摘 要:本文依据《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》,借助温州湾滨海湿地鸟类资源,设计培养学生高阶认知的项目式学习方案,指导学生开展自主探究与小组合作相结合的学习活动。本项目式学习的设计过程使用多元化评价量表,以及时反馈与修正学习效果,从而展示多样化学习成果,达成基于生物学学科核心素养的教学目标,旨在培养学生的科学思维与探究能力,进而导引其形成生命观念与社会责任。
关键词:项目式学习;核心素养;高阶认知;高中生物学
文章编号:1003-7586(2024)07-0073-04 中图分类号:G633.91 文献标识码:B
项目式学习是高中生物学课堂教学的有效补充,有利于学生形成生物学学科核心素养。然而,由于各地区教学资源的差异,部分学校难以开展有效的项目活动,导致学生对生物学核心知识理解不深入、掌握不牢固,以及运用知识不够到位。因此,本文借助本地鸟类资源,以保护生物多样性为切入点,设计并开展“保护滨海鸟类多样性”项目式学习活动,促进学生生物学学科核心素养的发展,培养社会主义核心价值观。
1 研读学科课程标准,确立学科核心知识
“生态系统中的各种成分相互影响,共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递,生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态。”这是《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)选择性必修课程2中的大概念2,其包含了4个重要概念与22个次位概念。教师需采用探究式学习、小组合作式学习、项目式学习等教学方式,培育学生的高阶思维,通过指导学生主动参与社会议题的讨论与决策,增强学生自主学习意识与社会责任感。《课程标准》还指出,要求学生收集保护生物多样性的实例,提出保护和利用野生动物资源的方案,形成人与自然和谐相处的意识,进而激发学生热爱家乡和建设家乡的意识。由此可见,结合本地资源,保护滨海鸟类多样性作为项目式学习的核心主题,具有重要的学习价值与教育意义。
2 结合本地热点议题,提出驱动性问题
为满足当地生产、生活的需求,围海造田成为沿海地区补充土地资源的常见措施之一,这种措施同时也破坏了海滨鸟类栖息地和当地生态环境。我校学生曾在2017年对滨海湿地的鸟类资源展开实地调查[1],笔者在此基础上进一步开展项目式学习,并进行结果的对比分析,能有效、科学、客观地评价湿地生态系统健康状况,从而激发学生参与讨论社会议题的热情,深化可持续发展的观念。
本项目式学习通过小组合作开展调查,阐明滨海湿地鸟类多样性的变化。同时由教师设置驱动性问题:如何调查滨海湿地鸟类多样性变化?如何撰写实地调研报告?如何形成保护鸟类的提案?
3 厘清学习目标,明晰高阶认知策略
教师通过解构驱动性问题,形成以下需要探究的四个非良性结构问题:①如何调查滨海湿地鸟类的种类与数量?②如何评估湿地鸟类多样性?③保护湿地鸟类多样性有何意义?④如何让民众参与保护湿地鸟类的活动?解决上述问题的过程,主要涉及创见、决策、调研等高阶认知策略。[2]
高阶学习和低阶学习相互关联,高阶学习可以驱动、涵盖并指导低阶学习,二者协同构建培养核心素养的教学目标:列出鸟类的分类依据;说明形态相近鸟类的关键识别特征;比较分析不同的鸟类多样性指数模型;举例说明鸟类迁徙给人类生活带来的影响;列举湿地珍稀鸟类资源;宣传野生动物法律法规;树立保护珍稀鸟类的意识;拒绝食用野生鸟类等。本项目式学习流程如图1所示。
4 聚焦学以致用,设计问题推进学习
