初中生物教材“科学·技术·社会”环节提升学生核心素养的策略研究

2024-12-31龚文莉

课堂内外·初中教研 2024年8期

摘" 要：以素养为导向的课堂强调培养学生在真实情境中解决问题的能力，引导学生建立起学习与生活之间的联系，在解决实际问题的过程中提升核心素养。落实学科核心素养，需要教师善于利用教学资源，结合新的时代背景对教学资源进行新的诠释和更新，帮助学生内化学科核心知识，能够将理论知识转化为关键能力。文章以初中生物教材中的“科学·技术·社会”版块教学为例，探讨如何紧抓教材中的教学点，并有效利用关键教学点联结学生的学习与生活，实现学科育人，提升学生的学科核心素养。

关键词：初中生物学;学科核心素养;生物教学

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称课标）以发展学生的核心素养为课程宗旨，将生命观点、科学思维、探究实践和态度责任作为学科核心素养的具体内容。从2011年版义务教育生物学课标倡导的“知识、能力、情感态度与价值观”的三维目标，到2022年版提出的四个维度核心素养，课程宗旨的变化对生物学教育提出了新的要求。研究表明，核心素养的落地不应局限于课堂教学。教材中的“科学·技术·社会”环节作为课堂教学的补充和延伸，对生物学知识的巩固和学科核心素养培养起着至关重要的作用。

一、初中生物教材中“科学·技术·社会”环节的结构

课标指出，生物学和其他自然科学一样，是在技术和社会的相互影响中不断发展的。通过生物学课程的学习，学生应该认识到，生物学不是一门“象牙塔”中的学问。在生物学发展史中，新理论、新观点的提出，往往受到社会文化的影响和技术条件制约。而现代生物学的迅猛发展对社会和经济的发展日益显现出巨大的推动作用，也影响到个人生活的方方面面，有时还会对人类现有的伦理道德体系产生冲击，如基因编辑婴儿、克隆人等。当代社会发展中许多重大问题的解决，也都依赖生物科学技术的进一步发展，并对生物科学技术的发展产生客观需求和带来外驱力。科学、技术、社会三者是相互联系又相互影响的，科学发展推动技术进步，技术进步提高生产效率，从而推动社会进步，生物则是将三者紧密联系在一起的桥梁。

人教版初中生物教材共四册，“科学·技术·社会”涉及的内容共26个单元：其中既有动手实践内容，如七年级上册“无土栽培”、七年级下册“森林浴、有氧运动和高压氧治疗”;也有新的科学成果介绍，如七年级上册“克隆哺乳动物”、七年级下册“角膜移植、角膜捐献和人造角膜”、八年级上册“以菌治虫”、八年级下册“探索地球外的生命”等;还有环境保护内容，如七年级下册“生物入侵及其危害”、七年级下册“退耕还林还草”等。具体分布如表1所示。

二、“科学·技术·社会”环节提升学生生物学科核心素养的策略

教材中选取的“科学、技术、社会”内容，包括生物科学研究成果在社会各个领域和个人生活中的广泛应用及重要价值;科学与技术是相互支持的，如显微镜发明对生物科学发展的巨大推动作用、基因科学的研究催生基因工程技术等;科学技术成果的不恰当运用造成的负面影响，如抗生素和激素的滥用，对人体健康的危害，以及环境污染，生态失调等;生物科学技术发展对人类现有伦理道德体系产生的冲击等。作为生物教师，要充分利用这些教材资源，深刻领会教材编写的意图，最大限度发挥教材的育人功能。

（一）聚焦概念，形成生命观念

生命观念是生物学学科核心素养的重要内容，在塑造学生生命观念的过程中，能够推动学生加深对生命本质的认识和理解，形成科学“三观”。生命观念之所以重要，是因为它在核心素养中拥有特殊性（唯一具有生物学属性）和高覆盖性（涉及每一节课的教学内容），它是学科内容的精华，具有让学生长期受益的特点，所以每节课的具体教学内容一定要以学科大概念为核心，以主题为引领，使课程内容情景化，促进学科核心素养的落实。

例如，七年级上册教材科学、技术、社会的“生物圈Ⅱ号”内容。为了让学生理解大概念3“生物与环境相互依赖、相互影响，形成多种多样的生态系统”和重要概念3.2“生态系统的自我调节能力有一定限度，保护生物圈就是保护生态安全”，教师可以指导学生对“生物圈Ⅱ号”里提到的“农业区”“热带雨林”“热带草原”“海洋”“沼泽”等生态系统进行分析或研究，了解生态系统的组成、结构和功能，认识到生态系统在结构和功能上的整体性。同时教师可以让学生讨论：“这个看似模拟地球的‘生物圈Ⅱ号’，为什么最后失败了呢？失败的原因有哪些？”学生在查找资料和讨论中，明确了“生态系统的自我调节能力有一定限度”和“保护生物圈就是保护生态安全”的生态学原理。

（二）创设情境，培养科学思维

课标强调，科学思维应以事实为依据，分析和解决显示出的问题。科学思维是学生在学习了生物学课程后形成的终身受益的学习成果，包括四个基本特征：客观合理、可论证性和可验证性、系统性和方法性、准确性和可传播性。吴成军在《生物学学科核心素养的教学与评价》中，也列出了科学思维的四个显性特征：崇尚真知、尊重事实和证据、正确的逻辑分析、质疑和批判。由此可见，科学思维指向帮助学生以科学的思维认识事物发生的规律、分析现象背后的逻辑关系等，以此培育学生实际生活中解决真实问题、复杂问题的能力。

