基于生物學核心素養的創新活動設計與實踐

梁慧

關鍵詞：生物核心素養；創新活動；生殖與發育

文章編號：1003-7586（2024）01-0010-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

我國基礎教育領域的核心素養主要關注學生的文化基礎、自主發展和社會參與。新一輪基礎教育課程改革（以下簡稱“新課改”）下的生物教學，正朝著更加重視培養學生的多元智慧、創新能力、自主探索及團隊協作的方向不斷前進。其中，生物學的核心素養更加突顯，它不僅僅涉及對知識的理解程度，更涉及學生應對實際生活問題的解決能力。因此，新課改提倡以學生發展為本，引導學生以生活、生產實際問題為導向，讓每一個學生都可以從課堂中獲得成長。通過教師精心設計的創新活動，加深學生對基礎知識的理解，也提高了學生的動手能力和創新思維。生物課堂迫于教學進度和升學率等壓力，通常容易忽略創新活動的開展和實施，并存在著諸多問題如：設計的活動形式過于單一、活動指向的教學重難點不突出；活動的實施時間短、流于形式；沒有引領學生深入活動課堂、訓練學生的思維；無法幫助學生獲得綜合能力的提升，從而達不到活動開展的目的。

課程標準鼓勵學生和教師充分利用身邊低成本的器具和材料，設計富有創造性的實驗和實踐活動。作為教師，應該結合學生學情和認知發展規律，為創新活動的開展創設合適的情境，提供更多機會讓學生親自參與和實踐，鼓勵學生自己觀察、思考、提問。因此，教師應該思考并設計針對性強、形式多樣的創造性活動，以此提高學生學習興趣，幫助學生了解生物世界，落實生命觀念、科學思維，滲透科學探究和社會責任，才能有效地實現學生綜合能力的發展。

1教材分析

“昆蟲的生殖和發育”是人教版八年級下冊第七單元第一章第二節的內容。昆蟲是與人類關系最密切的動物類群之一，也是學生比較熟悉和感興趣的一類動物，但要學生準確說出昆蟲生殖和發育的過程及特點，還需向學生提供豐富的直觀性資源以幫助學生更好地理解。

本片段教學首先通過創設生活情境“絲巾”的來源，激發學生興趣，以家蠶為例引出本節課題。以導學案為載體，教師引導學生對不同時期蠶的活體進行觀察，通過感官刺激幫助學生對事實進行抽象和概括，理解蠶的幼蟲與成蟲在形態結構和生理功能上的區別，從而歸納出變態發育這一核心概念。教師設計并提供簡易的繅絲工具，幫助學生體驗繅絲工藝，感受蠶絲的柔軟，強調桑蠶絲織技藝于2009年就已成為世界級非物質文化遺產，增強學生的民族自豪感。最后視頻播放蠶絲與防彈服的關系，借助蠶絲的特性，猜想蠶絲的用途，發散學生思維，加強科學與技術、科學與社會的聯系。

2教學目標

（1）通過觀察蠶卵和交配的蠶成蟲，推測蠶的生殖方式和發育過程。

（2）通過對家蠶不同時期的活體進行科學觀察，歸納變態發育的概念。

（3）通過對完全變態與不完全變態發育的理解，可以運用遷移、應用和演繹的方法，推測其他常見昆蟲的發育過程，從而掌握歸納總結以及演繹推理的方法。

（4）通過體驗繅絲工藝的活動，說出蠶絲的特性，設想蠶絲的多種用途。

3教學過程

3.1創設情境，激發興趣

教師身穿綢緞制品，并佩戴絲巾，介紹真絲材質的絲巾柔軟、有光澤、具有保暖的功效。結合學生的生活實際，詢問絲巾中“絲”的來源。

設計意圖：從學生的生活經驗出發，通過對綢緞制品的展示，介紹真絲材質的特性，激發學生興趣，提高學生對真絲的認識，為后續創新活動的設計及實施夯實基礎。

3.2觀察實驗，直觀體驗

生物學實驗能夠提高學生的觀察、操作和創新能力。為了讓學生們有機會近距離地觀察實驗，教師需要給他們提供一個良好的實驗環境，并讓他們有更多的機會去探索和理解這些實驗。在實驗中，教師可以通過多種途徑為學生增加觀察的機會，使學生可以在觀察的過程中對生物實驗有更加清晰的認識，增強學生的感知。

學生活動：將放有不同發育時期的家蠶活體培養皿按發育順序進行排列。

教師準備不同發育時期的家蠶活體（蠶卵、幼蟲、蛹、成蟲）。學生以小組為單位，結合實際生活經驗，分析得出蠶開始發育的時期為蠶卵期，并排列出蠶的發育過程：卵一幼蟲一蛹一成蟲。教師展示蠶蛾交尾過程圖和蠶卵實物圖，學生推理得出：蠶的生殖方式為有性生殖。

設計意圖：讓學生們從實物的角度來探究蠶的生命周期，感受蠶的一生，這樣可以幫助學生有效地內化核心知識，培養他們對于生物科學的興趣，增強他們的求知欲望，提高他們的學習熱情，讓他們體驗科學探究過程與掌握科學方法。

