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生物学科的核心素养样例十一篇

时间:2023-09-08 09:29:38

生物学科的核心素养

生物学科的核心素养例1

生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,是经过实证后的想法或观点。它有助于理解或解释较大范围的相关事件和现象。学生应该在较好地理解了生物学概念性知识的基础上形成生命观念,如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等,并能够用生命观念认识生命世界、解释生命现象。

在生物教学中,让学生简单地记住生物学知识并不能有效形成生命观念,学生只有亲历生物学知识的发现过程,感悟知识中蕴含的思想、观点和方法,才能将生物学知识转化为生命观念。在课堂教学中,教师应积极组织学生开展科学探究活动,让学生深刻理解和反思生物学知识和核心概念,挖掘生物学知识背后深层次的思想和观点,从而让学生真正形成自己的生命观念。

例如,有关细胞器的知识,教材上都是以“分布―结构―功能”为主线作结论性知识介绍的。在教学中,笔者改变教学顺序,选择以“功能―结构”为主线,给学生提供一种问题探究的环境,实现了从“教授知识”到“经历学习”的转变。以线粒体教学为例,教师首先给学生提供如下科学史资料:①1890年,德国生物学家A1tmann首先在光学显微镜下观察到动物细胞质中存在一种颗粒状结构,称作“生命小体”。1897年Benda重复了以上实验,因这种小体呈短线状或颗粒状,故根据形态将其命名为线粒体;②后来的研究发现,线粒体普遍存在于动植物细胞中;③植物幼嫩组织和分生组织中线粒体数量比衰老组织中多;④肝细胞和心肌细胞中线粒体数量较表皮细胞多;⑤在同一细胞中线粒体分布不均匀,常聚集在尾基部、原生动物的纤毛基底部、小肠上皮细胞的微绒毛基部等。接着教师提出问题:①根据初中所学内容,生命活动所需能量从哪里来?②有机物在有氧条件下的分解被称作细胞的有氧呼吸,线粒体和能量供应有关,由此你能推出线粒体的功能吗?学生在经历了“思考分析―整理原有知识使之系统化―利用原有知识使之转化为推理能力―科学推理”的过程后,得出“线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所”的结论。然后,借助“结构总是和功能相适应”的生物学观点,教师又引导学生由功能反向推理线粒体的结构并让学生在黑板上画出线粒体的结构模式图。在教学过程中自始至终都让学生参与到教学探究过程中,通过问题探究自主发现和获取知识,这些探究有助于学生形成和深化“结构与功能相适应”的生命观念。

二、在科学探究中锻炼理性思维

生物学属于理科范畴,理科就要讲理,促进学生理性思维的发展是生物学科的基本任务。理性思维是一种有明确的思维方向,有充分的思维依据,能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括等的一种思维。新课程十分注重培养学生的科学探究能力,倡导探究性学习是普通高中生物课程的一个基本理念,是提高生物学科核心素养的一条重要途径。在教学中,教师应有计划地指导学生进行科学探究,让学生像科学家那样去思考和探究,在完成科学探究“提出问题―作出假设―设计实验―实验验证―得出结论”的一般步骤的实践过程中,锻炼学生自己的理性思维。

例如,“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验是学生进入高中阶段的第一个实验,这个实验传统上属于验证性实验,验证生物组织样液中含有相应的有机物,如苹果匀浆富含还原糖、花生富含脂肪、大豆富含蛋白质。为让学生初步接触探究性实验的一般程序,培养学生科学探究的基本素养,提高学生的学习积极性,笔者在教学中将其设计成探究性实验。本实验总体难度不大,但实验所用化学试剂、用具以及实验步骤较多,故教师在课前要求学生依据导学单做好预习工作,以保证实验的顺利开展。在设计导学单时,教师还把烦琐的实验步骤简化为图形,帮助学生进一步掌握实验操作步骤。在本实验教学中,教师提供了苹果匀浆、马铃薯匀浆、豆浆、花生种子匀浆、花生种子5种实验材料,以及相关实验用具和试剂。在学生实验之前,教师先按教材展示还原糖、淀粉、蛋白质和脂肪与相应化学试剂颜色反应的验证性实验,使学生明确生物组织中主要化合物的鉴定方法。在此基础上,教师引导学生提出问题:检测还原性糖最好的材料一定是苹果匀浆吗?检测蛋白质最好的材料一定是豆浆吗?检测淀粉最好的材料一定是马铃薯匀浆吗?检测脂肪最佳的方法是制作花生子叶装片观察脂肪颗粒,还是在花生种子匀浆中直接进行观察?在作出假设的基础上,教师让学生讨论、设计实验方案。接着,教师让学生以小组为单位完成一种实验材料的三种试剂的检测以及鉴定脂肪的两种方法的操作,具体如下:进行实验操作活动一时,以6位同学为一个大组,以同桌2位同学为一个小组,每个小组负责其中一种成分用三种不同的试剂的检测实验(如甲、乙两学生先后用斐林试剂、双缩脲剂、碘液对苹果匀浆进行实验,丙、丁两学生对豆浆进行检测实验,戊、己两学生对马铃薯匀浆进行检测实验),并把做好的实验结果保留在试管中;进行实验操作活动二时,以小组为单位,对脂肪鉴定的两个实验进行操作,并保留实验结果。在实验操作活动一全部完成后,教师组织大组内成员展示交流,分别对斐林试剂、双缩脲试剂、碘液对应的三种材料进行比较、讨论,明确检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的最佳材料;在完成实验操作活动二后,小组之间进行展示交流,明确鉴定脂肪的最好办法。在本探究性实验结束后,教师还可引导学生进行思考、讨论,如检测还原糖除了苹果匀浆外,还有其他材料吗?西瓜也含有较多的还原糖,能否作为检测还原糖的材料?……通过拓展思考,能培养学生批判的思维,继而发现问题,提出问题,开始下一轮探究。在本实验的科学探究活动过程中,以逻辑为指引让学生进行实验设计和分析,可以使学生的理性思维能力得到提升。

三、在科学探究中认识社会责任

生物学科的社会责任是指基于生物学的认识,参与个人与社会事务的讨论,作出理性解释和判断,尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。学生应能够关注涉及生物学的社会议题,参与讨论并作出理性解释,辨别迷信和伪科学;主动向他人宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识;结合本地资源开展科学实践,尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。

例如,在教学“生态系统的稳定性”一课时,在课前两周,笔者让学生回忆并查阅发生于2007年的“无锡太湖水污染事件”的相关资料,让学生通过网络、报纸、杂志、去太湖边实地考察、去环保部门访问等多种途径,分小组开展“调查太湖水污染”的课外探究活动,写出社会调查报告,并评出优秀作品。课始,教师让获优秀作品一等奖的小组代表利用PPT向全班作汇报。围绕汇报内容,教师让学生思考以下问题:①过去人们把少量的生活污水排到太湖中,为什么太湖中的水仍能保持清澈呢?②报告中讲到过去的太湖鱼虾游弋,太湖边的渔民以捕鱼为生,为什么那时太湖中的鱼不会绝迹呢?③2007年5月29日,太湖蓝藻大规模暴发,太湖成了一条臭气熏天、“鱼”不聊生的臭水沟。既然生态系统具有抵抗力稳定性特点,为什么还会出现这种情况呢?④太湖遭到如此严重的水污染后,是不是就万劫不复,永无翻身之日了呢?⑤生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性之间有什么关系呢?请举例说明。⑥什么叫生态系统的稳定性?如何提高生态系统的稳定性?接着,教师让各小组进行讨论交流,在学生获得了“生态系统的稳定性”知识的主动建构后,教师又让学生以“假如我是一名当地渔民、学生、企业老总、政府官员,我会为治理太湖做些什么”为主题,开展角色扮演活动。各小组成员自主选择了不同的角色,设身处地地进行思考,并在小组内积极交流汇报。同学们纷纷说出了自己的想法:“假如我是一名渔民,我一定不会将生活污水倒入太湖,并配合政府完成定置渔具的清除工作,在太湖禁鱼期不偷捕鱼虾……”“假如我是一名学生,我会做好宣传工作,提高人们保护环境的思想意识……”“假如我是一名企业老总,我会遵守国家法律,坚决不将工业废水排入太湖……”“假如我是一名政府官员,我将提议建立河网污染控制与生态修复综合示范区……”这样的教学,不但实现了建构概念、理解原理的知识性目标,也锻炼了学生的思维能力,而且在科学探究的学习过程中,培养了学生热爱家乡并积极参与家乡建设的美好情感,增强对自然和社会的责任心和使命感,使学生的精神境界得到升华。

