科幻教育在初中生物教學中的應(yīng)用-以“生態(tài)系統(tǒng)的概述”一節(jié)為例

隨著社會對人才具體能力要求的改變，“知識核心”時代必將被“核心素養(yǎng)”時代所取代。因此，在生物教學過程中，學生的學科素養(yǎng)應(yīng)該怎樣培養(yǎng)和實施是關(guān)鍵。筆者認為，若能利用科幻作品中學生感興趣的科幻元素來輔助教學，引導學生深入思考，對提高學生學科素養(yǎng)的效果明顯。下面筆者以“生態(tài)系統(tǒng)的概述”一節(jié)為例，探討如何在教學過程中合理地應(yīng)用科幻教育輔助教學，提升學生的學科素養(yǎng)，促進教學目標的達成。一、科幻教育的內(nèi)涵界定科幻，即科學幻想?？苹貌皇呛唵蔚幕孟耄膊皇翘摶?，而是在已有科學發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，對未來世界進行科學合理的同時具有前瞻性的大膽想象。狹義的科幻教育指的是教師在教學中借助科幻資源輔助教學達成知識、能力與情感價值觀的目標培養(yǎng)，或組織學生進行與科幻相關(guān)的學習與創(chuàng)作以達到科幻人才培養(yǎng)的目的。廣義的科幻教育是指以科幻平臺進行人才培養(yǎng)的所有教育活動，不僅在學校課堂，也包括在社會與家庭等教育活動中。而科幻的載體包括文學作品、藝術(shù)作品、影視創(chuàng)作等。二、科幻教育教學設(shè)計的基本過程1.本節(jié)課教學內(nèi)容和教學目標分析。本節(jié)教學內(nèi)容是在學習生物與環(huán)境之間相互影響之后，把生物與環(huán)境的統(tǒng)一整體——生態(tài)系統(tǒng)進行進一步的認識，提升了一個階梯。本節(jié)通過學生動手制作生態(tài)瓶活動和分析自然界各種生態(tài)系統(tǒng)的自然狀況來掌握生態(tài)系統(tǒng)的概念、組成以及生態(tài)系統(tǒng)中各組成成分的作用，然后通過各個生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，從而認識地球生態(tài)系統(tǒng)的整體性，認同生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)，是人類共同的家園。本節(jié)課基于課程標準的教學目標是：解釋什么是生態(tài)系統(tǒng)；說出并歸納生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及其作用；通過構(gòu)建模型，建立生態(tài)系統(tǒng)的各個組成成分之間的聯(lián)系；通過小組合作及組間交流，合理建立完整的生態(tài)瓶；形成熱愛大自然，愛護生態(tài)環(huán)境的情感，提高對保護生態(tài)系統(tǒng)的重要性的認識。本節(jié)教學內(nèi)容條理性強，貼近社會生活，具有很大的開放性。中國乃至世界都面臨著許多的生態(tài)問題，經(jīng)濟發(fā)展帶來了生態(tài)破壞。這些問題的根本解決有賴于全體公民的參與，有賴于全體公民對這些問題有正確的態(tài)度、情感和價值觀。但課本的內(nèi)容有限，要達成以上教學目標單靠傳統(tǒng)的“我傳授，你接受”的教學方法很難達成。筆者認為適合創(chuàng)設(shè)科幻情境來幫助學生進一步認識人與生物圈之間的關(guān)系，形成人與自然和諧共生的觀念，從而促進教學目標的達成。2.基于學情的科幻教育分析。初中學生多數(shù)處于敏感的青春期，感情世界比較豐富，自我意識非常強，但對人和事物的評價仍然比較簡單和片面。因此教師有必要正確地引導幫助他們完善正確的世界觀、人生觀和價值觀。還有他們的認知水平和思維水平都已得到迅速發(fā)展，生性好動，好奇心很強，愛“天馬行空”的想象。但他們課堂的注意力不易集中且不易持久，學習的驅(qū)動力很大程度上受興趣愛好的支配。在傳統(tǒng)的生物教學中，從教師“填鴨”到學生被動接納，通常課程目標達成效果不明顯。在對初中學生的訪談中，大多數(shù)學生對生物課引入科幻元素非常好奇，很愿意嘗試和體驗。因此，將科幻教育應(yīng)用于生物教學，可以更好地調(diào)動他們學習的驅(qū)動力，促成課程目標達成，有效提高學生學科素養(yǎng)。3.課堂實施過程。（1）導入。創(chuàng)設(shè)“生物圈2號”的科幻視頻或圖片情景，引導學生觀看一座用玻璃、鋼筋、混凝土建造的形狀獨特而美觀的建筑，有海洋、沙漠、熱帶雨林，也有農(nóng)田、居室、實驗室、圖書館。