生命系统构成层次的教学实践探索

常州市新北区河海实验小学杨文若

各位老师大家好，很荣幸能有这次宝贵的机会，与在座的各位老师一起分享，最近一段时间，我关于生命系统的构成层次的一些深入的学习和思考。

其实乍一看到这个主题，我就觉得有很多话要说。因为我本身是生命科学专业，在学校内从事过初、高中的生物教学，而生命系统的构成层次正是初中和高中的教学起始内容。为什么又会选择项目化的学习模式呢？也是因为我在章丽红校长的培育室内参与研究的主题就是项目化学习，并且通过近两年的系统理论学习，以及培育室小伙伴们的教学，有了一些实践探索的经验，所以就有了今天的研究主题——项目化学习模式下生命系统构成层次的实践探索。我将从以下三个方面开展我的分享：

1.生命系统构成层次在课标中的地位与要求

2.生命系统构成层次的教学活动设计策略

3.项目化学习模式下生命系统构成层次的教学策略

一、“生命系统构成层次”在课标中的地位与要求

1.概念解读

这要从今年4月教育部颁布的《义务教育课程方案和课程标准》说起，这是我国基础教育领域的一件大事，是推进新时代义务教育改革、进一步提升义务教育质量的有力举措，是我国未来十年乃至更长时间义务教育阶段的育人蓝图。在新的课程标准中设置了所有学生在义务教育阶段应该掌握的科学课程核心内容——13个学科核心概念。通过对学科核心概念的学习，来理解物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化4个跨学科概念。

生命系统构成层次可以从2方面来解读，生命系统、层次性。

生物是环境的产物，是经过漫长的进化过程，在自然选择作用下形成的。形形色色的生物构成了相对统一的不同于无机环境的体系，我们称之为生命系统。而生命系统是一种复杂的开放系统，与其他物质系统一样具有层次性，遵循自然界的共同规律。细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈，是生命系统的构成层次。本核心概念蕴含着“系统学”思想与“结构与功能”观念，这是理解、构建生命科学领域其他领域核心概念的基础，“生物体的稳态与调节”主要对应个体层次，强调组织、器官、系统间的相互协调作用；生物与环境的相互关系需要种群、群落、生态系统等方面的知识打下基础；生命的延续与进化探讨个体历史层面的纵向延伸，因此本核心概念位于生命科学领域的第一位。

生命系统构成层次，从细胞到生物圈，生命系统层层相依，又有各自特定的组成、结构和功能，帮助学生了解生命系统的构成层次，有利于学生认识自己，了解人在自然界中的地位，处理好人和自然之间的关系。形成认同热爱自然、保护环境以及保护动植物资源的重要作用，进而达到了解生命、热爱生命、尊重生命的积极作用。

2.学习内容

所以，在课标中，在课程内容的呈现上又将其具体分解为6项具体的学习内容，具体如下：

1. 生物具有区别于非生物的特征

2. 地球上存在动物、植物、微生物等不同类型的生物

3. 细胞是生命体结构与生命活动的基本单位

4. 生物具有一定的结构层次

5. 人体由多个系统组成

6. 生命系统由生物与非生物环境共同组成

具体结构关系如下图：

我又对苏教版小学科学1-6年级的教材相关内容进行了梳理，罗列了如下的学段、学习内容、教材内容、内容要求，以及我们在培育室开展的项目化研究的课例情况，具体如下表。

其实，通过如上的具体教学内容的关键进阶路径及学习内容的进阶，我们不难发现，本学科核心概念的内容要求由浅入深、由表及里，由现象到本质，螺旋上升。

3. 学业要求

生命系统构成层次学业要求是总体学业质量要求在本核心概念具体化表现期望，从科学观念、科学思维、探究实践、态度责任进行具体的描述。针对这样的教学内容要求，教师可以针对学生的年龄层次、心理特征带领学生开展观察、测量、观测、科学探究、模拟实验、制作、体验、调查、种植养殖、读图识图、项目研究、科普剧等多样的学习活动。下面我将具体讲讲这部分内容的教学设计策略。

二“生命系统的构成层次”的教学活动设计策略

本核心概念教学的关键在于引导学生逐步认识细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统的概念，并将这些概念逐步内化。整个教学过程中要注重培养学生核心素养，因此，课标中提出了有针对性的活动建议：