4.1 滨海湿地鸟类的种类与数量的调查
准确调查滨海湿地鸟类的种类与数量,不仅需要学生掌握辨识鸟类的必备知识,还要求其掌握统计野生鸟类数量的方法技能。不同鸟类在体型大小、形态特征、行为模式及活动时间等方面均存在差异,我们可利用这些关键特征对湿地鸟类进行分类识别。在野外调查中,鸟类辨识与计数难度较大,教师可以将其拆解为若干任务分组布置。例如,观察估算滨海鸟类种类数量;总结每种鸟类的外部形态特征;归纳海滨鸟类的保护级别。教师组织学生通过小组合作的学习形式,完成野外数据的采集与统计,有利于培养学生主动沟通、积极交流与数据分享的良好合作意识。教师可以为学生提供多种学习途径与渠道,例如,邀请专家讲座,让学生熟悉鸟类特征,掌握数量调查方法;组建调查小组讨论群,提供多种优质的线上自主学习资源等。
本项目式学习需要教师带领学生进行现场观察,并使用单筒望远镜和数码相机拍摄照片。教师要求学生根据信息量表观察记录鸟类的基本特征,包括鸟类的形态大小、羽色特征、数量及保护级别[世界自然保护联盟濒危特种红色名录(IUCN红色名录)]等(见表1)。
为检验学生的调查效果,教师可组织学生进行成果汇报,并通过自评、互评以及师评三种方式给予量化考核。经过上述展示、汇报、评价、反馈及改进等环节,学生能深化相关生物学知识及调查方法,提高整理、分析数据及语言表达的能力。
4.2 评估滨海湿地的鸟类多样性
鸟类多样性是物种多样性的重要维度,物种多样性受到物种丰富度和均匀度两方面的影响。在实地调查过程中,教师可以将实践活动分解成若干个任务有序推进,例如,采用合适的指标高效衡量滨海湿地鸟类多样性大小;计算鸟类多样性指数及均匀度指数;科学客观地评价不同年份的鸟类多样性指数。
经过前期对理论知识的系统学习,学生已理解生物多样性可分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个方面。教师指导学生查阅生态学相关书籍和调查鸟类多样性的文献,比较分析不同类型指标的适用条件,找到适合描述滨海湿地鸟类多样性的最佳指数模型。教师引导学生思考如下问题:鸟类种类数量与多样性指数是否存在线性关系?多样性指数公式中各个字母代表什么含义?为什么选用香农—威纳指数(Shannon-Wiener Index)评价滨海湿地鸟类多样性大小?
在本环节的汇报中,教师可以指导学生结合2017年滨海湿地鸟类调查数据和2023年12月份实地调查数据进行分析,并得出“温州湾滨海湿地的鸟类多样性指数逐年上升”的结论。其中,2023年12月份的实地调查数据显示,卷羽鹈鹕数量高达120只,较往年有明显增加。由此教师引导学生思考以下问题:近些年,滨海湿地围网捕鸟的非法行为屡禁不止,为何温州湾湿地鸟类多样性却呈现逐年上升的趋势?为何部分稀有鸟类在该区域出现集群越冬的行为?教师通过设置争议性的问题,培养学生的质疑能力与批判精神。
学生经讨论,可得出结论:在新冠疫情结束之后,政府加大了对野生鸟类及其生存环境的保护力度,当地的护鸟队伍日益壮大并开展鸟类调查工作,在一定程度上促进了野生鸟类的生态保护。由于越冬水鸟沿海一路南迁,该湿地也是候鸟的临时栖息地之一。为了使鸟类调查数据更加科学可靠,学生在总结以往数据的基础上,提出对东南沿海地区的水鸟迁徙情况进行同步调查的创新建议。学生通过进一步讨论,深入剖析重要信息,培养自身的信息处理与逻辑推理能力,形成批判性和创造性的思维品质。
4.3 保护滨海湿地鸟类多样性的重要意义