生物学科的核心素养例2

1 生物学科社团发展的可行性

近年来,随着校园文化的深入发展,丰富多彩的社团活动可以开阔学生视野,陶冶学生情操,丰富学生文化底蕴,启迪学生思维,发展学生个性特长,培养学生的人文精神和科学素养,促进学生的身心健康和全面发展。

生物学科兼具科学性和趣味性的特点,且与生活联系密切,在高中校园发展生物学科性社团,借力社团活动,对改变生物学科的教学方式,培养学生的学科核心素养,完善教育教学生态具有一定的积极意义。

2 生物学科社团活动的开展及作用

将生物学科从书本、课堂延伸至教室之外,甚至是校园之外,在教师的引导下,学生自主参与、自主管理,科学合理地开展社团活动,从而融合知识、技能、情感,形成高中生所具备的核心素养。

2.1 实验类社团活动的开展及作用

生物学是一门实验科学,实验课也是学生最喜欢的教学内容。但是由于课程的规划及条件的限制等因素,实验课并没有得到很好的开展,因此教师可以在社团活动中开展实验内容。教师可具体开展下列两类活动:① 教材实验:高中生物教材中的实验内容非常多,如:有机物的鉴定、植物色素的提取和分离、叶绿体的观察等,② 创新实验:以教材实验为基础,对原有的实验进行改进和创新,甚至提出新的课题进行实验探究,让学生独立地提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、结果分析和讨论交流。例如,探究温度对唾液淀粉酶活性的影响,探究生长素对桂花枝条扦插的影响,探究低温处理对菠菜种子萌发的影响。

重复教材实验既让学生巩固基础的生物学知识,又让学生领悟到科学家们在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法;主动的创新实验,在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律的过程中学会比较、分析、综合,并在此基础上归纳、总结,直到撰写科技小论文。通过上述实验活动的开展,学生理解了科学概念,锻炼了实践能力,更是形成了科学态度,养成了理性思维的习惯,获得了独立进行科学探究的能力,提升学生的生物学核心素养。

2.2 调查类社团活动的开展及作用

生物学是一门研究生命现象和生命规律的科学。它不仅是一个结论丰富的知识体系,还包括了人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探究过程。学生近距离地观察生命现象,用生物学知识认知生命、解释生命,从而热爱生命。调查类活动可以包括下列两种类型:① 生物与环境的关系:将知识与生活相结合,如校园植物的认知、分类与分布,校园周边自然保护区的生物多样性,水生植物对环境的适应性,阴生植物与阳生植物的比较等;② 人类对环境的影响,如城市河流的污染调查,废弃矿山的生态修复,人工湿地生态系统等。

调查类活动的趣味性强,学生主动积极地参与。在调查研究中,学生根据调查内容设计调查方式和路线,既培养了团队合作精神,又提高独立思考和解决问题的能力。通过实地考察和研究,学生在观察有趣的生命现象的同时,体会到生命的神奇,在较好的理解了生物学概念的基础上形成生命观念,如结构与功能的相适应,生物与环境的相适应,物质与能量的平衡,人类活动与自然的平衡,在生命系统中人是主体又是客体等。在此基础上,教师引导学生深入思考人类在生态系统中的地位及作用,培养了学生的生态和生命观念,以及人所需要承担的社会责任,如关爱生命和保护环境等。

2.3 实践类社团活动的开展及作用

生物学是一门实践科学,教师引导学生利用所学知识进行实践活动,在学以致用的过程中,体现了生命科学的价值。教师可开展如下一些活动:① 标本制作:教师带领学生参观标本室,并给他们介绍标本制作的技术,引导学生制作简易的动植物标本,如植物叶片标本、蝴蝶标本、昆虫标本,还可以制作鸟类标本等。② 模型制作:模型可以将抽象的生物学概念和本质具体化,可在社团的学生中开展模型制作比赛,如动植物细胞模型的制作、DNA分子模型的制作等;③ 种植养殖:组织社团学生建立校园生物园,如种植花卉、蔬菜、果树,培养蘑菇,养殖小白鼠、观赏鱼和家鸽等,制作生态缸和小型的生态系统,还可以探索蔬菜的无土栽培技术、植物的嫁接技术和鱼类的繁育技术等。

一个生物科学工作者应具备独立、熟练的动手能力。在这些实践过程中,通过动手操作和生物体亲密接触,学生加深了知识的理解和应用,对生命有了更加深刻的认识,从而能够更好地解释生命现象,发现生命规律,热爱生命个体,进一步培养了他们的科学思维和生命观念。

2.4 科普类社团活动的开展和作用

生物学是一门自然科学,其精要是展示生物科学的基本内容,反应自然科学的本质。科学最终又要服务于人类的生活和生产,因此,开展一些科学普及活动有助于培养他们的科学精神和社会责任感。教师可开展以下两类活动:① 科普宣传:利用节假日,面向学校师生,或深入到校园周边的社区进行环保知识和健康知识宣传,如城市水污染调查的图片,艾滋病、乙肝、流感等疾病的传播途径图片,遗传病的遗传方式和有效预防等知识宣传;② 科技创作:借助学校的科技节及市级科技活动等平台,鼓励学生进行生物学相关的作品创作,如制作水污染处理的浮床,无土栽培蔬菜的简易装置,家庭生活污水的多级利用装置等。

在这些科普活动中,学生成了科学的传播者,唤起人们对健康的关注以及环保意识,从而更好地爱护我们的身体和保护生存的环境。另外,学生通过调查搜集资料,动手参与制作,既锻炼了科学技能,又培养了科学素养,提高了社会责任感。

在深化核心素养教育改革的背景下,校园学生社团建设也将进入一个新的发展阶段,社团发展必然走向专业化、规范化、学术化的道路。因此,建立生物学科性社团可行且有必要,生物社团必将开辟生物学科教学的新模式。科学地开展社团活动不仅有助于生物学科的教育教学,培养学生的学科核心素养,还有助于培养具备科学精神、科学方法和科W能力的生物学研究人才。

参考文献:

[1] 谭永平.中学生物学课程在发展学生核心素养中的教育价值[J].生物学教学,2016(5):20-22.

生物学科的核心素养例3

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)3-0008-3

惯性是高中物理中比较抽象的概念,学生最容易在惯性这里陷入抽象思考的泥潭而无法自拔。惯性的概念曾经引起许多物理学家深入思考和剖析,最终使物理学产生重大进展,其研究过程蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法,是培养学生科学思维能力的有效素材。学生在学习惯性的时候,经常会出现老师意料不到的奇思妙想,教师如果引导得好,会让学生掌握如何进行科学探究。

物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,称为惯性。观察和实验表明,对于任何物体,当作用在物体上的外力为零时,惯性表现为物体保持其运动状态不变,即保持静止或匀速直线运动;当作用在物体上的外力不为零时,惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。在受到相同的作用力时,决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量。在同样的外力作用下,加速度较小的物体惯性较大,加速度较大的物体惯性较小。所以,物体的惯性在任何时候(受外力作用或不受外力作用)、任何情况下(静止或运动)都不会改变,更不会消失。由此我们得出结论:描述物体惯性的物理量是它们的质量。

1 学生设计“假想实验”,对惯性与质量的关系发起“挑战”

学生在学习惯性的时候效仿伽利略设计了下面的假想实验来支持自己的观点。把两个相同的弹簧分别固定在两个相同的物体上,图1是把弹簧固定在物体甲的左侧,图2是把弹簧固定在物体乙的上方,并把它们放在相同的地面上。然后,用相同的外力F分别作用在图1弹簧的左端与图2物体的左端。实验表明,在最开始的较短的相同时间内物体乙的加速度比物体甲的大。这个例子一方面是两个物体的总质量(包括弹簧)是相等的,说明两个物体的惯性是相同的;另一方面,作用了相同的外力F后在最开始较短的时间内两物体的加速度却不一样,说明两个物体的惯性是不相同的。

上面的实验让学生理直气壮地对“衡量物体惯性大小的唯一尺度”发起了挑战。

2 教师顺水推舟,点燃学生追寻“真理”的决心

学生利用实验来证明自己的观点,本身就是一件非常值得肯定的事。这种情况下就需要教师的正确引导,让学生在此问题的探究过程中掌握研究物理问题的方法,并进一步激发对物理的兴趣。

接着,教师提出以下问题,让学生自己去寻找问题的答案。

问题:(1)研究对象是什么?

(2)能把弹簧与物体看成一个整体吗?

