|
聚焦思维突破，培养学生核心素养 ----以人教版《生物学·选择性必修3·生物技术与工程》为例
返回顶部
来源:《中小学教育》2024年6月上 作者:余英 广州市南海中学 余英 摘 要： 人工智能时代的到来，纯粹以知识积累为目的教学方式已经无法满足智能时代的需求，而思辨和提问的能力将显得尤为重要。高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》主要关注“怎么做”的程序性知识，对于“为什么”则笔墨较少，本文通过项目中问题驱动学习掌握生命观念、训练批判性思维提升思维的深度、解决问题促进技术思维应用、探究实践培养工程思维来达到课程标准，培养学生的核心素养。 关键词：思维突破；核心素养；教学实践 《普通高中生物课程标准（实验）（2017 年版）》指出：“选择性必修课程的内容是学生未来职业与专业发展的基础，有助于学生进一步加深对生物学大概念的理解，拓展生物科学与技术视野，增进学生对生物科技与社会关系的理解，提高学生的实践和探究能力。”然而，由于受到教师专业水平、学校实验室硬件以及新高考实行之前是作为选修内容来学习的，选择性必修3课程在课堂教学中常常被文科化，导致教师难以有效教授、学生难以积极学习；教师不愿教，学生不愿学，导致本课程的育人效果难以实现。本文以思维突破为教学契机，在实践教学中培养学生的生物学核心素养。 一、生物学核心素养的理解和认识 生物学核心素养是指学生在接受生物学教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的重要概念、必备品格和关键能力。《普通高中生物学课程标准（２０１7 年 版 ） 》指出,生物技术与工程模块涉及的４个大概念既是对必修内容的扩展和应用,又是对生物技术和工程的认识和理解[1]。课程标准凝练出的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４个方面，以此作为依据编写教材。不同模块教材对于核心素养培养的侧重点不同，作为教师必须清晰和理解，才能充分各模块的育人价值。 二、选择性必修3教材培养核心素养侧重点分析
（说明：A：非常重要 B：重要 C：一般 D：很少） 三、通过问题驱动，逐步拓展思维，理解生命观念 选择性必修3教材常以讨论题、结果分析评价、旁栏思考题及旁栏信息等形式展现知识原理和操作要点，较多地采用流程图，形式清晰简约。因此教师教学中需强调通过流程图拓展思维，理解教材中知识内容的结构性和条理性。 例1.第一章第1节《传统发酵技术的应用》，教师可以在课前引导学生根据教师提供的项目：葡萄酒、米酒、果醋、泡菜、酸奶、腐乳、自选发酵食品等，选择自己有兴趣的项目开展发酵实验，并要求学生在做项目过程中学会用生物学科的理论知识来理解发酵的原理，启发学生对发酵过程操作要点的思考，培养学生的科学思维；同时结合葡萄酒在中国和世界的发展历史、腐乳中所蕴含的文化价值培养学生的社会责任感。 例2.《基因工程》和《胚胎工程》涉及很多社会议题，教师可以合理组合和结合教材内容在课堂上引导学生多讨论一些与生物学有关的社会热点，让学生在真实的实践活动中尝试解决生物学问题，增强学生的社会责任感。例如，组织学生讨论世界首个体细胞克隆猴“中中”的诞生与生命个体发育的关系，探讨细胞克隆技术为人类面临的重大脑疾病的价值。 四、训练批判性思维提升思维的深度 科学探究实践中，科学思维的培养包括培养学生批判质疑的科学态度，获取证据的意识和获取证据的能力，评价证据的合理性，培养学生批判思维的严谨性和全面性，从而提升思维的深度。教材中的栏目类型有2个思维训练和13个思考·讨论，前者的内容包括评估论点的可信程度和评估获取证据的难度。论点是否可靠，需要结合学生已有的知识储备，引 导学生运用所学的知识，结合获得的证据去批判质疑“吃水果‘酵素’可以美容、减肥 、促进消化和提高免疫力”的论点，通过分析和评估训练学生的批判性思维。学生评估证明转基因食品安全或不安全，需要可靠科学的证据，哪一方面获取所需证据容易呢？在这个过程中，学生经过充分思考、质疑等批判性思维训练会提高学生的评估论断能力，并让学生理性参与讨论有关转基因技术及相关问题。 五、解决问题促进技术思维应用 技术思维是解决技术问题的一种特有的思维活动，其实质内容是提出确定的创造或改造事物的方案或意见，涉及技术发明、技术设计或施工措施等过程［2］。 选择性必修3教材概念多、概念新、概念抽象，往往把学生搞得糊里糊涂的。例如，第3章的第一节 DNA 重组技术的基本工具——限制性核酸内切酶的学习，很多老师都会在教学中适当复习必修二中有关 DNA 酶，但学生依然是“云里雾里”心头一片茫然，这是因为教师只是单纯讲知识背考点，而不是从基因工程需要哪些技术解决问题角度出发，忽略了“遇到问题—解决问题—技术帮助”思路。要得到相应的目的基因片段，限制酶的作用特点有哪些？两种限制酶切割DNA片段产生的末端有什么不同？通过需求—技术思路—模拟活动，让学生从技术思维角度出发，更加清晰地认识限制酶的作用特点。 六.探究实践，培养学生的工程思维 选择性必修三生物技术与工程模块涉及大量的工程知识和技术，是培养学生工程思维的有效材料。教材突出活动设计，包括6个“探究·实践”、13个从社会中来、13个到社会中去、1个课外实践和1个辩论会。课堂教学可以通过为学生提供实验条件及必要的参考资料，指导他们进行设计和实验，开展工程活动。工程活动是人们在面对现实问题时为满足自己的需求而进行规划设计并构建实施的一种现实活动。工程思维是指人类在工程实践过程中所进行的思维活动。工程实践一般会经历规划设计、建设实施以 及消费使用三个阶段［3］。 例如以小组为单位，选取不同牛奶进行酸奶制作作为产品，进行该产品的实践探究，课堂上进行策划书讲解，引导学生进行科学的评价，并对学生的设计方案提出完善的建议。在工程设计时，要求学生明确本产品的目标（健康、口味、产量）和对实现途径的思考；在建设实施时需要学生对生产流程、预算和风险等工程合理性进行现实性和可行性分析；当工程进入消费阶段时，需要学生考虑酸奶对大众的营养价值、效益及安全性。在进行规划设计时，要对多个设计方案的优缺点进行分析、比较和选择，从而选择较低的成本获取较大的经济效益。在实践过程中发现问题，及时对实践方案进行优化设计，直至获得较好的实践方案，通过工程活动的探究实践，较好地培养了学生的工程思维。 高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》无论是从教材呈现方式、学生学习，有别于其他模块。为了更好实现本模块的育人价值，教师应该抓住课堂教学在技术流程中提升思维，加强程序性知识学习的高阶思维能力培养，才能更好达到培养学生核心素养的目的。 参考文献： [1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准 ：2017年版［ Ｍ ］.北京：人民教育出版社，２０１８；２７． ［2］ 李永胜．科学思维、技术思维与工程思维的比较研究［J］．创新，2017( 4) : 27－34． ［3］ 衡孝庆，魏星梅．工程思维研究的现状与展望［J］．科学决策， 2009( 7) : 90－94． |