鸟类多样性能够反映出迁徙季节的候鸟种类、组成及数量变化,可作为衡量环境质量、恢复程度及适宜程度的重要指标。为确保学生能够准确理解并把握鸟类多样性的重要意义,教师可以针对该目标进行拆解,形成若干相关联的小问题。例如,从自然环境的视角来评价鸟类多样性价值;从对人类生活的影响来看待鸟类多样性作用;探讨滨海湿地鸟类多样性存在季节性变化的原因。
教师可以为学生提供《保护生物学》《鸟类学》等专著,以及《迁徙的鸟类》《蓝色星球》等视频资源作为相关的学习资料,拓宽学生的认知视野与知识面。[3]同时,教师还可以组织学生进行滨海湿地的实地考察活动,引导学生采用观察、讨论、交流、评价与批判等方式深刻理解鸟类多样性的重要性。
学生经多次调查发现,温州湾作为“西伯利亚—澳大利亚”路线(经过中国的全球三大候鸟迁飞路线之一)中的重要停歇地,其独特的地理位置为冬候鸟的迁飞提供了丰富的食物资源。学生还调查发现大型冬候鸟往往套有脚旗标识,研究者通过查询鸟类环志信息来研究候鸟迁飞停歇地及逗留时间,进而描绘候鸟迁飞的完整路线。通过野外调查,学生体会到鸟类多样性的科研价值。
针对该环节的学习评价,教师可采用小组讨论的形式开展交流,指导学生撰写心得体会,并进行互评与教评。本环节从阅读文献至实地调研,过程中学生通过文字整理表达,构建并内化知识体系,从而进一步深化、拓展学生的学习成果。
4.4 参与保护滨海湿地鸟类的行动
鸟类多样性指数是评价湿地生态健康状态的重要参数,保护湿地鸟类多样性的根本对策是减少人类活动的干扰,这需要广大民众的积极参与。教师可以将该实践活动分解成若干任务,指导学生开展实地调研。例如,调查湿地鸟类多样性的影响因素;分析导致珍稀鸟类面临灭绝境况的人类活动有哪些;需要采取哪些手段吸引公众关注鸟类多样性的保护。
根据学生调查的结果分析,导致滨海湿地鸟类受威胁的因素主要包括:适宜栖息地的减少或丧失、渔网密布导致鸟类数量减少以及工业废水排放污染湿地环境等。教师指导学生根据实地调查情况,针对性地提出保护鸟类多样性的措施。同时,借鉴上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区及香港米埔自然保护区的成功案例,开展温州湾滨海鸟类保护的宣传工作,指导学生制作保护鸟类多样性的展板,展示、讲解冬候鸟保护的现状,增强民众对野生鸟类的保护意识。
5 提炼学习成果,发布并升华研究
本次项目式学习成果包括研究报告、论文以及摄影作品等。教师指导学生撰写保护滨海湿地鸟类多样性的调查报告,借助多元化的平台展示机会,进一步补充、修正并完善保护滨海湿地鸟类的成果,形成调查报告提交给相关保护协会,参与构思全市环保类提案,将鸟类多样性保护纳入地方政府的发展规划之中,推进温州瓯江口生态保护区的建设。
在学习成果的总结提炼阶段,教师指导学生通过整理、发表论文等的形式发布推广调查成果,进一步扩大温州湾滨海湿地鸟类多样性的影响力度,升华项目式学习的实践意义。
6 科学设计评价工具,全程评价推进学习
项目式学习的评价分为过程性评价与终结性评价。过程性评价的主体是学生,终结性评价的主导是教师,教师可以设计评价量表进行辅助评价。在项目式学习的各个阶段中,教师采用个性化的过程性评价量表(见表2),能够提高学生学习有关滨海鸟类多样性的主动性,并通过评价量表及时反馈信息,及时改进项目式学习内容,协助推进学习进程;同时还完善了学生的学习调查进程,使真实问题情境下的主动学习充满活力,最终形成多样化的项目式学习成果。
参考文献
[1]姜海瑞.温州湾湿地鸟类资源调查[J].大自然,2019(3):68-71.
[2]夏雪梅.项目化学习设计:学习素养视角下的国际与本土实践[M].北京:教育科学出版社,2018:33-34.
[3]郑光美.鸟类学(第2版)[M].北京:北京师范大学出版社,2012:442.