“做”出生物真味道

教育部《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見(jiàn)》提出“落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，努力構(gòu)建與德智體美勞全面培養(yǎng)的教育體系相適應(yīng)、與課程標(biāo)準(zhǔn)要求相統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”“拓展創(chuàng)新，不斷將科技前沿知識(shí)和最新技術(shù)成果融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，豐富內(nèi)容，改進(jìn)方式”“注重實(shí)效，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐操作、情境體驗(yàn)、探索求知、親身感悟和創(chuàng)新創(chuàng)造”，并強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與探索。生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為初中生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新、敢于實(shí)踐、善于合作等適應(yīng)社會(huì)需求能力的重要途徑，肩負(fù)著為未來(lái)科技人才培養(yǎng)奠基的重要使命。

20年來(lái)，“楊守菊名師工作室”團(tuán)隊(duì)聚焦初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，經(jīng)歷了“生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新”“生物學(xué)實(shí)踐活動(dòng)探索”“STEM教育融入生物學(xué)教學(xué)”“跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)開(kāi)展”螺旋上升的四個(gè)進(jìn)階，研究視野從實(shí)驗(yàn)走向?qū)嵺`、從校內(nèi)走向社會(huì)、從單一學(xué)科走向跨學(xué)科融合，逐步構(gòu)建出初中生物學(xué)“大實(shí)驗(yàn)”的育人體系。

生物學(xué)“大實(shí)驗(yàn)”育人體系內(nèi)涵解析

所謂“大實(shí)驗(yàn)”，不僅包含教學(xué)中一般意義上的學(xué)科常規(guī)實(shí)驗(yàn)，也包含各種嘗試性、探索性在內(nèi)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，還包含基于真實(shí)問(wèn)題解決的實(shí)踐活動(dòng)?！按髮?shí)驗(yàn)”應(yīng)當(dāng)具有高價(jià)值、大場(chǎng)域、全時(shí)段、多類型、親經(jīng)歷、廣參與等六大特征。高價(jià)值是指“大實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)和實(shí)施具有重要的科學(xué)和社會(huì)意義，能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)提供有力支撐。大場(chǎng)域，即“大實(shí)驗(yàn)”通常在廣闊空間內(nèi)進(jìn)行，場(chǎng)域可包括自然環(huán)境、實(shí)驗(yàn)室、家庭、社區(qū)等多個(gè)層面。全時(shí)段是指“大實(shí)驗(yàn)”的時(shí)間跨度不限，可覆蓋課堂時(shí)間內(nèi)、學(xué)校時(shí)間內(nèi)及校外時(shí)間。多類型是指“大實(shí)驗(yàn)”涉及多種類型的實(shí)驗(yàn)，可分為經(jīng)典驗(yàn)證類、設(shè)計(jì)制作類、模擬探究類、綜合創(chuàng)新類等類型。親經(jīng)歷，即參與者在“大實(shí)驗(yàn)”中親身參與，經(jīng)由動(dòng)手、動(dòng)腦和動(dòng)情，提高參與者的主動(dòng)性和參與度。廣參與，即“大實(shí)驗(yàn)”盡可能地吸引并納入更多的參與者，這種參與可通過(guò)校家社協(xié)同育人的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

“大實(shí)驗(yàn)”育人體系是全方位、立體化、多層面的實(shí)驗(yàn)育人有機(jī)統(tǒng)整，主要包括三方面：

一是整體性的育人理念，即核心內(nèi)涵層面的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)、實(shí)踐能力提升、創(chuàng)新思維培養(yǎng)、合作精神培養(yǎng)與特征要素層面的高價(jià)值、大場(chǎng)域、全時(shí)段、多類型、親經(jīng)歷、廣參與等。

二是多元化的實(shí)施路徑，主要體現(xiàn)在三方面：其一，課程體系建設(shè)以國(guó)家實(shí)驗(yàn)課程校本化建設(shè)為主體，注重興趣拓展實(shí)驗(yàn)課程和科創(chuàng)研究實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)發(fā)，并圍繞“大實(shí)驗(yàn)”的四種類別（即經(jīng)典驗(yàn)證類、設(shè)計(jì)制作類、模擬探究類、綜合創(chuàng)新類）進(jìn)行統(tǒng)整；其二，教學(xué)范式融合了針對(duì)性教學(xué)策略提煉、一般性教學(xué)范式創(chuàng)建和面向不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)變式創(chuàng)生；其三，形成貫通科學(xué)探究、科學(xué)思維與科學(xué)精神的全面的評(píng)價(jià)體系。

三是全方位的學(xué)習(xí)環(huán)境與系統(tǒng)性的資源保障。

生物學(xué)“大實(shí)驗(yàn)”教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)策略

我們探索不同類型的資源使用方式，構(gòu)建“大實(shí)驗(yàn)”育人資源庫(kù)，遵循開(kāi)發(fā)目的針對(duì)性、開(kāi)發(fā)形式多樣性、開(kāi)發(fā)過(guò)程合理性的原則，圍繞教材實(shí)驗(yàn)、課程標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)實(shí)生活、實(shí)驗(yàn)銜接、信息技術(shù)等方面，建構(gòu)了生物學(xué)“大實(shí)驗(yàn)”教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)策略模型。

