新課標背景下小學科學與初中生物學課程銜接的教學初探
——以“綠色植物的一生”為例

潘黎黎

(南京江北新區浦口外國語學校 江蘇南京 210031)

1 前言

《義務教育科學課程標準(2022年版)》(以下簡稱為《科學課程標準》)中指出,根據研究對象不同,可將科學分為物理學、化學、生物學、天文學、地球科學等分支。小學科學課程是作為一個整體的知識系統來教授的,以學科融合的方式引導學生更全面、更完整地認識真實自然界;初中生物學課程則是作為自然科學中的一門基礎學科進行分科教授的,研究生命現象和生命活動規律,兩者存在緊密聯系。《義務教育生物學課程標準(2022年版)》(以下簡稱為《生物課程標準》)中明確提出了“課程設計重銜接”的課程理念,使初中階段的生物學學習與小學和高中階段的學習能夠有效銜接、循序漸進、連貫一致,引導學生逐步深入地認識生物學的科學本質和重要思想觀念。本文以“綠色植物的一生”為例,通過兩個學段之間生物學重疊內容的比較和分析,嘗試提出小學科學與初中生物學課程有效銜接的幾點教學策略,努力打破不同學段之間的壁壘,完善科學知識系統,實現學生科學教育的可持續發展。

2 新課標背景下課程銜接內容的比較和分析

2.1 課程內容的比較和分析

《科學課程標準》中設置了13 個學科核心概念,其中在“生命系統的構成層次”“生物體的穩態與調節”“生物與環境的相互關系”“生命的延續與進化”四個核心概念中涉及植物的形態結構、生活環境、生存條件、生命活動以及生殖繁衍。植物學知識根據學段目標、學生特點被進階設計,分解為若干個學習內容穿插在這四個核心概念中,提出了不同的內容要求、學業要求、教學策略建議和學習活動建議,最終的目標是使學生理解四個跨學科概念。像這樣的課程內容分布,是在學習進階研究成果的基礎上進行設計的。而在《生物課程標準》中以學習主題為框架,在“植物的生活”這個學習主題中關于“綠色植物的一生”涉及兩個重要概念七個次位概念,對內容要求更高,學生要在理解次位概念、重要概念的基礎上形成大概念“植物有自己的生命周期,可以制造有機物,直接或間接地為其他生物提供食物,參與生物圈中的水循環,并維持碳氧平衡”,進而形成生命觀念。

2.2 教材內容的比較和分析

蘇教版小學科學、初中生物學教材中關于“綠色植物的一生”對應課標中的學習內容(次位概念)、學生活動(表1)。教材內容都是圍繞綠色開花植物的生命周期來編寫的,蘇教版小學《科學·三年級(下)》植物學內容是以“發芽—生長—開花—結果”為線索:“種子發芽需要哪些條件→植物的根莖葉→傳粉的方式→果實與種子”,從觀察植物出發,學習植物的六大器官。蘇教版中學《生物學·七年級(上)》是以植物的生命周期和生理過程為主線,聚焦植物生命活動的2 個問題:①植物是如何生長、生殖、發育的? ②植物體中主要的生理過程有哪些? 是怎樣的? 可見,小學科學僅僅認識植物及其生命周期的表觀現象。而初中生物學中圍繞植物的生命活動開展概念性知識的教學,重視概念體系的系統性和完整性,形成良好的知識結構。同時,在理解大概念的基礎上,引導學生從細胞、組織等微觀方面探究其中的原因和機制,強化結構與功能觀。

表1 小學科學和初中生物學“綠色植物的一生”教材內容比較

3 新課標背景下課程銜接的教學策略

3.1 概念性知識的教學銜接

概念研究在科學教育中一直是一個重要的研究領域,概念性知識知識的形成應該是進階的。受維果茨基的最近發展區理論和建構主義學習理論的影響,學生對概念性知識的理解存在不同的中間水平,因為概念性知識是抽象的,是需要具體事實作為腳手架去幫助學習者理解的。例如,小學科學中如何理解“植物的根、莖、葉分別負責吸收、輸送、制造養料,它們都屬于植物的營養器官。”教材中安排了栽小蔥的觀察實驗和莖的輸導功能“紅墨水”實驗,有利于小學生通過觀察認識根的形態結構和生長特點,了解莖的輸導功能。葉制造養料的功能在小學高年段將進行深入學習,但是根的吸收功能確是抽象化的。教師可通過分析比較兩個學段的教學內容,通過簡化創新“外界溶液濃度影響根細胞的吸水”實驗來突破這一教學難點(表2)。