（一）合理利用黑板画、图片、视频等素材，以及校园、社区、公园、动物园、植物园等资源

直观的情境可以使抽象的知识具体化、形象化。在教学中创造学生在直观情境中去观察、发现科学知识。在课堂中营造使学生身临其境的动态感觉，教师更应该利用学生身边的实地图景。

例如：在一年级下册《多姿多彩的植物》，教师可以带领学生带校园内去认识各种各样的植物。

（二）指导学生利用多种工具观察各类生物，开展基于观察的探究活动，在动手操作中获取直接经验

      观察是科学研究的一种重要方法，对本核心概念来说，基于观察的科学探究活动尤为重要，学生需要通过观察生物的外部特征区比较生物和非生物、动物和植物等，本核心概念是获得感性材料的基本途径。

    例如：1-2年级使用放大镜辅助观察，5-6年级，教师需要指导学生利用显微镜观察工具。

（三）运用细胞、系统的知识进行建模教学，建构生物模型

模型是一种以抽象或具体的简化方式，借助与具体的实物或其他形象化的手段，定性或定量的描述原型本质特征的物质性形式或思维形式。建构模型可以帮助学生模拟科学家的思维，了解知识的产生和发展过程。通过建构模型，引导学生抓住事物的本质。

模型分为物理模型、概念模型和生物模型。生物模型是便于探究生命现象和生命活动的本质，从复杂的现象中抽象出研究对象的简化描述形式。

例如：杨英子老师在执教肺和呼吸中，利用自制的肺的模型带领学生建构呼吸器官的工作原理；孙燕芳老师在执教《食物大闯关》中，采用管道模拟食道，建构食物通过蠕动作用，进入消化道中的过程。

在探究过程中，培养学生事实求是的观察态度，引导学生如实描述看到现象并思考出现现象的原因，激发探究欲望。

（四）指导学生运用概念图表示细胞、组织、器官、系统、个体等概念

概念图的层次结构恰好可以使零散的教学材料得到有效组织，成为一个较为完整的知识网络。学生逐步认识生物外部特征到认识生物的微观结构。运用概念图教学，可以促使学生将零散的知识系统化，最终揭示生命系统结构层次的内在规律。

如上这些基础的策略，可以帮助我们日常的科学教学。经过培育室团队的研究发现，项目化的学习模式的教学策略也可以应用到这个核心概念的教学当中，下面与大家进行分享。

三“生命系统的构成层次”的教学活动及项目化的策略设计

在日常学科教学中我们往往会发现，学生有可能知道了很多知识，但解决不了问题；学生有可能很会吸收知识，但提不出自己感兴趣的有价值的问题；学生有可能学习了很多解题方法，但情境换一换就不知道如何处理了。教师在教学的过程中如何能够达到较好的教学效果，真正达到预期的教学目标呢？

其实项目化学习为这些教学现状的突围找到了突破口：

Project Based Learning,简称PBL,通过文献综述，我们发现学习素养视角下项目化学习是这样界定的：学生在一段时间内对与学科或跨学科有关的驱动性问题进行深入持续的探索，在调动所有知识、能力、品质等创造性的解决新问题，形成公开成果中，形成对核心知识和学习历程的深刻理解，能够在新情境中进行迁移。

从这个概念界定和研究中，可以总结出项目化学习的四个特征：核心知识的再建构，创建真实的驱动型问题和成果；用高阶学习包裹低阶学习；将素养转化为持久的学习实践。

基于对项目化学习的学习和理解，我们培育室初步理清了基于苏教版小学科学的项目化学习的课堂教学特质，定为五性课堂：

真实性的情境创设，驱动性的问题推进，融通性的探究活动，全程化的分析评价，生活性的再构延伸。

针对五性课堂的特质，以及结合生命系统的构成层次的学习内容的具体要求及特点，可以提炼如下的一些具体的教学策略：

1.创设真实的问题情境的策略：真实的问题情境即为与真实生活环境相似或相同的学习环境，是对真实生活场景的模拟或再现，更强调学习思维的真实，即所学知识和能力的真实和所运用思维方式的真实。教师可以利用生活中常见的事实、现象、问题等，创设的适宜的情景，有利于激发学生的学习兴趣。情境创设的原则：真实性、贯穿性、目标性，迁移性，适切性。