(3)惯性与物体的质量关系中的“物体”指的是“质点”吗?

学生自己非常主动地去寻找答案,找到答案后显得很兴奋,因为他发现他找到的问题答案都是支持他的。针对教师的问题,学生回答:(1)研究对象是弹簧与物体这个整体;(2)能把弹簧与物体看成一个整体;(3)惯性与物体的质量关系中的“物体”指的是“任何物体”。教材中从来没有说过此物体是指可以看成“质点”的物体,且其强调惯性是物体的固有属性,则此物体是指生活中的“任何物体”。

3 教师再次设问,引导学生自己“”自己

如果学生经历“”自己的过程,那其对惯性的理解将会非常深刻。

教师提出以下问题,让学生自己去寻找问题的答案。

问题(4):图1是把弹簧固定在物体甲的左侧,图2是把弹簧固定在物体乙的上方,把弹簧与物体看成一个整体,这两个整体只是质量一样,能说这两个整体一样吗?

学生结合问题(4),寻找到了“”自己的原因。图1是把弹簧固定在物体甲的左侧,图2是把弹簧固定在物体乙的上方,把簧与物体看成一个整体,但这两个整体是不一样的,是不同的“物体”。因此,把相同的力作用在“不同”的物体上没有办法比较物体的惯性大小。

教师继续利用问题(5)引导学生:衡量惯性的物理量是质量,有没有要求是“相同的物体”才成立?

学生结合问题(5),寻找到了支持自己的原因,即“描述物体惯性的物理量是它们的质量”。这句话说得非常明白,衡量惯性的物理量是“质量”,并没有要求是“相同的物体”才成立。

4 教师再次设问,引导学生自己真正“”自己

问题(6):把弹簧与物体看成一个整体后(自学质心的相关知识点),整体的加速度怎么计算?

学生结合问题(6),寻找到了真正“”自己的原因:物体甲(包括弹簧)的加速度计算有问题。由于弹簧与物体甲(不包括弹簧)不是相对静止,所以加速度不应该这样求,此时求加速度应该用质心加速度。当作用在物体上的外力不为零时,惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。所以,当作用在物体甲(包括弹簧)与物体乙(包括弹簧)的外力不为零且是相同的外力时,物体运动状态改变的难易程度对应的应该是质心加速度。

5 教师提出终极问题,引起学生再次思考

问题(7):图1是把弹簧固定在物体甲的左侧,图2是把弹簧固定在物体乙的上方,把弹簧与物体看成一个整体,这两个整体只是质量一样,这个质量指的是什么质量?是引力质量?还是惯性质量?

学生带着问题,通过查阅资料,找到了问题(7)的答案,对质量的理解有了质的飞跃。

质量分引力质量与惯性质量。引力质量与惯性质量之间的唯一差别是测量方法。将未知质量的物体与已知质量的物体分别受到的引力进行测量比较,就可以得到未知物体的引力质量。通常可以使用天平来测量。这个方法的优点是,只要在有引力的地方,都可以用天平来测量,因为对于同一个地方,引力场都一样。只要引力场不改变,天平会测量出可信的引力质量。但是,在超质量星体附近(例如,黑洞或中子星),就不能采用这种方法,因为在这区域里,引力场的梯度太过陡峭,在天平的左右两个托盘位置的引力场差异量太大,超过误差允许的范围。在失重环境,也不能采用这种方法,因为天平在这一环境下不能做比较。施加已知作用力于未知质量的物体,测量产生的加速度,然后应用牛顿第二定律方程,就可以得到惯性质量,其误差只限制于测量的准确度。

物体甲(包括弹簧)与物体乙(包括弹簧)只是引力质量相同。当把相同的外力作用在物体甲(包括弹簧)与物体乙(包括弹簧)上时产生的加速度不同,所以物体甲(包括弹簧)与物体乙(包括弹簧)的惯性质量不同。

教师可借此机会,引导学生自己去寻找答案而不是直接告诉其答案,那么学生在寻找答案的过程中经历了真正的科学探究。这样的过程培养了学生的科学思维与科学探究能力,体现了物理学科的核心素养。这样的教学互动才是现在的教育需要大力发扬和提倡的。

参考文献:

生物学科的核心素养例4

初中物理是一门和实际生活具有密切联系的学科,如果忽略了物理学科在实际生活中的应用性,那这样的物理课堂教学就一定是偏离了主线的教学,一定是对学生的物理核心素养培养起不到应有作用的教学。想要培养初中生的物理核心素养,那就不能不培养学生的生活实践能力。例如,在学习液体的沸腾过程中,可以让学生回家去观察水壶中的水在炉子上沸腾的时候,水是翻滚的,但是从炉子上提下来,水就不会再翻滚了,那么这是为什么呢?学习液体的汽化与液化的过程中,还是让学生去观察水壶,可以看到水壶的壶口处有大量的水汽冒出,那么这些水汽是从壶口就出现了,还是离开壶口一段距离之后才出现的?学习光线的反射过程中,可以让学生在白天的时候从屋子外边向屋内看,再从屋内向屋外看,然后在夜晚开灯的情况下从屋子外边向屋内看,再从屋内向屋外看,看看有什么不同,你能猜到是什么原因吗?通过组织学生深入生活进行观察,然后再从物理专业视角出发进行提问、分析和阐释,可以培养学生更加浓厚的学习兴趣,让学生对物理知识有一个更加深入的理解,同时让学生深切感受到物理知识同生活的密切联系,提高学生的生活能力,实现学生物理学科核心素养的有效培养。

二、在物理?n堂的问题设计中培养学生的逻辑思维能力

学生是祖国未来的建设者和接班人,是祖国的希望,是祖国实现更高水平发展和更大程度进步的不竭动力,因此必须不断强化学生的逻辑思维能力,尤其是面对那些难度比较大的问题时要层层抽丝剥茧,由浅入深地进行逻辑分析,顺利解决问题。因此在初中物理课堂教学中,对学生进行提问的过程中,教师一定要重视培养学生的逻辑思维能力。例如,在学习滑动变阻器的过程中,教师可以采用这种方式来设计问题,实现学生学习的层层深入:同学们,你们家里都有台灯吗?那么谁家的台灯是可以调整亮度的?学生家中一般都有亮度可调的台灯,因此纷纷给予肯定回答。教师继续引导:你们说,影响台灯亮度的因素是什么呢?因为已经学习过了,所以学生很自然地回答:电流。教师继续提问:谁能说出改变电流大小的方法有哪些?学生开始回答:可以改变电压或者电阻。教师提问:那么改变电阻有哪些方法呢?哪种方法是最为简便的?这样一来,学生很直接地就从改变导体的材料、横截面积、长度和温度几个因素中选择出改变导体的长度这个最为简便的方法,并引导至对于滑动变阻器的学习。这种提问方式有效培养了学生的逻辑思维能力,实现了学生物理核心素养的有效培养。

生物学科的核心素养例5

导体与绝缘体(教育科学出版社 四年级科学下册)

问题聚焦:老师出示电路检测器,演示用电线外面的塑料连接起来,小灯泡不亮;用电线里面的铜丝连接起来,小灯泡亮了,现在如果老师不把电线连接起来,而是这中间放一块橡皮擦,孩子们想一想,电流能通过这块橡皮擦吗?

猜想假设:分小组讨论并说出理由,严格按照“检测检测器――预测――检测――重复检测”的过程进行。要求学生学会的一块橡皮检测的过程有以下5个步骤:1. 从右边盒子里拿出橡皮,预测橡皮能否通过电流使灯泡发亮,把预测记录在科学文件夹上;2. 把电路检测器的两个检测头接触一下,看看灯泡是否发亮;3. 用两个检测头接触橡皮的两端,看看灯泡是否发光;4. 重复检测一次;5. 把检测时灯泡是否发亮记录在科学文件夹上;6. 把检测完的橡皮放在左边的盘子里。

制定探究计划:老师出示本节课要探究的实验材料(铁钉、一元硬币、铜片、铝片、塑料片、木片、丝绸、石头、皮毛共9种材料),发放实验记录表

实践检验:学生开始探究实验

得出结论:知道生活中有的材料容易导电、有的材料不容易导电。

在设计本节课时,在教法及学法上有以下两点体会:

体会一:设计本教学设计时,要注重对学生科学的态度培养。也就是科学核心素养的培养,要引领学生像科学家那样地开展探究活动,就要有科学活动的规则。

体会二:在科学课堂上,所开展的科学探究活动,要倡导小组成员间或组组之间的合作,而不是竞争。在小组活动中,做到分工明确,责任到人。每一个人都要有独立思考,不是每一个人做同样的事,而是为解决共同的问题而做不同的工作。如:在检测导体还是绝缘体的活动中,有的同学负责材料工作,把要检测的材料从右盒子里拿出来,递给检测的同学,检测完毕,从检测员手中接过来放进左边的盘子里;有的同学负责检测工作,并把检测到的情况让全组同学看到,然后将检测的结果汇报给记录员;记录员认真地观察检测过程,实事求是地做好记录工作;负责汇报的同学在配合其他同学的工作时,聆听大家的意见,作出汇报的准备。因为检测的材料比较多,有的角色也可以替换,经历不同的操作过程。

案例2:定量实验

摆的研究(教育科学出版社 五年级科学下册)

问题聚焦:摆的快慢与什么因素有关(摆绳的长短、摆锤的重量、摆角)

猜想假设:都有可能,选择你感兴趣的因素来开展探究,说说原因

制定探究计划:出示实验材料,分小组制定探究计划

实践检验:分小组实验,明确哪一个是定量,哪些不变量

实验一:师:我们研究摆的快慢是否与摆锤重量有关,那么保持不变的条件是什么?要改变的条件又是什么?

