基于科學思維的初中生物教學評一體化實踐

【摘要】隨著科學教育的不斷深入發展，科學思維的培養在初中生物教學中越來越受到重視。科學思維不僅有效促進學生理解科學知識，更有助于學生探究能力和解決問題能力的培養。本文以“細胞分裂產生新細胞”為例，通過明確教學目標—創設具體情境—設置情境任務等環節，探討如何在初中生物教學中實現基于科學思維的教學評一體化實踐。

【關鍵詞】初中生物；教學評一體化；科學思維

在教學過程中教師要依據課標要求，確立明確的學習目標，引入或創設生動具體的情境，并設置學習任務和評價任務，引導學生對情境素材進行分析、推測，促進學生在情境任務中解決問題，發展科學思維。筆者以“細胞分裂產生新細胞”為例，就如何開展基于科學思維發展的生物學教學評一體化教學實踐展開論述。

一、課程標準對科學思維和教學評一體化的要求

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》對科學思維有以下闡述：“科學思維”是指在認識事物、解決實際問題的過程中，尊重事實證據，崇尚嚴謹求實，基于證據和邏輯，運用比較、分類、歸納、演繹、分析、綜合、建模等方法，進行獨立思考和判斷，多角度、辯證地分析問題，對既有觀點和結論進行批判審視、質疑包容，乃至提出創造性見解的能力與品格。從定義中可以看出，培養學生的科學思維，首先要將學生置于某種事物對象或問題情境中，再指導學生通過各種思維方法去解決問題，幫助學生理解生命現象、原理和規律。

二、基于科學思維的教學目標設定

細胞分裂是生物學中的基本概念，是生物體生長、發育和繁殖的基礎。通過模擬實驗和模型建構，運用科學思維和探究實踐，培養學生結構與功能相適應的生命觀念，形成正確的態度和責任。在教學評一體化教學模式中，目標既是教學設計的起點，也是學生學習的終點。在本節內容的教學實施過程中，教師可以依據課標要求，結合教材內容確立如下教學目標，其中凸顯科學思維目標。

其一，通過模擬實驗，運用數學思維分析細胞不能無限增大的原因。

其二，比較動植物細胞分裂的過程，說出細胞分裂的實質是遺傳物質的復制和均分。認同細胞分裂是生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎。

其三，通過不同顏色的電線棒模擬染色體，構建細胞分裂過程染色體變化模型。

其四，觀看癌細胞分裂過程和癌變原因的視頻，推測癌細胞無限分裂的原因，分析癌細胞對健康的影響并提出預防癌癥的建議。

三、教學過程設計

本節內容隸屬于“生物體的結構層次”內容模塊，通過本節內容的學習，需要幫助學生建構的次位概念是“細胞能通過分裂和分化形成不同的組織”，再結合本單元其他章節的學習，最終幫助學生形成“生物體具有一定的結構層次，能夠完成一定的生命活動”這一大概念。教學評一體化教學實施，應從確立核心素養目標開始，圍繞核心素養目標設置學習任務和評價任務（見下頁圖1），讓學生親歷學習和體驗過程，教師再通過適當的評價任務，促進學生學習實踐和經驗轉化，并利用知識和技能去解決問題，促進教學目標的達成。

1.真實情境，引出任務

由癌細胞增殖引起的癌癥在生活中已較普遍存和受到關注，選擇“明星梅艷芳患宮頸癌死亡”的真實案例情境，與課程內容密切相關，能激發學生的學習興趣和產生問題意識。結合情境設置“宮頸癌的元兇是什么？”“宮頸癌細胞的分裂過程是怎樣的？”“癌細胞為什么可以無限分裂？”“癌細胞大量增殖為什么會導致人死亡？”“如何預防癌癥？”等一系列前后聯系、層層遞進的問題串，引發學生思考，促進學生科學思維的螺旋式發展。

2.任務驅動，發展科學思維

（1）任務1：通過模擬實驗，推測細胞為什么不能無限生長。基于已有知識和生活經驗，學生不難理解“細胞應生長到一定程度才具有分裂能力，細胞的生長過程需要從外界獲取營養。”但“細胞可以無限生長嗎？”這個問題是學生的思維瓶頸，具有一定的挑戰性，教師需給學生提供分析和推理的“事實或證據”，可安排學生分組進行“細胞大小與物質運輸關系”的模擬實驗。教師講解實驗原理、材料、方法和步驟，強調實驗的注意事項，組織學生每四人一組完成模擬實驗，最后讓學生借助數學測量和計算的方法進行合理推測，解釋細胞不能無限生長的原因。