例如，在教授七年级下册第五章《人体内废物的排出》后，教师可将第77页“科学、技术、社会”的“血液透析和肾移植”内容设为情境，让学生利用尿液的形成原理，分析并解释泌尿系统异常引起的肾衰竭导致体内废物无法排出，从而引起人中毒死亡;同时让学生通过对比尿液和血液的成分，确认尿液来自血液，接着运用建模的方法，猜想、建构，尝试自主画出模式图。在此基础上，教师可以运用显微图像和结构简图验证、完善学生建构的模式图，最后师生一起总结概念。

又如，八年级下册《带你参观养鸡场》，教师可以让学生思考下列问题：“为什么公鸡和母鸡分开饲养？怎么完成受精？人工翻蛋与胚胎发育之间的关系，人工光照与激素调节之间的关系……”让学生基于证据和逻辑，运用比较、分析等方法，多角度比较养鸡场与普通家养鸡之间的区别。

（三）动手实践，亲历科学探究

探究实践中的两个维度是指：“科学探究”和“工程学实践”，分别指向的是科学家素质和工程师素质，目的是让学生习得科学家思考和工作的方法，并了解工程师是怎样工作的。这要求学生在探究活动中要具有科学、数学的知识与技能，并形成工程学的思维习惯。探究实践是生命观念和科学思维的直接体现，在实际操作中，学生不断更新理念和思维，在培养动手能力的同时，促进“做中学”，从而培养了生物学学科的核心素养、关键能力。

例如，七年级上册第101页“无土栽培”一节的内容就是一个很好的素材。通过前面的学习，师生已经明确：土壤可以提供植物生长所需要的水和无机盐。实际上，不用土壤也行，只需要为植物提供它所需要的水和无机盐，也可以进行植物栽培。基于此，教师可以让学生根据植物生长发育所需的环境条件，自己设计恰当的装置，利用营养液无土栽培一种植物（如番茄），定期补水，更换营养液、通气;观察植物在生长发育中的变化，设计表格，记录和交流叶片的数量、大小，开花结果的时间等信息，以探究植物无土栽培所需的条件。

在教学中，教师应注重让学生在解决真实、复杂情境的问题中加深对概念的深度理解，发展核心素养，同时评价学生概念的习得及核心素养发展情况。例如，在七年级上册第115页“节水农业”中，教师带领学生观察学校植物生态园的滴灌和定时浇水装置，给学生布置的探究实践题如下：

1. 观察现象：长假之后，校园植物角的多株绿植出现缺水导致的萎蔫。

2. 提出问题：如何能实现自动灌溉？

3. 制订方案：自主设计模型图纸，寻找合适的材料，结合浇灌技术设计一款“自动灌溉装置”。

4. 实施方案：学生设计了很多种方案，如给矿泉水瓶身钻个孔，拧紧瓶盖，利用大气压的原理自动灌溉;在矿泉水瓶子里插入棉绳，利用虹吸原理自动灌溉。

5. 表达交流：在相互交流过程中，学生形成了逻辑思维和批判性思维，也会对自己设计的方案进行修正。

通过利用学科知识解决实际生活中的问题，学生会逐渐真正掌握学科知识，并在同步开展多项任务的过程中形成跨学科学习思维，通过完成任务提升个人的综合能力，提升了学科核心素养。

（四）联系实际，渗透态度责任

作为生物学课程的学习结果，态度责任长期影响着学生的个人决策。正确的科学态度、健康意识和社会责任是个人素养的体现。毫无疑问，每一节课，教师都应该渗透此内容，“科学、技术、社会”更是为学生提供了良好的学习素材。

例如，“生物圈Ⅱ号”内容用事实告诉学生：迄今为止，地球仍是人类和其他生物的唯一家园，大家应该倍加珍惜和爱护地球。七年级下册《生物入侵及其危害》从“不是要保护生物吗？生物怎么又成了入侵者”这个相对立的话题，让学生关注这类在社会上民众广泛关注，且与民众密切相关的生物学社会议题。生物学教学中，常常会出现不少富有争议的科学话题，小到一次性筷子的使用，大到核能发电，以及试管婴儿、抗生素使用、疫苗接种、杀虫剂安全等。学生除了学知识，还要考虑社会道德和伦理问题，甚至考虑公共安全因素。教师通过采取积极和正面的引导等手段，让学生从生物学视角得出合理的结论，从而促进了学生社会责任感的形成和发展。八年级下册“中国拥抱‘基因世纪’”“人类与传染病的斗争”等内容，让学生知晓人类生活时刻面临着寄生虫病、细菌传染病和病毒性传染病等疾病的威胁，掌握了传染病的基础知识、常见传染病的预防知识，了解了我国公共卫生体系以及公共卫生事件的应对机制，提高了对传染病的防控能力，增强了关注公共卫生事件的意识，提升了应对公共卫生事件的素养。

三、结语

综上，教师要充分利用教材资源，将教材作为教学范例，理解教材的思想性，把握生物学科的育人方向，合理选择和组织教学内容，创设真实情境，运用现代化信息技术手段创新教学方式，并重视跨学科探究活动，巧用生物教材的各个环节，以更好地发展学生核心素养。

七年级上册""" 七年级下册""" 八年级上册""" 八年级下册

1. “生物圈Ⅱ号”P32

2. “人类探索微观世界不可缺少的工具——显微镜”P41

3. “克隆哺乳动物”P55

4. “脱缰之马—癌细胞”P58

5. “微藻与生物柴油”P78

6. “无土栽培”P101

7. “节水农业”P115

8. “现代化温室”P120

9. “森林可以缓解气候变化”P13""" 1. “‘第七类营养素’——膳食纤维”P25