生:摆幅大小和摆线长度不变,改变摆锤重量,重复观测原重量,2倍重量,3倍重量的摆锤15秒内摆摆动的次数是否相同。

实验二:师:我们研究摆的快慢是否与摆绳长度有关,那么保持不变的条件是什么?要改变的条件又是什么?

生:摆幅大小和摆锤重量不变,改变摆绳长度,重复观测原摆绳长,2倍摆绳长摆锤15秒内摆摆动的次数是否相同

实验三:师:我们研究摆的快慢是否与摆角有关,那么保持不变的条件是什么?要改变的条件又是什么?

生物学科的核心素养例6

近年来,初中生物教学的重要性日益受到重视,除了纳入中考考查项目之外,生物学科本身的学科特质也逐步被挖掘。事实上,作为自然科学的一个重要组成部分,生物学既具有科学特征,同时又是当前科学研究的重要热点,理应在初中教学中具有更为重要的地位。本文尝试从生物W科核心素养的角度出发,对初中生物教学作出一些新的思考。

一、核心素养引领生物教学方向

核心素养无疑是当下教育界最热门的话题,其已经成为国家层面推动课程改革进一步深入的力量。在这样的背景下来理解初中生物教学,笔者以为其是一种方向性的引领。

生物学科核心素养作为核心素养的下位概念,其是针对生物学科的教学如何培养学生核心素养而构建的(当然同时也是兼具核心素养的要义),对于初中生物教学而言,其核心素养包括一些具体的内容,如理解生命是什么、生物体的生命是如何运转的,生命又为什么会以这样的状态运转等,这是生物核心素养的知识与态度的综合体现;而从生命的物质基础,到动植物的生物结构、功能、生殖、发育等,则是生物学科核心素养中的知识素养的重要组成部分。通过这样的分析可以发现,生物学的核心概念奠定了生物核心素养的基础,而体验生物知识的形成过程、感悟生物学科的思想则是生物核心素养的重要途径,在这个过程中,学生会通过具体的生物知识的构建,来认识科学的通用概念,如生物的结构与功能、物质与能量、稳定与变化及发展等关系。

也就是说,在核心素养的视角下,初中生物的教学应当超越简单的生物知识的学习与记忆,超越简单的考查评价等要求,要让学生通过生物的学习,理解生命的奥秘,并在探究生命奥秘的过程中掌握科学方法,形成合理的科学态度,并为奠定对生物乃至于科学的兴趣奠定基础。当学生在生物学习中形成了这样的认知,并能够用生命的眼光、发展的眼光看待周围的事物的时候,我们就认为形成了较好的生物学科素养。而这也正是生物学科核心素养引领生物教学的重要意蕴!

二、从细节处培养学生核心素养

从核心素养形成的角度来看,初中生物教学中学生核心素养的培养,关键还在细节。这是一个具有辩证意义的观点,一方面核心素养是一个宏观概念,另一方面其培养却在细节中完成。而这样的理解其实是可以避免此前课程改革中的遇到的,诸如过于注重宏观理念而忽视了细节处理,以至于让课改理念难以落实的不足。那么,从细节处培养学生的核心素养,在具体实施的时候应当如何进行呢?这里以“基因控制生物的性状”这一教学细节为例来说明。

在这一教学细节中笔者注意到,学生对基因的概念是熟悉的,但对基因发挥作用的简单机制是不理解的,因此基因控制生物的性状本身就能够激发学生的好奇心,而在实际教学中关键在于如何让学生理解基因是如何控制生物的性状的。举例固然是一个好办法,但要理解基因控制生物的性状,就必须让学生认识到其中的机制。笔者的做法是在传统教学的基础上进行了简单的创新:在以生物的高矮为例进行分析的过程中,告诉学生影响高矮的基因有显性和隐性之分,其可以分别表示为T与t,那么在基因组合的时候其是如何决定下一代的高矮的呢?在这个问题的驱动之下,笔者先给足时间让学生自己去思考。结果学生在猜想的过程中,充分认识到显性与隐性的基础在组合的时候存在着多种可能,如TT、Tt、tt等,那么这样的组合对生物的性状又有什么影响呢?这个时候笔者还是不急着给答案,而是让学生去思考探究。学生见到难以直接获得答案,于是只好结合这三种组合去猜想,而当学生开始猜想时他们又发现原来这并不是一件十分困难的事,因为两个显性的基因组合,其结果只能是让生物表现出高的性状,而两个隐性的基因组合,其结果则相反;问题出在Tt的组合所表现的生物性状上,这个时候学生必然会产生问题意识,而对这个问题的解决,教师的选择就多了,可以是自主阅读,也可以是直接告知。

在这个过程中,学生的学习是自主的,构建知识的过程是高效的,关键的是在这样的一个教学细节中,学生的思维既服务于生物知识的构建,也服务于科学思维方法的形成与运用,学生的生物核心素养也在此过程中有效形成。

三、生物学科核心素养生活理解

再从生物与生活的联系角度看生物教学(这也是核心素养的一个重要组成部分,要知道核心素养本身就强调学科知识在生活情境中的运用),可以发现从生活角度理解初中生物教学,也可以为核心素养的培养寻找新的思路。

初中生物应当说与学生的生活还是比较密切的,从绿色植物的生长与自然环境的关系,从人的新陈代谢到生物的遗传,都有丰富的生物知识存在。生物教学中一个简单的探究,就可以将生物与生活的关系建立起来,如让学生探究种子萌发的条件,让学生自带种子,自己进行实验的设计并观察,这种基于生活的自主体验,往往是生物知识形成的催化剂,而这样的学习过程,又将知识牢固地扎根于生活之中,从而可以内化为学生的生物素养。

【参考文献】

生物学科的核心素养例7

一、指导思想

《中国学生发展核心素养(征求意见稿)》指出,我国学生的核心素养主要有素养,具体为社会责任、国家认同、国际理解、人文底蕴、科学精神、审美情趣、学会学习、实践创新。学科核心素养是通过某学科的知识、技能和方法而得到的观念、能力和品格。从学生核心素养到课程标准的转化需要学科核心素养这个桥梁。化学学科核心素养是指从化学学科的角度促进学生的终身发展,以化学知识、化学思维、化学观念为基础而形成的具有化学学科特征的素养,是三维目标的整合,化学核心素养能够促进学生的终身学习和发展。

化学学科核心素养的内涵包括:一是化学观念,通过对化学学科发展中核心概念、原理、观念、规律等知识的学习与理解,形成从化学的视角认识事物和解决问题的思想、方法和观点,如化学元素观、物质微粒观、化学能量观、化学史观、物质转化观、物质变化观等;二是化学思维和方法,这方面的核心素养表现为了解并掌握研究物质世界的基本思想和方法,如从宏观到微观、结构决定性质、物质变化守恒等,形成分析、判断、综合、抽象和推理等化学学科思维形式;三是实践创新,该方面的核心素养表现为通过具体的探究活动形成应用所学知识与方法解决现实问题的意识和能力;四是科学精神,这方面的核心素B表现为具有学习化学科学的好奇心,乐于探究物质世界的奥秘,正确认识科学和技术的本质,对与社会和生活有关的化学问题做出正确的分析和判断。