學生活動：以小組為單位，分別按照以下步驟觀察蠶的幼蟲和成蟲。

環節一：撫摸幼蟲和成蟲的身體是什么感覺？你還發現了哪些現象？

環節二：數數幼蟲有幾對足，觀察成蟲有幾對翅、幾對足。

環節三：觀察幼蟲身體是否分節。

教師引導學生通過“摸”“數”“看”三個不同的步驟，比較蠶的幼蟲和成蟲在形態結構上的差異，分析其生理功能上的特點。學生通過科學地觀察和觸摸的體驗，觀察蠶的成蟲（蛾）作為昆蟲的特征，感受蠶的幼蟲身體的柔軟，通過比較得出昆蟲的變態發育這一核心概念。

設計意圖：觀察實驗的設計提高了學生的感官認知和類比、分析與推理的思維能力，激發學生拓展思考的深度和廣度。通過對比幼蟲和成蟲的食性、行為習慣以及結構特征，更好地理解它們之間的差異，從而深化結構與功能相適應的生命觀念。

3.3創新活動，繅絲體驗

教師展示絲綢制品的工藝流程：栽?！B蠶→繅絲→染色→絲織。2009年，中國傳統的桑蠶絲織技藝被聯合國教科文組織（UNESCO）正式列入《人類非物質文化遺產代表作名錄》，作為中華民族文化的象征，受到全球關注，成為一項重要的文化遺產。教師引導學生根據視頻，體驗桑蠶絲織技藝中最關鍵的繅絲工藝。

學生活動：利用簡易的繅絲工具，如圖1所示，體驗桑蠶絲織的關鍵工藝繅絲。

設計意圖：學生通過親身體驗繅絲工藝，了解絲綢的制作方法，學以致用。教師通過對中國傳統文化桑蠶絲織工藝的介紹，讓學生了解源遠流長、生生不息的中華文明，提高學生的民族自豪感，培養學生的愛國主義情感，并加強學生傳承非物質文化遺產的意識，落實培養社會責任的核心素養。

3.4蠶絲用途，發散思維

創新思維是人類思維的高級形態，是包含多種思維方式的有機復合統一體，主要包括：聚合思維、發散思維、邏輯思維、批判思維、創造思維等。為促進對學生創新思維的培養，教師可在教學過程中實施能激發學生興趣的創新活動，滲透生物與歷史相結合的文化因素，從而增強學生的創新意識和實踐意識。

學生活動：根據繅絲體驗及材料，分析蠶絲特性，設想蠶絲的用途。

特性一：蠶絲由動物蛋白組成，能提高皮膚細胞活力，天然蠶絲的結構與人體肌膚極相似。

特性二：蠶絲中的絲素肽是一種理想的保溫、吸濕成分。

特性三：蠶絲內的絲素纖維可在生物體內被降解。

特性四：蠶絲蛋白的納米級多孔結構，具有出色的吸附糖、脂肪和膽固醇的功能，還可以降低高血糖和改善腸道健康。

設計意圖：學生通過繅絲過程，撫摸柔軟的蠶絲，觀察蠶絲的光澤度，學以致用，在生活中可用于辨別“真假絲”。另外，根據教師提供的蠶絲特性相關資料，推測蠶絲的多種用途，如：面膜、食品、降血糖藥物、人工皮膚、外科醫用縫合線等。該活動有利于激發學生的發散思維，培養學生分析問題、解決問題的能力。

3.5創新作業，內化提升

教師介紹：科學家眼中的蠶絲是萬能的。報道顯示，蜘蛛絲可用于制作防彈服，但產量極低，而家蠶卻可以大規模養殖，成為吐絲能手。學生思考并交流如何實現防彈服的量產化。

學生活動：根據材料中蠶絲與防彈服的聯系，設計量產防彈服方案。

材料一：研究表明，蜘蛛絲在自然界中具有極佳的力學特征，較之用于制作防護服的凱夫拉纖維，它具有更大的抗壓和抗剪切力，但蛛絲蛋白的產量—直難以提高。

材料二：家蠶是唯一能夠通過人工飼養大量產生絲纖維的物種，它們的蠶絲蛋白與蛛絲蛋白具有相似的結構特征。

材料三：轉基因技術是利用基因工程技術，將一種生物體的基因轉移到另一種生物體中，使后者獲得新的性狀的技術。

設計意圖：利用學生意想不到的蠶絲用途（將蠶絲和防彈服聯系在一起），激發學生的認知沖突和學習興趣，增強學生對于生物技術前沿的認識。讓學生在感受生物學科的魅力的同時，更好地理解生物科學技術對人類日常生活、工業生產和社會發展的重要性。

4教學反思

生物的生殖、發育與遺傳是生命的基本特征。本章節課程以學生的觀察實驗突出昆蟲的變態發育這一重點，激發學生的學習興趣，有利于學生形成正確的生命觀念。教師利用設計的多種創新活動，通過繅絲工藝的情境體驗，幫助學生感受蠶絲的特性，加深對蠶絲用途的認識。整節課通過各種各樣的創新活動，讓學生把理論知識和實際應用結合起來，以培養科學思維，落實生物學的核心概念和生命觀念的形成，從而使學生的生物學學科核心素養得到發展。