问题-任务-活动的研学课堂

一、现状:新一轮教学改革已经进行几年,有关重视知识识记、机械解题、轻关键能力培养、轻核心素养的现象却仍然存在,导致学生解决生产和实践中具体问题的能力较弱,甚至在一定的情境中,不能运用生物学规律和原理对可能的结果或发展趋势作出准确的预测或解释,也达不到生物学科育人目标,无法与国家整体教育要求对接起来。

二、思考:当前教育体制下,我们首先要明白要从“学科教学”转向“学科育人”,强调对人能力素养的培养。这样就要求:过程要素-“怎么教”,框架方法要素-“怎么学”,反馈评估要素-“学得怎么样”,并且要重视这些要素之间的逻辑关系和相互作用。

三、模型:问题-任务-活动研学模式。

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1、境脉创设。根据教学整体把握,依据一定的“脉”设置情境,情境之间有整体把握、不可分割的关系,让情境在一定的脉络中彼此关联产生新的意义。因而,教师在某一教学单元中设计各课时的情境时,要从单元整体进行设计,关注各情境之间逻辑关系的有效建立,以利于学生在“入境”进有脉可循,“出境”时概念脉络清晰。如下:

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2、学习单设计(问题引领)。依据所创设的境脉,课时教学中可以将一般概念“翻译”成学生易懂的核心问题进行引领,根据一般概念的复杂程度,再将核心问题拆解成若干个小问题,使每个小问题对应一般概念中相应的表述。

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3、任务驱动。任务对应于问题,以任务驱动学习,以任务的完成实现对问题的解决。任务设计应遵循生物学科关键能力的要求,可以设计成口头表述、探究性学习、实践、表演汇报、撰写报告等任务,任务的完成要能回应学科核心素养不同要素的发展需求和不同水平的评价要求。例如,“神经冲动的产生和传导”第1课时新授课中,对应问题一、二、三,任务可以分别设计为“探究兴奋在神经纤维上以什么形式传导”“探究兴奋在神经纤维上的传导方向”“观察动作电位产生时,单个神经细胞内外的电位变化”和“深入探讨单细胞动作电位的形成原因”。这些任务可以对应科学探究素养,且任务的难度和要求在逐步提高,从定性实验要求发展为定量实验要求,从依据给定步骤完成操作走向自主、合作设计实验,回应了科学探究素养水平层次的进阶发展。

4、活动支架。为帮助学生完成学习任务、解决问题,可以辅助安排一些形式丰富的学习活动支架,如实验活动支架模型与建模活动支架等。活动支架重在提供技术支“撑”,为任务的完成、学习的进阶提供“架”梯,即提供实验活动所必需的实验器材,可能用到的实验试剂及生物材料,或者提供学生学习所需要的图书资料、知识网站等学习工具。在“神经冲动的产生和传导”第1课时新授课中,对应前述问题设计和任务设计,可以提供多种活动支架,并汇总为“问题一任务一活动”学习单。

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5、概念生成。“问题一任务一活动”教学范式中首先需将概念转化为问题,再将问题转变为任务,最后为任务提供一定活动支架。学生利用活动支架主动学习活动支架可以提供事实证据,这些事实可为学生的概念形成提供有力的支撑。例如,通过活动支架1“定性实验:利用锌铜弓刺激牛蛙坐骨神经,观察肠肌反应”,学生可以观察到肠肌发生了收缩,说明刺激产生了兴奋。但是兴奋是什么?此时,学生还未可知。通过活动支架2“定量实验:利用微电流计,观察锌铜弓刺激神经纤维时微电流计读数变化”,学生发现开始时微电流计读数几乎为0,用锌铜弓刺激时电流计读数明显增大,说明有电流变化。由此可以进一步分析得知:兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的。既回应了“问题一:刺激引起的兴奋在神经纤维上以什么形式传导?”,也由此生成概念1“神经细胞膜内外在静息状态具有电位差,受到外界刺激后形成动作电位”。同样,通过活动支架3和活动支架4,可以回答问题2,生成概念2“动作电位沿神经纤维传导,可以双向传导”;通过活动支架5和活动支架6,可以回答问题3,生成概念3“未刺激时,神经细胞膜两侧的电位表现为外正内负,称为静息电位,静息电位的维持与K外流有关;受到刺激时,膜两侧表现为短暂的外负内正,称为动作电位,动作电位的形成与Na内流有关”。

6、解决问题。基于境脉设计的“问题一任务一活动”不是仅停留在让学生记住一些零散生物学事实的层面上,而是通过对一系列自成脉络的事实进行抽象和概括,帮助学生建立生物学概念,并以此来建构合理的知识框架,为学生能够在新情境下解决相关问题筑牢生物学概念基础。“问题一任务一活动”教学范式不仅可为学生的概念形成提供支撑,更加注重在特定生物学情境和问题下,对学生解决问题的方法、路径、策略进行训练,如通过观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论等发展科学探究能力,基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等训练科学思维方法。在“神经冲动的产生传导”第1课时新授课中,学生可以习得观察、提问、方案实施、归纳概括、模型与建模等能力方法在解决本节课设计的核心问题“兴奋是以生物电的形式双向传导的吗”的同时,能够对本节内容设的情境“为确保健康安全,运动员需经常做心图”所依据的生物学原理和生理学机制有初步的解。可以据此尝试运用相关概念和方法,设计便携式心电监测设备的方案,探讨当前研究热点问题“脑电人工智能设备”的可行性,解决生活、生产、科技中的实际问题

四、总结:“问题一任务一活动”教学范式是中学生物学“研学课堂”新样态的重要环节,是指向学生问题解决能力培养的行之有效的教学策略。基于此教学范式,教学实践中需设计好问题、任务和活动支架,以此发展学生的思维认知能力、实践探索能力和科学表达能力。中学生物学“研学课堂”新样态的完整实施,不仅要在课堂教学策略这一教学要素方面进行重构设计,还依赖于其他要素的重构。例如,基于学科育人、学科核心素养要求进行教学目标重构;基于教学目标、高考评价体系和学业质量标准进行教学评价重构;基于教学目标和评价进行教学内容重构;基于教学目标和评价进行学业反馈重构。这些重构都关注一个核心要点,即问题解决,指向学生的“研中学”“学中研”,为“学生适应未来社会发展和个人生活的需要”奠定问题解决的能力和素养。

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