二、基于核心素养的教学方式

教师在设计和组织教学时,要将传统的“以知识点为核心”的教学观念转变为“以核心素养为导向”的教学观点。一是由“抽象知识”转向“具体情境”,注重营造学习情境的真实性。核心素养着力提高学生面对复杂情境下的问题解决能力。真实世界中的问题情境往往更加复杂多元,教师在教学中要注意把抽象问题与真实情境相结合,为学生创设能够利用所学知识解决真实问题的机会。二是由“知识中心”转向“能力(素养)中心”,培养学生高于学科知识的学科素养。学科知识在学生学习和成长当中扮演着重要角色。通过学习学科知识,学生的智能、品德、价值观都打上了学科的烙印,这个过程就是学科素养形成的过程。教师需要确立“通过知识获得教育”而不是“为了知识的教育”的教育思想。学科学习的最终目的应该是形成高于学科知识的学科素养。三是由“教师中心”转向“学生中心”,促进学生主动学习和合作学习的意识与能力。提高学生学习的主动性就是要把教学中心由“教”转向“学”。教师的重要作用体现在激发学生的学习兴趣、引导学生自主学习和培养学生合作学习意识上,从而实现教育的最终目标――培养学生终身学习的能力。开展“以学生自主活动为主”的课堂教学,主要以学生的学习为主线,关注学生问题生成、实践、操作、思维转化、问题解决的全过程。

教师是教学的具体实施者,促进教师理解核心素养是关键。教师在学生核心素养的发展过程中扮演着转化者的重要角色。为了在实际的教学过程中渗透核心素养,需要加强对教师专业发展的引领。现以《苯酚》一课为例,谈如何在有机化合物教学设计中渗透学科核心素养。

三、教材分析

生物学科的核心素养例8

物理核心素养;物理课程价值;物理教学;

作者简介:林钦,1979年生,男,福建福州人,福建师范大学物理与能源学院讲师,硕士生导师,主要从事物理课程与教学论、物理学习评价研究;作者简介:陈峰,1962年生,女,台湾人,福建省教育考试院副院长,正高级教师,特级教师,硕士生导师,教育部物理课程标准研制组核心成员,福建省物理教学研究委员会理事长,福建省特级教师协会秘书长;作者简介:宋静,1981年生,女,河北保定人,福州教育研究院物理教研员,主要从事物理教学与评价研究。

每次听到“把物理全都还给物理老师了”[1]诸如此类的话,都会让我们反思:中学物理课程的价值何在。遗忘是自然界中一种不可抗拒的规律,在知识大爆炸的时代,忘记已成为常态,当知识被遗忘以后,在学生头脑中留下的痕迹才是教育价值的体现。德国著名物理学家、诺贝尔奖获得者冯·劳厄就曾说过:教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。物理课程希望学生剩下的是什么?物理学研究的事实和结论可能被学生忘记,但物理学研究的思想方法、研究态度一定能够长久地支持学生的学习、生活和工作,是不会“还给”物理教师的。这些被学生终身保持的,成为他们行为习惯的就是一个人的基本素养,培养学生的物理学核心素养和关键能力才是中学物理课程的价值所在。

怎样的物理教学才能有效促进学生科学素养的提升,是每一位从事物理教学工作的教师深思的问题。我们基于物理课程的价值追求,提出物理核心素养导向的教学,通过物理课程教学培养学生的物理核心素养,让物理课程成为培养学生科学素养的课堂,给学生留下对他们终身发展最有价值的东西。

一、核心素养导向的物理教学架构

(一)物理核心素养的构成

《全民科学素质行动计划(2006—2010—2020年)》指出,科学领域课程应以提升学生科学素养为目标,学生通过课程的学习应了解必要的科学技术知识、掌握基本的研究方法、树立科学思想、崇尚科学精神,并具有一定的应用他们处理实际问题、参与公共事务的能力。[2]物理课程作为自然科学领域的重要基础课程,在培养学生方面的价值则体现从科学知识、科学方法、科学精神与态度、科学应用四个方面为学生今后生活和工作作准备,使学生养成终身发展所需的必备品格与关键能力,形成学生的物理学科核心素养。

1.科学知识方面的核心素养表现为对物理学科发展中核心概念和规律的理解。物理学发展过程也是人类认识世界的过程,在认识世界过程中对客观事物共同属性和本质特征的抽象形成了物理概念,在探索物理现象内在联系的过程中形成了物理原理和规律,[3]这些都是人们今天认识世界的基础。学生通过物理课程的学习,应该能够认识和理解自身生活的客观世界,认识自然界的构成、现象和规律,认识物质存在的多样性、复杂性和统一性,形成科学的唯物主义世界观。

2.科学方法方面的核心素养表现为了解并掌握研究世界的基本思想和方法。物理学家为更有效地研究和认识自然界,探索出了许多研究思想和方法,这些思想和方法比科学知识更有价值。例如,忽略次要因素的理想化模型方法、控制变量的方法等,都是学生今后思考和处理身边问题的重要方法。学生通过物理课程的学习,应该能够了解物理学研究问题运用的思想和方法,并认识到这些思想方法在解决问题中的价值。

3.科学精神和态度方面的核心素养表现为对科学研究的热情和和实事求是的态度。学生通过物理课程的学习,应该能领悟物理学研究过程中表现出来的尊重事实、实事求是的科学探究态度,能在学习、生活和工作中坚持做到实事求是。

4.科学应用方面的核心素养表现为有应用所学知识、方法解决现实问题的意识和能力。学生通过物理课程的学习,不仅要能够解析“模型化”的物理试题,更要有解释生活中物理现象的意识,利用科学知识和方法解决学习、生活和工作中遇到问题的意识和能力。

物理课程的教育价值在于让学生养成这四个方面的核心素养,让学生具备科学的思维和意识、科学研究的方法、适应社会所需的物理学知识、了解科学的起源和树立科学的世界观、[4]严谨的科学态度和实事求是的科学精神。为实现这样的培养目标,我们有必要反思当前的物理教学,重构核心素养导向的物理教学,能够为基础教育物理课程及教学改革指明方向。

(二)核心素养导向的物理教学的建构

物理学科核心素养是学生在学习物理过程中逐步形成的行为习惯与关键能力。体现物理学科的教育价值,实施核心素养导向的物理教学,需要教师转变教学的价值观念,意识到物理教学的目的不在于对物理知识的记忆和再现,而在于知识和方法的应用,在解决问题中逐步形成物理学科核心素养。

物理核心素养导向的物理教学结构

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首先,要认识到物理学研究所积累的知识是学生学习活动的载体而不是终极目标。知识教学的目的在于把物理学在研究自然的过程中获得的知识转化为学生的个体知识,使学生知道世界是什么样的,能够客观地认识和分析自身所在的世界。教师要为学生学习物理知识创设合适的情境,帮助学生借助物理学家研究问题的方法探索自然、建构个体知识,并在此过程中掌握基本的认知方法、感悟物理学家研究过程中体现出来的科学精神。

其次,要认识到学生物理知识的建构过程,关键在于核心概念的建构。核心概念是指居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法,是一种教师希望学生理解并能在忘记其非本质信息或周边信息之后,仍然能应用的概念性知识。[5]物理教学过程不应该是向学生“灌输”事实和结论的过程,而是应该帮助学生借助物理学家研究自然界的思想方法,自主探索、建构物理学科核心概念,并逐步将这些思想和方法内化成自身的行为习惯,形成良好的科学品质。物理教师应该清晰地认识到物理学科核心概念与其他结论性知识之间的联系,围绕核心概念开展教学,而不是围绕考试试题开展教学。

最后,教师还要清楚地认识到学生物理学核心素养是一种行为习惯和思维惯性,习惯和能力的形成不仅需要学习体验,同时也离不开学习者的自身实践。[6]学生解决问题的过程与物理学家研究的过程都不可能是一帆风顺的,物理教学应该帮助学生感悟物理学家研究过程中所表现出来的情感态度和价值观,并创设实际问题情境帮助学生体验这样的科学精神,帮助学生把蕴含在知识发现过程中的情感、态度和价值观转化为自身解决实际问题的行为准则,使他们能够正确地对待和解决未知的问题,在此过程中将科学方法内化为自身行为习惯,养成良好的科学态度和素养。

核心素养导向的物理教学要求我们将物理课程的教育目标定位在学生终身发展的行为习惯与关键能力的养成,在教学中不断为学生提供面对问题、分析问题、解决问题的机会,在此过程中激发他们学习的热情,在主动学习与探究中养成行为习惯,发展关键能力。

