基于学科融合与提高初中生核心素养的教学设计——以“节气里的生物密码之大雪”为例.pdf

55通报学生物2023年第7 期月总第58 卷基于学科融合与提高初中生核心素养的教学设计一以“节气里的生物密码之大雪”为例张鸿1 王鹏1 吕涛（1 重庆外国语学校重庆4000392重庆市教育科学研究院重庆400015)摘要“节气里的生物密码”是重庆市教育科学研究院组织开发的一门初中生物学实践活动课程。本文聚焦二十四节气中的“大雪”节气，从物候变化入手，以“低温环境下，生物生命活动的降低”为情境，引导学生自主设计、实施实验方案，从生物学的角度引导学生感知节气，根据实验现象的解释对实验设计的科学性进行进一步探讨，落实生物学学科核心素养的培养。最后结合节气民俗，在探索节气中生物学奥秘的同时，将节气文化、生物学知识与人们的生产生活深度融合，实现传统文化与学科教学的深度融合，在学科教学中传承和弘扬中华优秀传统文化、培育文化自信，实现学科的综合育人功能。关键词同大雪低温生物应答节气体验中国图书分类号：G4文献标识码：A1课程分析及设计理念“节气里的生物密码”是重庆市教育科学研究院组织开发的一门初中生物学实践活动课程。课程聚焦二十四节气中的物候变化，从生物学的角度引导学生感知节气，探索节气中的生物学奥秘，同时融人重庆地方特色，结合节气设计了一系列科学探究、生产生活劳动、创意劳动等实践活动，将节气文化、生物学知识与人们的生产生活深度融合，使学生在活动中知冷暖、晓时节、爱劳动、懂科学、会生活。本课主题为“大雪”，于2021年1 2 月6 日前后为初中二年级学生上课，由于没有标准教材和课程标准，教学设计依托于教师自身的课程素养。但也因为没有教材内容的束缚，教师可以放手实施“提高学生的生物学科学素养，注重与现实生活联系”的理念，积极构建科学与文化相联系、知识与情感相联系、理论与实践相联系的学科实践课堂。本课在设计上努力贯彻新课程理念，积极创设情境，充分调动和发挥学生作为学习主体的主动性、积极性和创造性，倡导学生在教师的引导下进行自主学习、合作学习和动手实验，使学生真正成为学习的主人，提高课堂教学质量。在调动学生生活经验的同时，激发学生的生活实践热情，通过对节气民俗的了解与参与，培养学生的生活能力、实践能力，提升民族文化的自豪感。2教学目标及重、难点确定2.1教学目标1了解大雪节气；知道低温环境下生物活性降低；理解大雪节气的习俗。2）设计探究实验，提升学生应用探究实验的能力；探究低温环境下黑藻的活性情况，培养学生的实验操作能力。3)探究非生物因素对生物的影响，认同生物适应环境的生命观念；低温环境下，探究人类调节体温的方式，进而使学生感受节气民俗的适应意义。2.2教学重点理解低温环境下，生物的生命活动降低。2.3教学难点通过探究活动，培养学生的实验操作能力，并使学生理解传统节气的适应意义和民族智慧。3教学流程在情境教学法、实践探索法等教法及合作学习法、自主探究法等学法的基础上，确定本节课的主要教学逻辑及流程如图1 所示。56通学报物2023年第7 期总第58 卷认识大雪探究活动节气体验生物应答生命影响民俗传统以在大雪节气下，通过探究实验，使通过我国大雪节气我国天南海北截然学生明确在大雪节各地的美食、穿着不同的冬季美景引气的低温环境下，及民俗活动，使学人新课，使学生了生物生命活动降低生直观地感受低温解大雪的时间、太的现象，并通过探环境下，人类为调阳位置、节气由来究实验的材料选择、节体温而作出的应和三候现象过程设计和条件反对措施，了解我国思，落实生物学学劳动人民的智慧与科素养中国文化的浪漫图1 孝教学逻辑及流程4教学过程及效果4.1初识大雪一生物应答课前播放二十四节气歌，结合地理学学科的天文历法知识，使学生感受二十四节气独特的文化内涵，拉近与学生的情感距离，营造轻松、愉悦的课堂氛围。