（2）任務2：比較動植物細胞分裂過程。細胞的分裂過程是微觀且復雜的，如果學生機械記憶細胞分裂過程的概念描述，難以直接理解細胞分裂的過程及其意義所在。可讓學生觀看植物和動物細胞分裂過程視頻，對細胞分裂建立形象思維，再讓學生回憶和比較動植物細胞分裂過程，對兩種類型細胞分裂過程圖片進行排序，找出比植物細胞分裂過程的共性和差異，進一步形成抽象思維。

（3）任務3：構建細胞分裂過程模型，推測分裂過程染色體的變化。教師可提供2對不同顏色的電線棒（代表2對染色體），組織學生合作、探究和推測細胞分裂過程染色體數量變化的可能性，并請學生代表上臺展示其小組推測過程。學生推測存在三種可能性，第一種為細胞分裂時成對染色體分離，子細胞染色體數量只剩成對中的一半。另一種為分裂過程兩對染色體從正中間斷裂，子細胞染色體數目不變，長度減短一半。最后一種為兩對染色體分開，一對到一個子細胞，另一對到另一個子細胞。當學生做出這些與實際不符合的推測后，教師引導學生從數學角度重新分析，如何保證子細胞染色體數量和形態相同且保持與分裂前一樣，進而幫助學生得出“細胞分裂過程染色體先復制再均分”的結論。

（4）任務4：推測癌細胞不斷分裂的原因。“細胞為什么會分裂？細胞為什么分裂到一定程度就會停止分裂？”這些問題教材中沒有答案。教師可播放“生命奧秘和細胞分裂極限”的視頻進行知識拓展。同時引導學生從視頻中獲取細胞不能無限分裂的原因與“端粒”有關的信息，進而做出科學推測：癌細胞能不斷分裂與端粒能不斷被修復有關。

（5）任務5：分析癌細胞的危害，提出預防癌癥建議。教師可提供關于“癌細胞的喜好和厭惡”的相關信息，引發學生聯系生活實際，反思自身不良的生活方式，再通過微視頻呈現癌細胞的特征及癌變的原因，引導學生利用所學的知識分析癌細胞對身體健康的危害，進而關注自身和家人的健康，關注生態環境保護等社會問題。

通過以上五個任務，學生可以全面深入地理解細胞分裂過程，區分動植物細胞分裂過程，并能夠自主構建模型，探討科學問題，發展科學思維能力。

3.有效評價，促進科學思維外顯化

教學評價是依據教學目標對教學過程及結果進行價值判斷并為教學決策服務的活動。評價方式直接影響學生思維的方向和深度，評價過程也能促進學生思維的外顯化。

（1）重視過程性評價：過程評價的內容應以素養為核心，不僅包括學生的認知表現，還包括學生的非認知表現。過程性評價不僅關注學生的學習結果，更關注學習過程表現，體現評價的診斷功能。對學生進行過程性評價，能了解影響學生學習的動機，以形成有效的干預和反饋，推動學生對學習進行反思和改進，同時也有助于教師及時診斷學生的學習需求，并選擇和調整教學策略，以便更好地發展學生的素養。

（2）評價主體多元化：將評價的主動權交還給學生，培養學生的自主評價意識和發展學生的能力，有助于學生客觀認識自己的學習狀態，增強自主管理意識，促進學生進行自我反思。在學生評價時教師應創設輕松、包容的評價環境，引導學生進行相互提問、表達觀點和對他人進行評價。在進行模擬實驗時，可提供評價量表（如表1）用于學生進行自評和小組互評。教師收集學生實驗報告單，進一步了解學生的科學實驗能力。

基于科學思維的初中生物教學評一體化實踐在促進學生知識掌握和科學思維能力提升方面具有顯著優勢，為初中生物教學改革提供了新的思路和方法。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]王健.深度學習：走向核心素養（學科教學指南·初中生物）[M].北京：教育科學出版社，2019.

（基金項目：本文系海南省教育科學規劃重點課題“指向深度學習的教學評一體化研究”的課題成果，課題編號為QJZ20221005）