這就是美國科學家模擬地球這個自然生物圈而設(shè)計的人造生物圈——“生物圈2號”。遺憾的是兩次實驗都失敗了。生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，那么什么是生態(tài)系統(tǒng)呢？生態(tài)系統(tǒng)都有哪些成分呢？各成分之間又有哪些聯(lián)系呢？設(shè)計意圖：引入“生物圈2號”科幻情境，直接揭示課題，通過視頻或圖片的播放，一上課就能把學生的心緊緊地拴住，吸引學生的注意力和好奇心。通過科幻情境感知，使學生對學習新知識產(chǎn)生興奮感，再通過與情境相關(guān)聯(lián)的問題設(shè)置激發(fā)學生學習動機，以拋磚引玉的方式，做好教學鋪墊。（2）課中。組織學生討論分析自制的生態(tài)瓶成分，啟發(fā)學生思考生態(tài)瓶中生物部分的組成，以及生物與其所處的環(huán)境之間有怎樣的關(guān)系，得出生態(tài)系統(tǒng)的概念是生物與環(huán)境之間的相互作用，相互影響構(gòu)成的一個整體。再引導學生分析觀察自然界中各種各樣生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及其各組成成分扮演了不同的角色，發(fā)揮了不同的作用，歸納小結(jié)生態(tài)系統(tǒng)是一個不可分割的整體，形成最大的生態(tài)系統(tǒng)就是生物圈。最后分析當代社會經(jīng)濟發(fā)展帶來的生態(tài)系統(tǒng)破壞的現(xiàn)象頻頻發(fā)生。如果生態(tài)系統(tǒng)這樣破壞，將來對我們?nèi)祟惿顣粫袊乐氐挠绊懩?？適時引入科幻電影《流浪地球》片斷：未來世界，太陽系已不適合人類居住，人們帶著地球在流浪的過程中，遇到木星強大的吸引力，地球即將毀滅，需要燃燒木星。于是救援隊員在運輸火石的緊急任務(wù)中，目睹各個城市被大雪覆蓋，海水被冰凍如世界末日，沒有一點生氣，甚至沒有一個活人的情景。學生在觀看過程中，教室突然一片肅靜，個個抬起頭，睜大眼睛，生怕錯過任何一個鏡頭。放映結(jié)束后，教師引導學生思考：這部電影給了我們什么警示呢？根據(jù)影片中的“流浪地球計劃”你能構(gòu)想出人類新的“根據(jù)地”嗎？學生觀看完電影，很快就能意識到保護地球生態(tài)環(huán)境的重要性。對生活中如何愛護環(huán)境，如何呵護地球家園，怎樣保持低碳生活，學生在課堂經(jīng)過了熱烈討論踴躍說出他們的觀點，比如：不破壞樹木，平時上下學多步行，不亂扔垃圾，進行垃圾分類，將空調(diào)溫度調(diào)高一點等等。并且作為學生還要積極對社會宣傳保護地球環(huán)境的重要性。對于構(gòu)想人類新的“根據(jù)地”，學生表現(xiàn)特別興奮，討論激烈，充分發(fā)揮大膽想象，多數(shù)學生想到的是如何移民太空、外星球、月球、火星……這樣的討論一定會讓學生印象深刻，就容易形成熱愛大自然，愛護地球環(huán)境的情感，提高對保護生態(tài)環(huán)境的重要性的認識。設(shè)計意圖：《流浪地球》這部電影將未來地球可能將要發(fā)生的狀況展示在了學生的面前，是一部很好的教育題材電影。電影中整座城市被大雪覆蓋，海水被冰凍，到處都沒有了生機，甚至沒有一個人活著。當?shù)厍蛟诹骼诉^程中靠近木星將要被木星吞噬時，到處山崩地裂，人心惶惶。這種直觀的畫面，震撼的場面讓人驚心動魄，很容易觸動學生的心靈，從內(nèi)心深處真正意識到保護地球環(huán)境的重要性，會更加珍惜當下這個地球。這比傳統(tǒng)教學中通過喊口號、說教強調(diào)等方式效果會更好。（3）課后。由于課堂時間有限，為了讓學生能充分開展科幻活動，鼓勵學生都來當一個“小小科幻家”：想象一下如果我們這個地球上的全部植物都消失了，地球?qū)頃兂稍鯓樱靠梢宰寣W生以“科幻小作文”或“科幻漫畫”的形式表達出來。學生對這種作業(yè)設(shè)計感到非常新鮮，也很好奇。學生完成科幻作品很多，內(nèi)容也很豐富。有的學生想象的情景是：地球上的植物全部枯黃，拔根而起，到處都是死亡動物的遺骸，整個地球再也找不到綠色的畫面，只有極個別能進行“光合作用”的怪物在大搖大擺地橫行。而大多數(shù)學生想象的情景是：地球變成了一個死球、空球，沒有了生機，動物逐漸死亡到最后滅絕了，細菌、真菌和病毒也全部滅亡，最終人類也走向滅絕道路，原來生機勃勃的地球沒有了，遍地都是一片死灰，人類文明最終消失等等。