二、核心素养导向的物理教学策略

物理核心素养导向的教学要求教师深刻认识物理课程促进学生能力发展的价值所在,关注学生物理核心素养的培养。改革当前物理课堂教学,实施物理核心素养导向的教学要求我们注意学科核心内容、科学方法、科学精神、实际问题以及教师以身作则等方面的问题。

(一)围绕核心概念展开教学

以物理核心概念统领物理教学,可以帮助师生从纷杂的事实、概念、规律、定理、公式中跳出来,站在更高的位置上培养学生的科学素养。物理核心素养导向的教学要求课程内容应该围绕物理学科的核心概念进行,教学重心应该从讲授事实转移到使用事实,学习重心也应该从记忆事实转移到理解可迁移的核心概念和对更为根本的知识结构进行深层理解,培养和发展思维能力。[7]

例如,质点的概念:用来代替物体的有质量的点。这是一个理想化的物理模型,仅靠教师的讲授是难以掌握的,只有将其置于一定的应用情境中,才会显得生动和有意义。

A.当物体的大小和形状对所讨论的问题来说影响不大时,就可以忽略物体的大小和形状,把物体当成质点。

B.物体上的各点的运动情况都是相同的,即平动的物体,可以看成质点。

C.在研究物体运动时,其大小与形状可以不考虑时,可以视为质点。

这三个都是对质点概念的理解,其中A是核心概念,B、C等是次位概念,是质点概念在具体情境中的解读,是事实性的结论。

核心素养导向的物理教学要求教学活动不能停留在仅让学生记住一些物理学事实,而是要关注通过事实抽象提出的核心概念,教师可以围绕“是否可以忽略物体的大小和形状”开展教学,讨论B、C两种情况下能否将物体看成质点,培养学生敏锐鉴别的思维,从而更深层次的理解“质点”的概念和“理想化模型”,并将这种“忽略次要因素”的思维方法迁移到工作和生活中。

反观当前的中学物理课堂中,许多教师为应付考试的需要,往往“赶进度”,注重“关键考点”的教学,这样的方法使得学生难以进行有意义的知识组织,在“关键考点”之外通常只是能触及一些表面性的事实和结论。然而关注事实记忆的课程终将被完全遗忘,这就是学生“全都还给老师了”的原因所在。

(二)提供应用科学方法研究问题的机会

物理核心素养导向的教学要求物理课程能够为学生在今后工作和生活中面对未知问题时提供解决问题的思路和方法。物理课堂教学应该为学生创新真实、复杂的问题情境,鼓励并引导学生剖析问题、简化问题、建立物理模型,并运用适当的方法解释问题。

注重科学探究是新课程的亮点之一,《美国国家科学教育标准》认为科学探究“指的是科学家用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指的是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动”。[8]科学家研究问题的关键,是能够在纷繁复杂的表象下发现问题的关键,在此基础上建构物理模型、设计方案、解决问题。科学探究教学的价值应该是培养学生利用科学探究的方法获取知识、研究解决生活中遇到问题的能力,而不仅仅是简单重复科学家发现知识的过程。

然而,在过于强调知识积累的物理教学中,科学探究更多时候仅仅被作为发现知识的“工具”和“手段”,获得事实性结论成了科学探究的目的所在,使得科学探究的价值被弱化。在物理课堂中探究的问题往往是教师已经明确提出的(或者是问题情境中显而易见的),学生只要按部就班的“猜想、假设、实验……”就能够轻而易举地探究出正确的结论。学生在探究前基本知道了结论,在探究过程中既不可能也没有时间思考“可能存在的问题”,长期这样的重复训练永远达不到发展学生问题意识和探究能力的目的,也不能促进学生真正理解科学探究的精髓。[9]

例如,牛顿第二定律的实验探究中,教师通常提出典型问题:探究力与物体运动状态变化之间的定量关系。在学生猜想假设的基础上,根据所需测量的物理量设计实验方案并进行实验,最终得到科学的结论。这一过程看似注重了学生有证据的猜想、实验设计、实验操作能力等方面探究能力的培养,但许多教师并没有给学生思考探究中可能存在的问题的机会:拉力大小如何确定、如何有效平衡摩擦力、该实验成功的关键是什么、实验数据存在误差的原因是什么?等等,仅将其作为获取知识的工具,得到知识即结束探究。

如果教师能够给学生足够的时间思考如何更精确地测量所需的物理量,如何减小摩擦,实验中可能出现的问题,在学生得出实验数据后进一步引发学生对现有结论的反思和质疑:实验结果的误差是由什么原因造成的?实验中有哪些地方值得改进?为什么结论不表示成a=F/m等。只有不断地反思、研究探究教学过程出现的问题,才能真正培养学生的探究能力,提升学生的物理核心素养。

(三)还原“真实”科学研究历史

物理核心素养导向的教学要求关注学生科学态度和价值观的体验,教师可以借助物理学发展史,为学生创设真实的情境,避免空洞的说教,帮助学生切实体验严谨的科学态度、科学精神。同时,教师应该关注学生“求真”的愿望,还给学生一个真实的历史。

杨振宁教授曾将他取得成功的奥秘归结为:“要站在问题开始的地方,要面对原始的问题,而不要淹没在文献的海洋里……”。这给我们物理教学极大的启示:物理教学同样不能淹没在教材、教辅和题目的海洋里,而应深入挖掘物理学曲折的发展史中涌现出来的伟大的科学思想、科学精神。写在教科书上的科学结论固然重要,但它背后的孕育发展、由潜到显的转化历程则更富启迪。物理核心素养导向的教学要求教师向学生展现物理概念的形成过程、物理规律的发现过程,以及物理问题的解决过程,体验真实的科学精神。

例如,教科书通过比较亚里士多德和伽利略的不同观点来介绍牛顿第一定律的发现过程,教材写道:“这个‘错误’竟维持了近两千年。直到三百多年前,伽利略……”。[10]许多物理教师在教学过程中都组织学生讨论亚里士多德的错误观点,强调伽利略勇于质疑的科学精神和牛顿“站在巨人肩膀上”总结得出牛顿第一定律的伟大成就。这样的教学过程似乎突出了伽利略勇于质疑、不畏权威的高尚品质,殊不知这种断章取义的说教已经起到了相反的效果,给学生造成“古人真笨”的印象,无法理解为什么“两千年无人反驳”,更无法理解“站在巨人肩膀上”的含义,以至于本应该充满生机活力的物理教学变得机械、沉闷和程式化,缺乏情感与灵性的自然流露。[11]

反思古希腊的科学史我们可以发现,在伽利略之前,就有许多学者对亚里士多德的观点的不足进行了批评,如希帕克斯(前190—前120)、菲洛波诺(约490—570)、布里丹(1292—1363)、奥雷斯姆(约1320—1382)和达芬奇(1452—1519)等,尤其是伽利略的哲学老师博纳米科和贝内代蒂提出了“冲力”的概念,为伽利略的“临门一脚”奠定了良好的基础。[12]物理教学中如果忽略二千年中曲折的研究过程,学生就无从认识“巨人”所在,无法领悟伽利略、笛卡儿和牛顿的伟大贡献。

实施物理核心素养导向的教学要求教师深入研究物理学发展的过程,清楚其中所蕴含的科学思想和方法,创设鲜活、真实的学习情境,带领学生领略物理学的价值,体验物理学研究过程中的科学精神,促进他们科学素养的提升。

(四)创设待解决的真实问题情境

物理核心素养导向的教学要求教师为学生自主探究感兴趣的现实问题提供时间和空间,为学生创设需要解决的真实问题,让学生运用所学的知识和方法,自主开展研究活动,只有在真实情境中的自主探究,才能体现学生的探究能力和科学素养。经济合作与发展组织(OrganizationforEconomicCo-operationandDevelopment)在其开展的国际学生评估项目(PISA项目)中认为:面向未来而化解问题的创新能力远比复制既往的知识更具建设性价值,强调个人在面对不可预测的复杂情景时,灵活“分析、推断和沟通”的创意能力,特别是基于独立人格、自由思考而作出自主判断、自主选择的发展性探究能力。[13]

物理核心素养导向的教学要求教师为学生创设面对未知的、“原始”的问题情境,这些原始问题可以是课堂生成的,也可以来自生产生活现象,让学生像科学家那样“独立的尝试用各种方法研究问题”,在不断尝试的过程中,开拓视野、发展能力,不仅获得了知识,更重要的是体验到了科学探究的乐趣和科学精神,养成良好的科学研究态度。[14]