例如：尤文霞老师执教的《蝴蝶寻亲记》，尤老师出示一则寻亲启事，问蝴蝶寻找亲友，（鸟、飞鱼、蝙蝠、蜜蜂）是它的亲友么？说一说理由，进而将此问题贯穿在整个过程中，探究昆虫的特征，分析其他动物不是亲友的原因。

2. 利用驱动性的问题推进策略：针对问题情境，构建出驱动性问题链”是项目化课堂教学中的核心策略。 在问题解决教学中，教师需创设一系列问题，形成螺旋上升的“问题链”，“驱动性问题 链”是一串层层推进的问题，是解决问题的阶梯。通过教师精心设计真实的驱动性问题，以问题贯穿整个教学过程，促使学生在设问和释问的过程中萌生自主学习的动机和欲望，在分析和解决问题的过程中获得知识和技能，逐渐形成问题解决能力。要特别关注的是驱动性问题链”中的每一个问题都需要具有一定的驱动性效果，问题与问题之间具有逻辑性和激发性，能展现和揭示学习过程与思想方法，使问题的 解决过程具有普遍的知识性和方法论的意义。

例如：杨英子老师在执教《植物开花了》一课中，老师通过问题化分为花的结构是什么？分为哪几部分结构？每一部分都会变成什么呢？引发学生的探究和学习。

3.开展融通性的探究活动的策略:设计适切的观察活动、实验探究学活动。学生通过自主学习和协作学习完成任务，并主动构建知识，积极参与到整个任务的完成过程中。具体包括以下几个方面：

（1）实验探究活动设计：实验可分为演示、验证和探究实验。演示实验教师、学生演示。演示中引导学生观察、分析、思考现象得到结论。验证性实验是为了验证学生前概念中的假说或认识而进行的实验。探究实验则以实验为主，提出问题→作出假设→设计实验→实施实验→得出结论，注重单一变量原则、重复原则、对照原则。我们在教学过程中，可以针对具体内容，各校的实验条件、学情等情况进行适切的选择。

（2）生物观察活动设计

明确观察目的和任务：提出观察目的或任务，拟定计划，按计划观察，提出问题，寻求答案。例如：杨英子在《植物开花了》一课中的设计了具体的观察活动，指导学生观察油菜花的形态和结构，萼片、花瓣、雌蕊、雄蕊的特点。指导学生利用看、摸、闻等多感官观察的方法。教师强调用感官观，用大脑察。再带领学生解剖油菜花，形成其他樱花、黄瓜花与油菜花的比较，培养学生对观察到的现象进行分析、比较、判断，通过思考得出结果，从直观性观察上升到逻辑性观察。对结果做认真的记录，培养学生良好的观察习惯和科学态度。

（3）利构建生物模型，理解生命系统的层次性

在前面已经阐述，在这里不在赘述。

    4.设计量表开展学习效果评价：指定相应的评价、形成反馈信息。培育室通过设计观察量表，考察教师和学生的学习情况。（评价表如下）

5实现生活性的再构延伸：概念迁移是指一种学习对另一种学习的影响。生物概念源于生活又高于生活，最终回归生活，概念的延申应用是培养学生学习迁移能力的重要手段。

例如：周苏妍老师执教的《动物的庇护所》，把课堂搬进学校的自然生态馆，课堂结束又引出问题，如果生态馆要引进小鸟，要考虑到哪些要素，学生学以致用，倡导保护自然环境的重要价值观念。

总之，生命系统构成层次的内容与其他核心概念有其特殊性。教师在教学中要注重引导学生借助多种工具观察各类生物，开展基于观察的科学探究，如使用显微镜观察动物、植物细胞的形态，通过观察动植物的外部特征进行分类等，进行有目的的观察，学会使用正确的观察方法，从不同角度观察事物，并批判性的看待观察结果。通过对动植物外部特征的观察与比较，不断提升分类标准，提升运用科学知识分析解决问题的能力。

帮助学生建立由知识→能力→素养的转化。

这是我参考的一些书目，很有启发，大家感兴趣的可以读一读。希望今天的粗浅的分享，能为大家这一板块的教学带来一丝启发。感谢各位的聆听，谢谢大家！