設(shè)計意圖：以往的課后作業(yè)基本上是機械性的知識性題目，學生對這樣的作業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了厭煩。特別是現(xiàn)在生物學科在中考的分數(shù)比例越來越低的情況下，學生開始不重視這個學科，不完成作業(yè)的學生越來越多了。而“小小科幻家”活動改變了以往的作業(yè)方式，正投學生所好，初中學生好動，喜歡“天馬行空”的幻想。因此，學生對這種作業(yè)樂意接受。要完成好這項作業(yè)，這就要求學生要具備本節(jié)的知識水平，要有發(fā)散思維，有前瞻預測的能力。其次，“小小科幻家”活動另一旨意是要讓學生感悟綠色植物在生態(tài)系統(tǒng)中扮演的重要角色，綠色植物作為生產(chǎn)者養(yǎng)育了生物圈所有的生物，激發(fā)大家共同愛護植物，熱愛大自然，愛護我們地球環(huán)境的情感共鳴。從而提高學生的認知水平、發(fā)散思維和文明素養(yǎng)，真正提高科幻教育的有效性。三、效果評價筆者課下和學生進行了交流，采用問卷調(diào)查和個別訪談相結(jié)合的方式，來了解課堂教學的效果。調(diào)查結(jié)果表明，大部分學生對科幻電影還是比較感興趣的，生物課中的科幻活動確實能吸引絕大部分學生參與其中。在調(diào)查問卷基礎(chǔ)上，筆者還對部分學生進行訪談，多數(shù)學生反映加入科幻的生物課比從前的更加新穎生動了。電影災難的場面和直觀的畫面讓他們驚心動魄，害怕失去親人，害怕失去家園，于是更加熱愛自己生活的地方。這樣的經(jīng)歷就會引發(fā)他們思考人與自然和諧發(fā)展的意義，并且深刻意識到保護地球環(huán)境的重要性。學生在課堂進行科幻的過程中，新鮮感很強，展開想象的翅膀，充分大膽地想象，對創(chuàng)新思維、發(fā)散思維的培養(yǎng)也起到了促進作用。如果沒有學生積極參與的原動力和豐富有趣的互動性資源作為前提條件，課堂上就不可能出現(xiàn)師生之間的有效互動，這樣的課堂就很難達成教學目標?？梢?，將科幻教育應(yīng)用到生物教學中，不僅可以活躍生物課堂氛圍，增加教學的生動性，更有利于激發(fā)學生學習的驅(qū)動力，對學生的發(fā)散思維、認知水平、文明素養(yǎng)等提升都起到重要作用。四、科幻教育應(yīng)用于初中生物教學的建議1.教師要樹立終身學習的教育理念?？苹米髌穬?nèi)容往往包含多元素文化，除了生物學，還有物理學、社會學、心理學和哲學等知識。要讀懂科幻作品內(nèi)涵，前提是教師需要有足夠的知識儲備，要有跨學科界限的豐富知識。因此，科幻教育的開展對傳統(tǒng)生物教師來說有一定的難度，需要教師不斷地學習，不斷地進取。教師平時要養(yǎng)成閱讀科幻作品的習慣，要樹立終身學習的教育理念，多關(guān)注生命科學的最新動態(tài)。教師在課堂要用好科幻作品，還要不斷提高自身的創(chuàng)新能力，用自己良好的人格魅力去影響、感染和教育學生。2.教師要挑選合適的科幻作品用于教學?？苹米髌奉愋秃芏?，教師要不斷熟悉科幻作品，特別是新發(fā)布的科幻作品。并且收集可用于生物教學的科幻作品資源。教師要挑選能促進教學目標達成的科幻作品用于教學，不能只是為了豐富教學內(nèi)容而利用科幻作品，那就違背了課程目標。其次，教師在進行科幻教育前，應(yīng)提前對所教班級學生的認知和思維特點充分分析，以課程標準為導向，選擇合適的科幻素材進行科幻活動，促進教學目標的達成。避免難度過大，超出學生的認知，無法達到預期效果。3.教師要注意把握課堂的節(jié)奏?？苹米髌芳热皇禽o助工具，那么使用時必須掌握好度，不能讓生物課變成了科幻作品頎賞課。課堂教學最好只播放與課程教學相關(guān)的片斷，而且最好控制在9分鐘之內(nèi)，就能達到很好的教學效果。其次，科幻的課堂開放性很強，一旦掌控不好就會出現(xiàn)混亂狀態(tài)，教師要適當加以引導，可以在每個科幻環(huán)節(jié)限定主題和時間，讓學生在一定的規(guī)則內(nèi)自由想象。4.教師要改變傳統(tǒng)師生觀并從多角度利用科幻作品。教師要改變傳統(tǒng)的“師道尊嚴”理念，放低身段和姿態(tài)和學生共享科幻作品，這樣更有助于科幻教育的開展?？苹媒虒W的課堂不同于傳統(tǒng)教學，其教學結(jié)果往往沒有固定的。教師要尊重學生“天馬行空”的想象，盡量用表揚和鼓勵性語言，做到耐心傾聽同時給予適當啟發(fā)，增強學生科幻想象后的成就感。另外