例如,在研究“运动合成与分解”内容之后,教师提出:“节日焰火非常漂亮,大家认真观察,看看高空的焰火是什么形状的?”在学生观察的基础上,教师继续将问题引向深入:“为什么都是球形呢?”学生可以自主利用所学的相关知识和方法,从各个方面进行探究,从而巩固强化运动合成与分解的方法,培养学生运用所学解决实际问题的意识和能力。

又如盛极一时的神奇水杯———55℃杯,许多教师都看到了该产品的广告和新闻报道,如果能够及时查阅资料、咨询专家,就可以引导学生自主探究该水杯的构造和原理———热传导原理,并自制一个快速的降温水杯。培养学生知识应用的能力,提升学生科学素养。

(五)注重物理教师的言传身教

物理核心素养导向的教学不仅要求我们改变教学的内容和教学方式,还要求物理教师具备良好的物理核心素养,通过言传身教,潜移默化地促进学生科学素养的提升。

在学生探索世界、建构认识、形成能力的过程中,离不开教师对事物的剖析、示范;离不开教师对学生活动的启发、引导,这当中都融入了教师的理解、教师的精神、教师的情感、态度、价值观。[15]作为教学中的一个核心要素,物理教师只有具备扎实的专业知识、熟练的研究方法,才能深入浅出地讲解、信手拈来地指导学生的学习活动。教师不经意的一个“随便”,都可能给学生造成极大冲击。

例如,有媒体报道了《木棉落花把头砸肿了》:

林老师对主持人收集的5朵木棉花进行称重,最重的21克,最轻的18克,平均20克。花朵从树上掉到头上的时间以2秒计算,一朵木棉花产生的重力动能为0.04焦耳。再假设木棉花与头部接触的瞬间时间为0.1秒,那么砸到头的瞬间重量为400克,这相当于3个多鸡蛋一下子砸到头上。[16]

生物学科的核心素养例9

物理核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中,逐步形成适应学生未来发展所需要的必备能力与关键品格,它是关于学生知识、技能、情感、态度、价值观等多方面要求的综合体.基于核心素养的物理课堂教学,要求我们在教学设计中,关注“物理观念”“科学思维”“实验探究”和“科学态度与责任”四个维度.每个维度都有其特定的素养形式与素养内涵,本文以《楞次定律》为课例,谈谈基于核心素养的高中物理课堂教学的设计与思考.

一、基于物理核心素养的教学内容分析

《楞次定律》是一节典型的学习难度较大的物理规律探究课,一是涉及的因素多,有磁场方向、磁通量的大小、磁通量的变化、线圈绕向、电表指针偏转、电流方向等.虽然学生已经对这些物理量有了基本的了解,但在同一实验中涉及那么多的物理因素,学生感到难以理清头绪.二是规律比较隐蔽,难以通过一般的概括获得规律,要求有很强的分析、推理和概括能力.“楞次定律”因其内容的复杂和表述的间接使规律显得更加抽象.前面学习的“电场”和“磁场”描述的场都是“静态场”,大小和方向是恒定的,而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系,是一种“动态场”,学生理解难度增大.

针对课题《楞次定律》的特点,基于物理核心素养,我们对教学内容进行分析,列出了核心素养所对应的教学内容(见表1).

二、基于物理核心素养的教学目标确立

教学目标是通过一定的教W程序后学生所获得的素养或能力的状态的描述,是指教学活动实施的方向和预期达成的结果.

我们认为核心素养不能替代教学目标,核心素养是学生必备的品格和关键能力,是人的最终发展目标,而教学目标是指某一具体的教学活动预期达到的结果(学生心理与行为的变化),是一个特定过程的最终状态.因此,要形成核心素养这个“状态”,离不开每一节课的教学的“小目标”.为此我们根据物理核心素养的素养形式与素养内涵,列出了本课的教学目标(见表2).

三、基于物理核心素养的教学过程

在基于物理核心素养的教学内容分析和教学目标确定的基础上,设计基于学生物理核心素养的培养的教学过程.

(一)基于真实情境 提出研究的物理问题

通过演示实验创设问题情境,可以调动学生学习兴趣,激发学生的求知欲,并提出需要深入探究的物理问题.我们从学生原有的认识入手,条形磁铁穿过闭合线圈产生感应电流,设计演示实验,如图1所示,条形磁铁穿过线圈,用微电流传感器检测线圈中的电流如图2所示,学生能分析观察到的物理现象,提出可探究的物理问题――感应电流的方向的变化与哪些因素有关? 这样引入的目的是培养学生发现问题和提出问题的能力.

(二)参与方案制定 经历实验探究过程

我们立足教材,并对教材进行延伸和深挖.以问题为导向,通过一组活动,从科学猜想到设计实验,再进行实验研究,在课堂上让学生经历探究的全过程,真切感受到科学探究的乐趣,提升对科学本质的认识,提高实验探究的能力,逐步发展丰富物理核心素养.

活动1(科学猜想与设计实验)

在对图2所示的现象分析基础上,进行科学猜想――感应电流的方向与磁场的磁通量的变化有关.

制定“探究感应电流方向与磁通量变化的关系”的实验方案,要有产生感应电流的实验装置(如图3所示),变量的控制(磁铁的极性和运动方向、线圈的绕向),感应电流方向的测定(电流表),设计记录的表格,如表3.

活动3(深入探究)磁铁的N极和S极插入线圈或拔出线圈,观察指针的偏转情况,得出线圈中感应电流的流向及磁通量变化的关系.

(三)分析实验数据 主动得出实验结论

教师事先设计了表格形式的学案(表4),表格第四、第五行没有涉及任何物理量,这给学生留足了探究的空间.通过小组讨论,研究发现“感应电流方向”与“磁通量变化”之间并没有直接关系.教师引导是否还有其他因素的影响呢?在学案表格中加入一行――原磁场的方向.再经过小组交流,仍然找不到规律.因为磁场方向是竖直方向,而感应电流方向是水平螺旋方向,启发学生明白安培定则就是让这两个方向的物理量发生关系的,从而教师再引导学生引出“中介量”――感应电流的磁场方向,引导学生,在表格中增加原磁场方向和感应电流磁场方向两个因素.逐步完成表格,再通过交流讨论,归纳总结得出:当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同.在教师的引导下,得出“增反减同”,进一步概括得到“阻碍”两字.

学生从而主动得到楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.

规律比较隐蔽,其抽象性概括性很强,学生很难独立对其归纳和总结.教师鼓励学生进行小组讨论,给足时间和空间,在充分的交流和表达过程中,碰撞出智慧的火花,发展核心素养.

(四)进行实践检验 纳入自身知识结构

如图5所示,有两个轻质铝环A(闭合)和B(断开),某同学手持磁铁的任意极靠近A,A会怎么运动?远离A时,A怎么运动?

用实验证明,楞次定律是正确的.

进一步分析:用磁铁靠近轻质铝环A时,在铝环中产生了感应电流,获得了电能.在这一过程中,铝环与磁铁有相互作用的电磁力,所以,此同学对磁铁和铝环这个系统做功,符合能量守恒的普遍规律.倡导学生要节约能源,促进可持续发展的责任感.

(五)解决实际问题 提升科学思维能力

回归课前引入的演示实验,根据楞次定律解释为什么条形磁铁穿过闭合线圈,电流方向会发生改变?

让学生解决真实的物理问题,从中认识物理学的价值和与生活、社会、科技的联系,明白物理规律可以预测事物的结果或现象.