课程开始时，视频内容转为大雪节气我国各地的美景：从洒水成冰的漠河，到冬雨沥沥的重庆；从冰封万里的长城，到白雪的故宫雾淞、雪村、温泉、炭火学生一边积累冬日带来的情感体验，一边也会对视频中涉及不同地域的场景产生不限于学科的思考，由此引人探讨话题：大雪节气的特点学生根据视频中获得的信息，结合学案提供的材料讨论：大雪节气有哪些特点？与其他节气有何不同？你还有哪些收获？讨论和回答的时间为5min左右。学案设计纲要：大雪三候（图2）。一候：鹏旦（寒号鸟）不鸣，此时因天气寒冷，寒号鸟也不再鸣叫了。二候：虎始交，此时阳气已有所萌动，老虎开始有求偶行为。三候：荔挺出，荔为兰草的一种,也感到阳气的萌动而抽出新芽。候是时间单位，一候为5d，三候共1 5d，也就是1 个节气的时间鹏旦不鸣虎始交荔挺出图2大雪三候动植物应答行为特征教师提供的材料新奇有趣，通过讨论活跃课堂氛围，有利于调动学生的积极性，打开思维。这一环节的问题并不难，而且在学生作答时，教师要结合实际情况，利用好学科融合的契机，体现学生的主体地位。节气本身就是对感知气候和生物的应答变化作出的总结，比如“候”就是创造出来的时间单位，是历法。气候特点也可以结合地理学的相应内容进行引导。通过学生作答，教师启发、补充和总结，不难使学生获得新知：大雪由来、大雪天气和大雪三候。第一环节的新知识，使学生从各方面对大雪节气的最大气候特点一一冷，有了融合不同学科与人文的全方位理解，大雪是一个从极寒迎向春天的转折性节气。这种转折，无疑是学生通过材料中生物应答的内容总结出来的。除了学案文字上所列举的典型生物，大雪这样的节气会给生物界带来哪些普遍的影响？这就需要通过探究来建立真切的感知，继续完善知识结构。4.2探究活动一生命影响提出问题：低温环境下，生物都有哪些反应？对各种生物来说，春天到来前的大雪时节，正如黎明前的黑暗，熬过漫长而艰辛的寒冷，便能迎来新一年的生机益然。学生列举的冬眠、生长减缓等生物表现，是否说明了寒冷环境下，生物的生命活动都降低了？作出假设：低温环境下，生物生命活动会降低。根据相关资料，整合知识，为实验的计划做好理论储备。生通57报学物2023年第7 期月总第58 卷学案设计如图3 所示科学探究之一寒冷环境下，生物的生命活动降低提出问题：为什么天冷了，生物都不想动了？作出假设：寒冷环境下，生物的生命活动降低了设计实验：材料（任选其1）：草履虫、黑藻、乳酸菌器具（参考任选）：显微镜、载玻片、盖玻片、烧杯、量筒、滴管、玻璃棒、酒精灯等实验设计三要素：对照实验1本实验设计的变量是单一变量2）本实验设计分为哪些组？重复实验图3学客设计图3学案设计设计实验：学生利用学案，每小组4 人合作，用时4 min左右，选择学案上提供的材料之一进行方案的设计。学案上提供的材料分别代表了植物、动物和微生物。在设计过程中，教师深人各小组，观察并提醒学生注意变量设置、分组对照及对其他因素的控制等，训练科学思维、提升实验能力及分工合作能力。汇报实验方案：分组汇报实验设计（图4）。这一环节可训练学生的分工合作与表达能力，并通过汇报时的问答，提高学生思维的逻辑性和严密性。科学探究之二探究低温环境下，黑藻的生命活动是否降低实验目的：探究低温环境是否会使生物的生命活动降低实验材料：黑藻、输液器和注射器（均为学校统一购买、一次性使用）、红墨水、记号笔、橡皮塞、玻璃瓶、冰块、烧杯等实验步骤：1)准备2 个玻璃瓶，放人等量的黑藻（为保证黑藻的存活、已加人常温清水）（a）2)将瓶中原有的清水倒于大烧杯中，然后在玻璃瓶中分别加人温水和0 冰水，贴上标签并盖上胶头盖（b）3）分别插人输液管，用吸入红墨水的注射器，向输液管中分别注射1cm左右红墨水，注意动作要轻（c）4)用记号笔在红墨水位置做上记号，观察红墨水移动的方向，并测量距离（d）ab低温d低温条件下黑藻的生命活动探究实验结果：1）看到了什么现象2）测量红墨水运动的长度针头危险，请一定要注意安全哦！