張莉敏 李連梅 孫洪梅
(1.青島市城陽區第二實驗中學 山東青島 266108)
(2.煙臺開發區實驗中學 山東煙臺 265503)
德育、智育、美育、體育、勞動教育需要相關學科的獨特育人價值實現。生物科學與生產、生活、健康、環境等密不可分。生物學教師應以生物學知識作為載體,從知識的科學發現史、探究、應用等方面間接實現五育的全面育人。
德育教育的實施要從實例、真實情境中領悟、升華,而生物學科內涵豐富的課程資源為德育提供了素材,能夠實現生物學獨特的德育價值。
生物學科學史是科學發現的過程,蘊含著豐富的思想、方法、精神和態度責任,具有很高的教育價值。正處于青春期的初中學生挫折容忍力低,欠缺克服困難的能力和品質。教師可依據學生生理、心理和認知發展的階段性特點及可塑性強的特質,借助生物學科學史,讓學生認識科學家經歷反復失敗—反復嘗試—發現問題—反復改進,最終取得成功的曲折過程,感悟科學家面對挫折時的勇氣與智慧,引導學生樹立戰勝挫折的信心、勇氣、態度、方法以及意志品質等。
例如,教師讓學生知曉少年時期家境貧困的“遺傳學之父”孟德爾在學術界不認可他的研究成果的情況下,堅持實驗研究,開創性地利用雜交技術、統計學方法解決了生物的遺傳之謎,為遺傳學發展奠定了堅實的基礎。
社會責任素養體現知行合一的理念。教師從具體的實例出發,引導學生認識科學家在守護人類健康、促進科學技術和社會進步等方面付出的艱辛努力和取得的成果,使學生認識到需要承擔的社會責任,樹立像科學家一樣胸懷天下,為解決人類疾苦,促進社會發展而不懈努力的理想信念。
例如,教師聯系科學家班廷克服資金困難、突破技術困境、成功提取胰島素的實例,使學生了解“班廷開啟了人類用胰島素治療糖尿病的時代,將數萬糖尿病人從病痛之中拯救出來”。
我國勞動人民在幾千年前創造了如米酒、醋、火腿、醬、臘肉、毛豆腐、泡菜等中華美食。教師可讓學生親自在生物課堂上制作、分享、品嘗這些熟悉的傳統美食,從中品讀民族自豪感,樹立民族文化自信。
教師可列舉我國科學家在生物學歷史上的巨大貢獻,如實踐八號、航天育種、雜交育種、傳統選育等皆大幅提高了糧食產量和品質、解決了人口的溫飽問題,讓學生可以在中國“倉廩實,天下安”的“禾下乘涼夢”中品讀民族自豪感,從而根植愛國主義情懷,提高學生的民族文化自信。
現代生態文明強調人與自然的和諧統一。近年來,我國在環境保護、生態修復、物種保護、家園建設等方面取得了巨大成就,實現了人與自然和諧共生。教師可充分結合生物學教材和現實生活,開展生態文明教育,引導學生樹立“綠水青山就是金山銀山”的意識。
例如,教師帶領學生調查當地白沙河如何從一條臭水河成為當地著名的濕地生態環境并吸引眾多的珍稀鳥類來此定居。學生小組討論、分析環境的變化給當地帶來的生態效益,并認同生態修復的重要價值。小組進一步調查當地需要治理的生態環境,并結合所學生物學知識寫出環境治理建議書,提交政府相關部門。
傳授知識和技能是智育的結果,促進思維發展,激發創新意識是智育的核心。在生物學教學中,科學探究是培養學生科學思維和創新能力的有效途徑。
數理化知識可使抽象的生物學現象可視化,教師引導學生在事實和證據的基礎上進行分析、比較、歸納、解釋生物學現象,培養學生的科學思維。例如,在“發生在肺內的氣體交換”一節中,教師可通過開展體驗、分析、推導、比較等活動,幫助學生理解氣體進出肺的原理。
活動①認識氣壓與體積的關系。學生取一只去掉針頭的注射器,用手指堵住出口處,用力向里推拉活塞,感受這一過程中力的變化,并嘗試分析原因。教師引導學生分析:在向內推活塞的過程中,空氣總量不變,體積變小,空氣密度變大,氣壓變大,所以越推越困難。教師引導學生總結出:在其他條件相同的條件下,等量的空氣體積越小,氣壓越大。
活動②認識氣體流動方向與氣壓的關系。教師指導學生在活塞推不動時迅速松手,感受針管內的氣體向外流動。教師引導學生總結,氣體可由氣壓高的地方向氣壓低的地方流動。學生進一步推測:在呼吸時,肺內氣壓小于大氣壓,氣體入肺;肺內氣壓大于大氣壓,氣體出肺。
活動③認識胸腔體積的改變可實現氣體入肺或出肺。學生根據體驗,指出可通過改變肺的容積,教師提示學生:肺主要由肺泡組成,不能自主地收縮和舒張,只能依靠胸腔的變化被動地收縮和舒張。教師可引導學生將胸腔看成一個圓柱體,運用數學知識推理可通過改變胸腔的前后徑、上下徑、左右徑改變容積。學生親自驗證,將雙手置于肋骨兩側,感受深吸氣和深呼氣時胸腔的變化,最終確定胸腔容積的變化引起吸氣或呼氣。
科學探究是學習生物學的重要方式,其蘊含著科學方法、生物技術、觀察、比較、批判質疑等科學思維方法;探究的過程還可培養創新解決問題的意識和能力,有利于發展學生的智力。以“探究魚的感覺器官”這一實驗為例,教師引導學生通過猜想、實驗論證等活動,創新解決了側線具有感知水流的作用。