生物学科的核心素养例10

【关键词】含义;目标;方法

生物学科是一门很贴近生活的学科,与身边的实际生活息息相关,所以学好生物才能更好的体验生活。另一方面当今社会的教育模式已经从应试教育方向转变成人才培养的方向,在这样的方向下,在初中生物课堂教学中如何培养学生们的核心素养成了每个生物教师需要面对的问题。

一、生物学科核心素养的含义

(1)对生命的感知和领悟。生物是一门充满生命活力的学科,处处体现了大千世界中的生命现象和规律,在学习的过程中可以感受到世界的奇妙,从而产生对生物学习的兴趣。例如在学习单细胞生物这一知识,学生们通过显微镜对草履虫进行观察,看到草履虫在活动,这是肉眼所看不到的,这样的兴奋就让学生们不经感叹这世界的奇妙,也是无法用语言来形容的,通过对草履虫的观察这样的实验活动,让学生们感受到生命的伟大。

(2)对生命的敬畏和尊重。自然中每一个渺小不起眼的生物都值得人们尊重和敬畏,例如在德国经常吃鱼的家庭中,就会准备一种药,在杀鱼之前给鱼服下,之后就会昏迷,在被宰杀时就不会感到痛苦,通过这样的例子让学生们对生物学会尊重和对生命的敬畏。

(3)对自然的认识与珍惜。通过生物学习,知道了自然不仅包括生命物体,还包括非生命物体,生物中说明了生命物体与非生命物体是相互影响相互依赖的关系,通过生物学习,对自然有了科学、完整的认识,而培养了核心素养后,就学会如何珍惜自然。

(4)对生命科学技术的认识和探究实践。生物是一门建立在实验基础上的学科,也是一门需要不断进行探究的学科,在学习生物的过程中,需要经常性的做实验,结合实验来学习,通过动手实践来学习知识,同时在动手实践的过程中,对生物进行探究,认识了生命科学技术的伟大,培养了学生独立思考意识,这也是生物学科中核心素养的体现。

二、生物学科核心素养的目标

(1)培养学生的观察力,观察是学习生物的重要手段之一,生物与实际生活相关,要经常性的观察,生物学中很多问题都是通过观察解决的,这也说明观察是学习生物知识的主要步骤,通过观察然后得出相关结论,所以观察能力是培养学生们的生物学科核心素养的目标之一。

(2)培养实验研究能力和实践活动能力,对于生物的学习来讲,实验研究能力是很重要的,在观察的基础上然后进行实验研究,根据生物学科的特点可以说明,实验研究是学习知识的重要手段,从实验中获得知识,通过研究解决问题。而实践活动能力指在学习理论知识后再正确的运用到实际生活中,在实验探究时可以将书本知识应用到实验中,对传统知识还可进行拓展。

(3)培养探究性学习的能力,通过培养学生们的探究性学习能力,可以让学生们学会自主学习,生物课程学习需要与实验结合,在拥有探究性学习的能力后,可以引入到生物实验中,有效的促进学生们学习方式的转变,还可培养学生们的创新精神,多方面的学习知识。

三、培养生物学科核心素养的方法

(1)自主学习,多方面展现核心素养,对于生物核心素养的培养,可以结合科学的思维和方式,通过自主学习,提升学生们的能力培养,例如在学习光合作用这一知识时,教师首先利用多媒体教学设备,以植物叶绿体为知识中心,让学生们对光合作用有个基本的了解,然后再进行实验,通过自主学习,懂得光合作用原理,掌握了光合作用的知识,通过实验中一系列的环节,多方面的展现了生物学科的核心素养。

(2)合作探究,提升核心素养,通过合作探究,与自主学习相对应,在自主学习的过程中,融入合作探究的方式,既拓展了学生们的知识面,有提高了动手能力。例如在学习动物的生活习性这一知识时,以观察蚂蚁为例,就需要学生之间的合作共同探究,从各个方面去观察蚂蚁的生活,通过这样的实验,培养了学生们的团队协作能力,这也是核心素养的体现。

(3)结合生活实际,学以致用,理论教学和实验探究,都离不开生活实际,生物核心素养的培养与生活密切相连,在教学过程中,可以适当的引用生活中的例子,运用合作探究的方式解决难题,例如在学习生态环境知识时,可以根据生活中污水排放大,垃圾随处乱扔等现象,得出环境污染的原因,以及如何去改善和治理,通过根据生活实际来学习生物知识,也可以培养生物核心素养。

四、总结

核心素养是素质教育进一步深化的结果,对学生们在平常生活中的学习有重要作用以及对学生们的全面发展有重要影响,在生物教学过程中,通过自主学习、合作探究、生活实践的方式,培养学生们的核心素养。

参考文献:

生物学科的核心素养例11

在生物教学中不仅要激发学生探索生命奥秘的兴趣,还要尽可能教给学生研究生物学的科学方法,培养学生研究生物学的能力,把发现真理的“钥匙”交给学生,特别重要的是有利于学生的科学态度和科学素质的形成。使他们在面对新的情景和现象时,有勇气提出与众不同的观点,敢于探索,勇于开拓成为开创型人才。

本文作者以公众科学素养调查问卷中使用的指标体系为参照,结合高中学生知识结构和能力特征,设计惠贞书院高中学生生物学核心素养调查问卷,从学生获取生物科技信息的渠道、学生对生物科技信息感兴趣程度、中学生的基本生物学核心素养、中学生对科学技术的评价和态度等方面展开调查。共发放调查问卷482,回收有效问卷480份。调查对象包括高一、高二选考、高二学考、高三选考四类学生。

一、惠贞书院学生生物学核心素养现状分析

(一)学生获取生物科技信息渠道单一、时间较少

高中学生获取生物信息渠道的前三位依次为网络(65.2%)、课本及课堂教学(50.9%)、电视(37.8%),其中,不同调查对象的选择差别较大,高一和高二学考学生利用网络获取信息占首位,分别为66%和63.6%,高二选考和高三选考学生则主要从课本及课堂教学中获取。调查显示,除正规学校教育外,大众传播媒体是学生获得科技信息的主要渠道。从这个特点来看,学生还缺乏核心素养培养意识,只是一种无意的获取。

调查学生经常阅读的文章内容后发现,主要有流行小说(46.0%)、时事热点(43.6%)、科普读物(36.7%)。高二选考和高三选考学生更喜欢科普读物和时事热点,高二学考学生更喜欢时事热点和流行小说,显示出学科特点及学生的不同爱好与所选学科的关系极为密切。通过对不同学科学生的访谈表明,有50%以上的学生虽然喜欢课外科普读物,可由于课业负担重、科普读物少等原因很少阅读,一定程度上也说明了学生科学态度的不足。

根据学生获取生物科技信息的时段调查结果显示:不同学段的学生每天接触报刊、杂志、广播电视、网络等媒体的时间约为1小时。在对了解生物科技知识最多阶段的调查中显示,有93.0%的学生认为在高中阶段了解生物科技知识最多,这与学生的年龄、理解能力和对生物知识吸取的重视程度以及高中生物的知识量有关。但调查显示:12.7%的高二学考学生选择初中阶段是其了解生物科技知识最多的时期,说明“科学”对于非生物选考学生来说仅仅是知识含义,也说明我们对青少年科学方法、科学态度、科学精神方面教育的匮乏。

根据学生获取生物科技信息渠道的调查结果表明,学生学习生物科学知识的途径主要是网络、课本与课堂教学,学习阶段主要在高中阶段,更喜欢阅读小说,对科技读物涉猎较少,接触媒体的时间平均在1小时左右,高中是生物核心素养获得的主要阶段。但学生科学态度不足,缺少了解生物科技知识的主动性和前瞻性。

(二)学生对生物科技信息感兴趣,但基础较差

针对学生对生物科技信息兴趣程度的调查结果显示:很感兴趣和比较感兴趣的分别占24.7%和62.9%,愿意参加学校组织的研究性学习的学生占74.2%,这是令人鼓舞的数据,是提高高中学生生物学核心素养的先决条件。但在调查过程中也发现,学考和选考学生对生物的兴趣程度差异明显,选考生中也有少部分学生表示不愿参加生物活动,这与学生所学学科及对科学的认知态度有关。

在学生对基本生物科学术语和科学观点了解程度的调查中,对5个生物科学术语均选择“了解”和科学观点能答对5道及以上的学生作为“了解基本生物科学知识的学生”。调查结果表明:了解基本生物科学术语的学生为12.3%,了解基本生物科学观点的学生为55.1%,在教材和媒体中出现频率较高的知识正确率较高,一定程度上反映出学校教育、课堂学习在获取、积累知识中仍起着重要作用。

(三)学生具备一定探究能力、对生物科技持正面态度

本问卷从客观精神、探索精神、质疑精神、公平竞争与合作等方面对学生进行了科学思维与探究能力的调查。数据分析表明:惠贞书院的高中学生对人、对事基本能够秉承客观公正、实事求是的态度,当与他人有不同意见时,也敢于提出自己的疑问和见解,善于和他人合作,共同完成科学实践活动。

针对学生对生物科学技术发展看法的调查结果表明:大多数学生对科学技术持正面和积极的看法,能认识到科学对当今世界及人类生活的重大影响,对科学技术充满希望。但是学生对于重要生物问题的关心程度不高,高一和高二学考学生不太关心环境污染等问题的占50.9%和12.7%,说明缺乏忧患意识的学生仍然存在。

(四)学生生物学核心素养总体状况

学生若能同时达到对科学常识和概念的基本了解、对科学研究过程和方法的基本了解、有关科学对社会的影响的基本了解,就可以认为其具备了生物学核心素养的基本水平。