一是基于教材實(shí)驗(yàn)的原生。用好教材中的實(shí)驗(yàn)資源，發(fā)掘其蘊(yùn)含的育人意義，并探索如何充分利用這些資源，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。二是基于義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)的再生。依據(jù)《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，對(duì)已有資源進(jìn)行整合與創(chuàng)新，形成適合“大實(shí)驗(yàn)”育人的再生資源。這些資源可能包括師生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新學(xué)具等。三是基于現(xiàn)實(shí)生活的創(chuàng)生。利用生活實(shí)踐和社區(qū)資源，創(chuàng)生創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)情境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)踐能力和科學(xué)態(tài)度。四是基于銜接進(jìn)階的延生。根據(jù)小學(xué)科學(xué)、初高中生物學(xué)的內(nèi)容進(jìn)階，設(shè)計(jì)有效銜接的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等延生資源。五是基于信息技術(shù)的衍生，利用在線實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析軟件等，開(kāi)發(fā)衍生資源。

生物學(xué)“大實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的創(chuàng)新實(shí)施路徑

基于“大實(shí)驗(yàn)”理念，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和規(guī)律，我們提出了學(xué)習(xí)場(chǎng)所“放開(kāi)”、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“放射”、探究時(shí)段“放寬”、探究活動(dòng)“放權(quán)”的“四放”生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，拓展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間，鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)條件，親身體驗(yàn)獲得知識(shí)的全過(guò)程，呈現(xiàn)或再現(xiàn)、還原學(xué)習(xí)的內(nèi)容，使學(xué)生在親歷的過(guò)程中理解并建構(gòu)知識(shí)、發(fā)展能力、產(chǎn)生情感態(tài)度。

我們構(gòu)建了“四維五環(huán)”跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)模型，“四維”即深刻體驗(yàn)、學(xué)用結(jié)合、概念再構(gòu)、解決問(wèn)題四個(gè)維度。

下面以“呼吸運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)與制作”為例說(shuō)明跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的五個(gè)環(huán)節(jié)：①確定項(xiàng)目主題。選取熱點(diǎn)問(wèn)題“呼吸機(jī)的工作原理”作為項(xiàng)目背景，依據(jù)新課標(biāo)重要概念“人體通過(guò)呼吸系統(tǒng)與外界進(jìn)行氣體交換”，確定開(kāi)展“呼吸運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)與制作”跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)。②設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題。結(jié)合“呼吸運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)與制作”要求，提出本質(zhì)問(wèn)題：人體如何實(shí)現(xiàn)肺與外界的氣體交換？以問(wèn)題解決為中心，將概念學(xué)習(xí)和實(shí)踐有機(jī)融合，推動(dòng)思維能力的提升。③制定活動(dòng)方案。學(xué)生設(shè)計(jì)、策劃并開(kāi)展調(diào)查、整理收集的數(shù)據(jù)，提出模型制作方案，并畫(huà)出草圖；小組內(nèi)進(jìn)行交流與分享，進(jìn)一步完善方案。④項(xiàng)目實(shí)施與迭代。依據(jù)解決方案實(shí)施計(jì)劃，包含選擇材料、制作原型、性能測(cè)試、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、產(chǎn)品更新與迭代、制品定型等。學(xué)生在失敗中不斷反思和調(diào)試產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)，最終解決問(wèn)題。⑤成果展示與評(píng)價(jià)。成果展示不僅可以讓學(xué)生感受到學(xué)以致用的快樂(lè)，形成科學(xué)態(tài)度，還可以在真實(shí)的場(chǎng)景中幫助他們對(duì)社會(huì)問(wèn)題進(jìn)行更全面的思考，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

在開(kāi)展“初中生物學(xué)‘大實(shí)驗(yàn)’育人體系建設(shè)探索”項(xiàng)目過(guò)程中，我們深刻體悟到，通過(guò)“三動(dòng)”才能“做”出生物學(xué)的真味道：動(dòng)手——提高學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手操作能力、探究實(shí)踐能力，增強(qiáng)對(duì)生物世界的好奇心和探究興趣，通過(guò)基于經(jīng)驗(yàn)的主動(dòng)建構(gòu)獲得知識(shí)和技能。動(dòng)腦——發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力，提高學(xué)生的思辨創(chuàng)新與遷移運(yùn)用等高階思維能力。動(dòng)情——助力學(xué)生體悟知識(shí)的實(shí)踐意義，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神，涵育社會(huì)責(zé)任，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

（作者單位系山東省東營(yíng)市教育科學(xué)研究院）

《中國(guó)教育報(bào)》2024年07月12日第5版