(建瓯第一中学,福建建瓯353100)
基于发展生物学核心素养的实践型课程
朱素娟 黄敏华
(建瓯第一中学,福建建瓯353100)
以实践型生物学课程“孟德尔的豌豆杂交实验”为例,阐述实践型生物学课程发展学生的生命观念、理性思维、科学探究能力及社会责任感等生物学核心素养的思考与实践。
生物学核心素养;实践型生物学课程;生命观念;理性思维;科学探究;社会责任
《普通高中生物学课程标准(征求意见稿)》以“立德树人”为指向,明确提出从生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的生物学科核心素养,旨在让学生的学习成为一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与生命观念的过程。为贯彻这一指导思想,笔者以实践型生物学课程“孟德尔的豌豆杂交实验”为例,阐述发展学生生物学核心素养的思考与实践。
所谓生命观念,一般是指人们对生命的总的认识或看法,不仅包括人们对生与死的根本看法和态度,还包括人们对生命价值的判断。[1]实践型生物学课程中,教师引导学生在理解概念性知识的基础上形成生命观念。
如人教版高中《生物·必修2·遗传与进化》第1章第1节“孟德尔的豌豆杂交实验(一)”介绍孟德尔潜心进行豌豆杂交实验,发现了生物遗传规律。许多学生从未见过豌豆花,更不用说豌豆杂交实验了。因此,带领学生利用课余时间在学校后山生物学基地种植豌豆,观察豌豆的生长过程。学生在翻松好的地用小锄头挖一小坑投放2-3粒种子盖上2-4厘米厚的松土,稍微压实,适当浇水,铺上薄膜,以便积温促进种子萌发。一周后,幼苗破土而出,14天后展开2片复叶,40天后地里的豌豆幼苗长得郁郁葱葱,叶子已长至10片,株高10厘米,卷须2-3厘米左右。小小豌豆种子竟可以发芽、生长并破解遗传的奥秘,这令学生欣喜若狂、充满着好奇。学生期盼着豌豆的成长,好象当年在修道院后院里种豌豆的孟德尔一样。学生通过长达5个月的豌豆实地种植,感受生命的复杂、神奇、高效、协调等特性,由此产生尊重生命、珍惜生命、关爱生命的情感,有利于学生形成生命观念。
理性思维是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。理性思维是建立在证据和逻辑推理基础上的一种思维方式,是人类所独有的一种高级的认知加工方式,甚至比智力或其他认知能力更能影响人们生活的各个方面的结果。通过生物科学的学习与实践,促进学生理性思维的发展是实践型生物学课程的基本任务。
如性状分离比模拟实验是”孟德尔的豌豆杂交实验(一)”中的一个验证型的实验,帮助学生认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系,体验孟德尔的假说。本课程开展性状分离比模拟实验时,使用黑白骰子作为模拟实验材料,用黑色骰子表示雄配子,白色骰子表示雌配子。骰子的偶数面(2,4,6)表示D,奇数面(1,3,5)表示d。通过两个骰子的随机组合,模拟生物生殖过程中,雌雄配子的随机结合。要求两名学生为一小组合作完成,之后八人一大组再进行合作,将实验结论填写在实验记录表中,并进行组间展示与交流。进一步探讨:①模拟实验应该满足哪些条件,才能与实际实验的结果相近?②小组实验结果与预期结果吻合吗?如果与预期不同,分析是什么原因造成的?学生模拟探究实验后发现,摇骰子时应该双手同时进行,两个骰子同时进行,以避免人为误差;遗传因子是独立的颗粒;受精时雌雄配子的结合是随机的;实验的次数要足够多就越接近3∶1。学生能以遗传图解说明实验扩展中配子的随机结合与性状分离比3∶1的关系,并对此进行相互质疑与辩护。可见,性状分离比模拟实验能促进学生进行分析、推理、质疑与辩护等思想探究,使得学生对孟德尔的假说有更深的理解,有利于培养学生的质疑能力和推理能力,促进学生形成科学思维的习惯,进而达到提高理性思维这一核心素养。
科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。科学探究是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动,是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法。在实践型生物课程中,笔者尝试自主式探究的学习方式,促进学生提升科学探究能力。
如教科书通过一幅豌豆人工异花传粉的示意图说明操作步骤:去雄、套袋、人工授粉与再套袋。但学生在实践过程中却发现面临各种具体的问题,如何时为豌豆的花蕾期?如何去除雄蕊?使用什么工具套袋效果好?何时进行人工授粉?等等。正是这些在实践过程中遇到的新问题激发学生深层次的思考,并积极寻求通过求助教师、网络查询、拜访技术员等各种途径来解决问题。阳春三月很多豌豆已经长出美丽的花苞,此时学生小心翼翼地打开豌豆的花苞进行去雄、套袋,若一不留神就把雄蕊以外的雌蕊结构破坏便前功尽弃,如果除不尽雄蕊又会导致豌豆自花受粉。人工授粉时,先用镊子在不破坏花朵的前提下小心拨开花瓣露出雄蕊,再用小毛刷轻轻地拨动并收集落下的透着微黄的花粉,将沾了花粉的刷子轻轻点在雌蕊柱头上再套上纸袋,并做好父母本特征、授粉日期、天气、操作员等相关记录。整个操作过程要求胆大心细、精确,不仅让学生学会选择观测指标、对实验的结果进行合理的分析、运用文字图片和视频等方式进行交流与探讨等科学探究的方法,而且使得学生学会相互协作、勇于创新,提高学生的科学探究能力。
社会责任是指个人或组织对他人和社会应该承担的任务、职责和使命,是为了他人的幸福、社会的发展和进步,个人或组织应尽的责任[2]。开展“豌豆的杂交实验”实践型生物学课程时,通过设计观察记录表,明确观察任务,每天要记录天气、温度、湿度、土壤理化性质、土壤肥沃程度、叶片数、株高、病虫害等,这些琐碎的工作要求学生要有高度热情、责任心强、坚持不懈、持之以恒等科学态度。特别是豌豆幼苗的叶子长至10片,株高10厘米,卷须2-3厘米左右,要搭竹上架的时候,学生到雨后湿漉漉的山林里,用柴刀开辟出一条路,不时被身边的灌木划伤,还要当心砍过的竹子露出尖锐的茎杆。完成工作时学生虽劳累,却感动十分快乐。通过实践活动,学生了解许多生物学原理、生活知识、劳动技能等,这不仅对其个人有益,还能让学生树立热爱劳动、不怕困难等社会责任感。
总之,实践型生物学课程,探索和开发身边的实验材料,以发展学生的生物学核心素养为抓手,使得课堂教学更加贴近学生的实际,有助于拓展学生的视野,提高学生的综合能力,为培育全面发展的人才奠定坚实的基础。
[1]徐达.学科核心素养视角看美国高中生物主流教材[J].中学生物教学,2016(3).
[2]徐勇.生物学科核心素养培育探析[J].中学教学参考,2016(20).
(责任编辑:陈欣)
本文系2015年度福建省基础教育课程教学研究立项课题(项目编号:MJYKT2015-121)研究成果。