基于核心素养的“氧循环和碳循环”课堂教学

施海丰

摘要：通过“氧循环和碳循环”的课例分析，探讨学生核心素养的课堂教学策略，如真实情境的创设、科学方法的运用等。最后，对基于核心素养培养的小学科学教学进行深入的反思、

關键词：小学科学;氧循环和碳循环：生态瓶;核心素养

中图分类号：G623 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2018）04-0004-03

2016年9月，巾国学生核心素养研究成果发布会在北京举行。会议指出：学生核心素养分为文化基础、自主发展、社会参与3个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养。核心素养旨在勾勒新时代新型人才的形象，规约学校教育的方向、内容与方法[1]。那么，在教学过程中，又该如何依托具体学科培养学生核心素养？本文通过“氧循环和碳循环”的课例分析，探讨学生核心素养的课堂教学策略。

一、编制“氧循环”导学案

学生在小学五年级“科学”课中已经学习了生态瓶的制作，本节课从学生熟悉的生态瓶人手，编制“氧循环”导学案，引导学生课前按照导学案上的要求制作三个生态瓶，并记录其中鱼存活的时间等数据。结合“氧循环”导学案，此环节指向的学生核心素养有：

问题意识：在制作生态瓶时，学生需要考虑导学案限定的条件，如湖水、鱼、金鱼藻等，此外，还应当考虑其他具体的情境，如瓶的大小、金鱼藻的多少、鱼的大小等。

信息意识：在“氧循环”导学案的编制过程中，通过转换法的思想，用鱼存活的时间来反映水中溶解氧含量的变化情况。除此之外，生态瓶的大小、瓶内金鱼藻的多少、鱼的大小等都会影响生态瓶内鱼的存活时间。在课前实验过程中，如何有效、准确地记录这些数据，体现了学生获取信息的能力。

二、创设真实情境，引导探究氧循环过程

基于“氧循环”导学案创设的真实情境，引导学生根据导学案上的任务单和测量的数据进行探究，获取氧循环过程的相应知识。此环节中，指向的学生核心素养有：

信息意识：通过课前导学案设计的活动，学生已经获取相应的实验数据。在课堂导入环节，引导学生分享所测得的数据，并将这些数据进行汇总—C瓶中鱼活的时间最长、B瓶中鱼活的时间最短。

理性思维：依据导学案的任务单及实验现象，分析产生差异现象的原因：B瓶的水经过煮沸冷却，导致溶解氧含量降低，鱼存活的时间最短;A瓶湖水含有一定的溶解氧，鱼能够存活较长的时间;C瓶中金鱼藻等植物能够进行光合作用产生氧气，鱼能够存活更长的时间。通过对实验现象的差异分析，描述“生态瓶”中氧循环的过程。

三、联系实际，多角度分析教材案例

教材通过“一个氧循环的实例”，介绍密闭小系统内氧循环的过程，但在实际操作过程中发现：A、B两种罩内的蜡烛几乎是同时熄灭。在传统教学过程中，习惯于从理论层面讲解此实验，然后“引导”学生得出此密闭环境中氧循环的过程。

基于核心素养——批判质疑指向，对此部分内容的设置进行适当调整：

①知识迁移。结合生态瓶内氧循环的过程，描述玻璃钟罩内氧循环的过程;②实验演示。在课堂上演示实验现象：玻璃罩内两只蜡烛几乎同时熄灭;③通过前两个环节，发现理论解释和实验现象之间存在冲突。此时引导学生从氧气释放和消耗的角度分析原因;④从理论、实验等多个角度，对教材实验的合理性进行评价;⑤结合氧循环的过程，深入思考：我国北方冬天很多树的叶子都掉光，北方的人会有缺氧的感觉吗？

四、类比推理，引导探究碳循环过程

自然界巾的碳循环途径和氧循环途径具有一定的相似性，因此在教学过程采取相似的形式：通过观察生态瓶内溴麝香草酚蓝试剂颜色的变化，引导学生尝试分析生态瓶内碳循环的过程。在对实验现象的分析过程巾，建构科学探究的思路和方法（理性思维），如科学方法“转换法”——二氧化碳无色无味，难以用肉眼直接观察，因此尝试用溴麝香草酚蓝试剂颜色的变化反映水中二氧化碳含量的变化情况;科学探究过程巾应当注重从实验现象等证据人手，并进行严谨的分析才能得出结论，即根据生态瓶颜色变化的现象得出碳循环的过程;又或者通过结合氧循环的过程来分析碳循环的过程，体验知识迁移的过程……

