依托实物模型制作活动，发展生物学学科核心素养

徐如意

十八大明确指出“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展的必要的品格和关键能力”.我校在新课程方案中也提出了建设以自信为前提，责任、选择、合作、创新为核心要素的“4C”课堂.基于上述背景，我将学科核心素养的培养与我校创建“4C课堂”的科研主题相结合，将STEM项目式活动引入课堂实践，设计了旨在培育学生核心素养的校本化课程，通过实践与分析推进生物教学由“知识导向”向“素养导向”的转型.

一、学科核心素养的内涵

生物学学科素养是训练与实践而获得的生物学知识、生物学技能、生物学价值观等的综合体现，“核心素养”即为每个人在发展过程中都共同需要的、处于最关键地位的素养.

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确的价值观念、必备的品格和关键的能力.在教学过程中关注学科核心素养，能够有效、有针对性地培育具有解决实际问题能力的复合型人才，从而为今后的职业化教育打下基础，以应对当前高速发展的社会需求.

二、生物学学科核心素养的内容

《普通高中生物学课程标准（2017版）》提出，生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任.

“生命观念”是人们对于观察到的生命现象及关系或特性进行解释后的抽象，是经过收集资料、假设、实证检验后形成的观念，是理解或解释生物学相关现象和事件的观念、意识和思想方法;“科学思维”是尊重事实依据和理论依据，尊崇严密谨慎和求真务实的求知态度，运用分析、概括、比较、整体与局部化等科学的思维方式，进而认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力;“科学探究”是能够主动探索现实世界中的生物学问题，对于特定的生物学现象进行提出疑问、假设、设计实验、实施实验及对结果进行分析与探讨的能力.

三、案例及分析

1.活动名称：

动手制作动物细胞模型

2.教材分析.

“细胞核和细胞器”是《生命科学》第一册第三章“生命的结构基础”的内容，在《学科基本要求》中学习水平为A级.通过本节的学习可以帮助学生进一步理解细胞的结构与功能，初步形成结构与功能相适应的生命观念，为之后学习新陈代谢、细胞分裂等相关内容打下基础.

3.设计思想.

传统教学模式中，教师通常运用细胞核与细胞器的图片或实物模型，通过讲授法讲解其结构与功能，同时渗透结构与功能相适应的观念.或通过板书或笔记，利用表格或项目列表等形式归纳各种细胞器的结构、功能与图示等内容，帮助学生进行系统性的整理，以便于之后的背诵记忆.

实物模型能够直观、真实地展示细胞结构，然而被动化的知识灌输不利于学生知识体系的自主构建.皮亚杰的建构主义学习理论被广泛运用于探究学习与合作学习中.探究学习是基于解决问题的活动来建构知识的过程，合作学习是通过讨论与思辨，相互交流并修改观点，共享集体思维，进而完成对知识的构建.参考上述理论，教师在教学实践过程中，应以引导者的角度为学生创造条件，使其能够亲身实践、自主构建知识，以加深其学习印象.

因此，在设计课堂活动时，我结合教材中“动物细胞亚显微结构”的有关内容，引导学生自主学习动物细胞结构.在学生初步认识细胞的图像后，组织学生查阅相关资料，了解各细胞结构的形态、实际尺寸与功能等.通过思维导图的方式归纳整理细胞核与细胞质的相关内容，建立各细胞、各结构之间的关联，为课堂中搭建细胞模型提供理论基础.

在具备一定的理论知识后，分组设计“制作动物细胞模型”的活动方案，依据细胞的结构与特点，选择合适的材料制作细胞模型，并阐明选择该材料的原因，强化科学探究的过程;通过绘制线粒体的模式图并搭建模型的实践过程，理解其内膜向内折叠成嵴的结构特点，从而形成结构与功能相适应的观念;通过项目式活动合作完成细胞模型，运用跨学科知识与技能，进行动手实践，增强小组合作的意识，强化科学探究的过程;完成成品后，各小组进行展示，交流制作过程中遇到的困难及应对措施，分享制作细胞模型对于理解细胞结构的帮助.以这一系列环节培育学生的学科核心素养，鼓励学生主动、积极地参与课堂活动，使学生体会到学习生物的乐趣.

4.教学过程.

（1）教师讲授模型的概念、类型以及原则，强调科学性、准确性、美观性，并介绍物理模型的制作方法及案例.

（2）组织学生分组活动，结合教材及参考资料自主学习细胞结构，并构建思维导图.

（3）基于理论知识，分组设计活动方案，确定制作模型的工具与材料，并阐述选择理由，讨论各细胞结构的连接方式，根据实际尺寸计算模型尺寸.

（4）分组绘制细胞核与各种细胞器的模式图并动手制作动物细胞的实物模型.

（5）各小组进行展示，交流分享制作过程，并进行组内自评、组间互评、师生共评，提出改善方案.

5.材料與工具：

塑料球、超轻黏土、水晶泥、闪粉、刀片、塑料刀等.

6.成品展示.

7.评价.

四、核心素养的培育

核心素养包含跨领域、跨学科素养和特定领域的核心素养两方面.细胞结构的思维导图构建与模型制作是以实践方式落实核心素养的有效途径.

1.初步形成生命观念.

细胞实物模型的制作过程能够有效渗透结构与功能相适应的观念，这是生命观念中最为基础、重要的一项内容.在制作模型的过程中，学生能够直观地感受到细胞中各结构的形态及分布位置，进而逐渐形成从局部到整体的思想.

2.培养科学思维.

细胞结构是较为基础的知识点，很适合当作学生自主搭建思维模型与物理模型的教学内容.通过搭建细胞结构的思维导图，有助于学生建立各细胞结构间的关联，便于理解各细胞结构的功能.各小组内分享整合思维导图的过程，也能够培养学生的表达能力与批判性思维.

3.强化科学探究过程与创新思维.

制作模型需要花费大量的时间，在经历细胞模型制作活动时，学生能够亲历认识世界、认识自我的过程.学生在选择材料、计算模型比例、设计制作方案等过程中，运用了艺术、数学、物理等跨学科知识，在实践中主动探究、积极参与，经历了分析、交流、质疑、修改的过程，培养了其创新与探究能力.

4.提升团队合作意识.

利用小组合作的形式，学生在各自小组中能够各抒己见、表达个人看法，成员之间共同讨论、分工合作，生生、师生之间都能够进行更有启发性的交谈.各小组间相互交流、评价的过程更是增进了班级同学的沟通，从而，每个人都成为了课堂的主角.在此过程中，学生的思维广度得以拓宽，表达能力得以提升，合作意识和合作能力也得以加强.