表2 “外界溶液濃度影響根細胞的吸水”實驗的簡化創新

學習的路徑是一個逐漸累積、日趨完善的過程。學習內容的進階設計能培養學生連貫而逐漸深入的思維方式。換言之,即使在一個時間較大的跨度內,學習某一概念性知識時,這樣的思維方式是層層遞進的,深度學習是逐步推進的。例如,初中生物學中“植物的開花和結果”一課中并沒有介紹單性花和兩性花的概念,然而相當多的反饋練習中就涉及了這個知識點。后來,隨著初小科學課程銜接的研究深入,筆者發現在小學科學中年段就觀察并認識了黃瓜的雄花和雌花。因此,根據教材中課后習題里涉及的“絲瓜的開花結果”,筆者在課堂教學中設計了“觀察絲瓜花的結構”實驗活動。觀察并交流后,提出問題串:①絲瓜花與桃花的結構有什么最大的不同? ②這對絲瓜花形成果實的過程有什么影響? ③絲瓜花與桃花的傳粉方式有什么不同? 這個實驗活動緊扣“花的結構與傳粉、受精、結果的關系”這個中心問題,以問題驅動的方式、學習進階的形式引導學生探究,形成結構與功能觀,體現了核心素養導向的概念教學策略。

3.2 探究性學習的教學銜接

科學探究起源于20世紀初葉,歷經百年發展,在當今世界各國的學校教育中占有非常重要的地位。從過程來看,科學探究本質上是一種復雜的教與學活動,是由行為、思維和情感活動交互構成的發現新的因果關系的循環過程。從目標來看,科學探究即學生在探究過程中發展起來的科學探究能力,以及學生對科學探究的理解。例如,將小學科學中“探究種子發芽的條件”再次搬入初中生物學課堂中,與初中生物學中“探究種子萌發需要的外界條件”兩者進行整合,同時增加適應初中生發展認知水平的問題串(表3)。使學生在先驗經驗的基礎上對同一個重要概念進行深度理解。

表3 “探究種子萌發需要的外界條件”實驗活動

《生物課程標準》中圍繞探究實踐素養提出:“初步具有科學探究和跨學科實踐能力,能夠分析解決真實情境中的生物學問題。”“教學提示”中也提倡安排以培養跨學科實踐能力為目標的植物栽培實踐活動,如栽培一種常見植物。蘇教版小學《科學·三年級(下)》第一單元第一課安排“一起來種番茄”的活動,并在整個單元的教學設計上圍繞“番茄的生長”展開學習,如觀察番茄的種子,觀察番茄的幼苗,比較蕃茄花與黃瓜花的不同,比較番茄和黃瓜的生長過程并找到它們的種子,這樣的教學策略是一以貫之的。那么,到了初中階段學生們仍然可以再次栽培番茄,不同的是可以與跨學科實踐結合,利用營養液無土栽培番茄,并觀察其生長發育過程中的變化,設計量化記錄表,圍繞澆水量、營養液量、葉片大小和數量、開花結果的時間和數量、防治病蟲害等信息做好記錄,將跨學科實踐活動做深做實。

4 新課標背景下課程銜接的反思

4.1 深入剖析教材

小學科學中生命科學的內容是學生學習生物學的啟蒙,也是學習初中生物學的基礎。教師要準確區分兩個教材中的不同點,明確各自的重難點。在熟識教材的基礎上,要研磨《科學課程標準》和《生物課程標準》對于課程內容中重疊部分的不同要求和目標,科學安排螺旋式課程設計,完善更迭教師自身的學科知識體系,落實核心素養導向下的教學策略。

4.2 全面把握教情學情

科學教育是基礎教育的重要組成部分,所涉及的學科范圍廣,對教師的學科知識儲備、學科素養要求較高。但是,由于學業要求低、學生家長對學科重視程度低,因此現階段大多數小學中專職科學教師的占比非常低,科學教師常常是由其他學科教師兼任。因此教材中的重難點無法把握,學生活動的正常開展也得不到保證。所以,兩個學段中生物學重疊內容和活動就要在課堂教學前,全面摸清學情,設計合理的、符合當下學生認知水平的教學策略。