交流讨论并得出结论图4实验设计方案举例58生通报学物2023年第7 期总第58 卷学生动手操作，每一组都会发现红墨水会因为黑藻的生命活动而发生位移，而通过温水和冰水条件下的位移比较能够发现，温水条件下，红墨水发生位移的时间和距离都长于冰水条件。小组合作进行实验、描述实验现象、分析原因，可以培养学生的实验操作能力、观察能力和分析能力，学生的思维进一步进阶，进人更高层的探讨与知识构建领域4.3节气体验一民俗传统教师提问：黑藻等植物在低温下会减缓生命活动，人属于恒温动物，如何应对这种情况？播放短视频：大寒时节南北方的穿着差异、各地美食特辑、南北方节气活动（包括各种冬季运动）。学生兴趣益然，积极思考讨论，进一步体会到，大雪节气各地的习俗更多的是为了帮助人在低温环境下调节体温、主动地适应环境这一环节的总结与升华，也是一个体现学科融合的重点环节，学生不仅能更好地认同生物与环境相适应的生命观念，还能结合体育、文学、地理学、美术等学科，发展学生的智能和创造性才能。同时通过比较视频中的各地民俗，对比当地和学生家庭中的节气传统，更深一步体会到中华大地的多样气候，以及由此形成的丰富多彩的传统习俗和特色文化，增强民族自信和文化自信。4.4课堂延展一反思升华课后活动1：周末回家和家人一起，做一道大雪节气的节令美食（参考：火锅、羊肉汤锅、腌肉、红薯粥等）。课后活动2：由于课上的探究实验涉及植物的光合作用、呼吸作用，以及温度、光照、植物生长状态等因素的综合影响，有些小组没有得出预期结果。请学生课后选择某一个影响实验的条件，按照探究实验的设计思路和方法步骤，设计新的实验进行探究。本节课的实验操作环节，是结合初中生的知识基础和认知程度而自主设计的实验，目的是使学生对低温导致生命活动的变化有直观的体验，并且通过操作夯实学生之前学习的探究实验步骤。考虑到科学精神的学段衔接，在延展环节，教师向学生明确生命活动是综合而复杂的，包含光合作用、呼吸作用等。随着科学的发展，科学的探究是选取已知的某一项生命活动的某种影响因素，进行单一变量的实验，为后续高中生物学学习打下基础。课堂结尾深化运用课堂生成的能力，与实验实际结果相呼应，教育学生感知现代农业应从依靠经验变为依靠科学、由顺应自然变为利用自然。二十四节气是农业生产的行动指南，在生产生活中，要传承节气智慧，创新节气文化，承担传承二十四节气文化的社会责任。5课程反思本节课聚焦二十四节气中的大雪节气，是初中二年级的生物学探究型课程，从10 余个班的实践效果来看，学生积极性颇高。由于初中二年级学生已经具有一定的生物学常识，教师从物候变化人手，推导出“低温环境下，生物生命活动降低”是水到渠成，再以此为主题，引导学生自主设计、实施实验方案。通过对各组学生实验设计各环节的展示和讨论，能够逐步落实探究实验的各个环节，将对生命的好奇，转化到科学的思维流程上来。因此在接下来的动手实验过程中，学生对实验的各环节都表现出科学严谨的精神；实验后的延展反思环节，又进一步指向了高中生物学更加精细化的学科要求。整个课堂从实践感知，到实验选材设计，再到动手实践，从生物学的角度引导学生感知节气的文化与科学性，根据实验现象的解释对实验设计的科学性进行进一步探讨，落实生物学学科核心素养。课堂的最后环节，结合节气民俗，在探索节气中生物学奥秘的同时，将节气文化、生物学知识与人们的生产生活深度融合，以求实现传统文化与学科教学的融会贯通，在课堂中实施“提高学生的生物学学科素养，注重与现实生活联系”的理念，在学科教学中传承和弘扬中华优秀传统文化，培育文化自信，实现学科的综合育人功能。(E-mail:)