活動①初步猜想魚感知水流的結構。教師提出問題:魚在水中靠什么結構準確感知水流變化,從而進行覓食和躲避敵害?學生指出可能是眼睛、鱗片或側線。
活動②初步論證。教師指導學生查閱魚的眼睛和鱗片的資料。學生指出“鱗片是皮膚的衍生物不具備感覺功能,而魚的眼睛僅具有近距離的感光功能”,從而初步推測側線可能是魚感知水流的結構。
活動③設計實驗。在設計實驗過程中,教師提出問題:如何實現實驗組沒有側線,又不傷害魚?學生討論后,得出:因為是驗證側線感知水流的作用,所以只要讓側線不接觸到水即可,可用一種不溶于水的物質將側線遮蓋起來。學生經過多次嘗試后,最終選用橡皮泥。學生提出:在實驗室條件下,如何將魚能否感知水流這一結果可視化?最終,學生確定人為攪水下觀察魚游泳時的方向變化。
活動④確定方案并實施實驗。學生分別將未經處理、遮住側線的小魚放入水中,用玻璃棒快速地順時針攪拌水,發現未經處理的小魚在水中逆時針游泳,而遮住側線的小魚在水中的游動沒有規律。學生分析實驗現象,得出實驗結論:魚靠側線感知水流方向。
勞動是學生將來服務社會及生存的方式、必備的勞動知識及技能、勞動精神、勞動創新等品質可讓學生實現更大的勞動價值。生物科學中豐富的實踐活動、勞動技術和與生物學相關的職業皆為勞動教育提供了平臺。
每一種職業都具有獨特的勞動意義及價值,是社會生活中不可或缺的一部分。認識不同的職業分類有助于學生建立尊重勞動、熱愛勞動、辛勤勞動、誠實勞動等正確的勞動觀念,認同勞動服務于社會的價值,樹立勞動最光榮的理念。
例如,教師可帶領學生走入園藝師、生物科學家、醫生、養殖專業戶、獸醫師、農業技術員、林業工人、營養師、標本員、心理咨詢師、健康管理員等相關職業領域進行職業體驗,體會勞動者的付出,使學生尊重他人勞動成果,同時結合所學積極規劃未來的職業方向。教師還可帶領學生學習袁隆平、陳薇等院士在生物學領域內做出的巨大創新成就和工匠精神,引導學生樹立遠大理想,將來為推動人類進步做出自己的貢獻。
意識層面的勞動教育僅僅停留在思想上,勞動教育只有在勞動中才能真正實現。教師要使學生走出教室,親自實踐生物學知識,體會通過勞動創造價值的快樂,感受科技在生產實踐中的價值,實現在“做”中“學”,培養學生熱愛勞動和尊重勞動人民的品質。
例如,教師可指導學生制作發酵食品,做饅頭、制作酸奶、釀制葡萄酒等;還可指導學生進行農業實踐,扦插月季、種植馬鈴薯和紅薯、給農作物授粉等,體會勞動的艱辛、意義及成就感,培養勞動的意志和品質。
生物科學是研究生命現象和生命規律的科學,感受生命之美、創造生命之美是實現生物學教學中美育教育的有效途徑。
生物科學的研究對象是具有多樣性、復雜性的生物。因此,生物科學具有獨特的美育價值,如生物的形態美、生態美、生命生長之美、生命延續之美等。教師可帶領學生感受生命帶來的自然美,提高學生的審美能力;還可帶領學生學習生物領域內的科學家在人類健康方面作出的巨大貢獻,感受科學家的心靈之美和智慧之美。
例如,教師可在“認識生物圈”這一單元中,播放生態系統的色彩隨空間和時間變化的視頻,或播放毛烏素沙漠變綠洲的視頻,使學生感受生態之美。在“生物圈中的綠色植物”這一單元中,教師可指導學生收集并觀察不同種類的植物、多姿多彩的花、形態各異的葉、種類繁多的果實和種子等,使學生感受物種多樣美。在學習“生物體的結構層次”時,教師可帶領學生觀察不同生物的不同部位、同種生物的不同器官、同一器官不同組織的細胞,使學生感受細胞形態、結構與功能的多樣美與統一美。在學習“傳染病及其預防”一節時,教師可帶領學生學習諾貝爾獎獲得者屠呦呦與青蒿素的事跡,學習她無償放棄青蒿素的專利權,無償提供給全世界人民的偉大壯舉,使學生感受并體會無私大愛之美。
豐富的生物種類、動物行為、生態多樣性等為藝術創作提供了多樣化且有價值的素材。在教學中,教師可引導學生根據自己對生物之美的感受進行創作,創造出有生物特色的藝術品。
例如,教師可組織學生開展一系列活動,如生物攝影比賽,創作預防傳染病、注射新冠疫苗、健康生活方式的宣傳畫,制作生物模型,制作不同植物的葉脈書簽,利用落葉創作剪貼畫,制作植物盆景,制作苔蘚植物的創意墻畫等。
運動是健康的保障。具備健康意識、能夠強健體魄是生物學課程的目標之一。義務教育生物學課程中具有豐富的與體育相關的生物學知識,如運動的產生、能量的供應、急救、疾病等知識。教學中,教師可引導學生加強體育鍛煉和安全運動的健康意識,使學生學會有效體育鍛煉的方法;還可以帶領學生學習優秀運動員的事跡,感受運動精神。
例如,在學習“人體的生理及健康”這一單元時,教師可帶領學生分析疾病癥狀及致病機理,促進學生歸納身體免疫力低下是大多數疾病的根本原因,使學生進一步認識健康和體育鍛煉的重要性。教師還可指導學生分析如作息不規律、飲食不健康、不良情緒等威脅人類健康的其他因素,引導學生形成健康的生活方式、樂觀的生活態度。