五、联系实际，关注温室效应

借助温室效应，引导学生认识燃烧化石燃料等人类活动对碳循环的影响。此环节中，指向的学生核心素养有：

技术运用：化石燃料的燃烧、植被的破坏等人类活动打破了生物圈巾的碳循环的平衡，使大气巾二氧化碳的含量增加，引起温室效应。在探讨温室效应产生原因时，可以适当引导学生分析技术的社会功能，认识技术发展带来的负面影响。

社会责任和国际理解：通过图片、视频等资料呈现温室效应对人类的影响，体会温室效应对全球气候、环境、经济等方面的影响（国际理解），并结合杭州在行动活动，积极引导学生在实际生活巾选取绿色生活方式，如绿色出行、节约纸张、多植树木等（社会责任）。

六、基于核心素养，培养教学反思能力

基于以上设计，对基于核心素养培养的小学科学教学有以下几点反思：

（一）妥善处理“科学素养”和“核心素养”的关系

通过对核心素养体系的梳理，发现：核心素养是各学科素养的综合要求，包含语文素养、数学素养、科学素养等多个学科;对照科学素养的四个维度，核心素养各基本要点的含义更加广泛，如科学素养要求学生掌握的基本技能有观察、实验、收集处理信息，强调学生通过这些技能解决学科领域内的基本问题;而核心素养要求学生掌握的技能为“具有一定的劳动技能”、“能自觉、有效地获取、评估、鉴别、使用信息”等，解决培养什么样的人的问题。由此看来，科学素养和核心素养既有联系又有区别，在教学过程巾应当妥善处理好二者的关系。

（二）基于核心素养的教学，意味着教学方法的转变

学生核心素养的发展要注重融会贯通学科素养[2]，这就意味着在教学过程巾应当调整现有的教学方法，以氧循环过程教学流程为例：

氧循环过程教学流程

调整前：教材“一个氧循环的实例”（实验较难成功）、PPT等形式，讲解氧循环的过程;

调整后：制作、观察和记录生态瓶内鱼存活时间长短→运用控制变量法、转换法等方法分析现象，描述氧循环的过程→学以致用，描述教材“一个氧循环的实例”中氧循环的过程→联系实际，指出教材实验存在的不足。

在教学过程中，应当注重真实情境的创设和提供学生运用科学方法的机会。问题解决、理性思维、勇于探究和批判质疑等基本要点都提及发展学生分析问题、解决问题的能力，这就要求教师为学生提供真实问题情境，如生态瓶内鱼为什么存活的时间会产生差异，让学生在不断运用科学方法的过程中，获取相应的科学知识，体验经历科学探究的过程。

（三）基于核心素养的教学情境，可适当体现学校、地区特色

学校自1990年在浙江省内率先实施九年一贯学制改革以来，一直积极探索小学和初巾课程衔接的实践形式，累积了一定的教学资源和经验。本教学案例巾，小初衔接的特色有所体现：五年级“科学”课巾的生态瓶制作一借助生态瓶的制作，编制“氧循环”导学案→观察、分析，得出生态瓶内的氧循环过程。在这个过程中，从熟悉的生态瓶人手，有助于学生在已有的知识框架上构建新的知识，培养学生动手操作能力。除此之外，案例巾还提及本地特色活动——杭州在行动。伴随着G20的召开，杭州在行动活动深入人心，意味着绿色生活方式和可持续发展理念也随之深入人心。在教学过程中，引入杭州在行动活动，有助于学生实际生活中选取绿色生活方式，如绿色出行、节约用纸等，增强社会责任感。

参考文献：

[1]钟启泉.基于核心素养的课程发展：挑战与课题[J].全球教育展望，2016，（1）：3-25.

[2]常珊珊，李家清.课程改革深化背景下的核心素养体系构建[J].课程教材教法，2015，35，（9）：29—35