趣，有利于学生形成正确的生命观念。教师利用设计的多种创新活动，通过缫丝工艺的情境体验，帮助学生感受蚕丝的特性，加深对蚕丝用途的认识。整节课通过各种各样的创新活动，让学生把理论知识和实际应用结合起来，以培养科学思维，落实生物学的核心概念和生命观念的形成，从而使学生的生物学学科核心素养得到发展。