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

隨著社會(huì)對(duì)人才具體能力要求的改變，“知識(shí)核心”時(shí)代必將被“核心素養(yǎng)”時(shí)代所取代。因此，在生物教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)應(yīng)該怎樣培養(yǎng)和實(shí)施是關(guān)鍵。筆者認(rèn)為，若能利用科幻作品中學(xué)生感興趣的科幻元素來(lái)輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，對(duì)提高學(xué)生學(xué)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(xué)過(guò)程中合理地應(yīng)用科幻教育輔助教學(xué)，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。一、科幻教育的內(nèi)涵界定科幻，即科學(xué)幻想?？苹貌皇呛?jiǎn)單的幻想，也不是虛幻，而是在已有科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)未來(lái)世界進(jìn)行科學(xué)合理的同時(shí)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(xué)中借助科幻資源輔助教學(xué)達(dá)成知識(shí)、能力與情感價(jià)值觀的目標(biāo)培養(yǎng)，或組織學(xué)生進(jìn)行與科幻相關(guān)的學(xué)習(xí)與創(chuàng)作以達(dá)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(tái)進(jìn)行人才培養(yǎng)的所有教育活動(dòng)，不僅在學(xué)校課堂，也包括在社會(huì)與家庭等教育活動(dòng)中。而科幻的載體包括文學(xué)作品、藝術(shù)作品、影視創(chuàng)作等。二、科幻教育教學(xué)設(shè)計(jì)的基本過(guò)程1.本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)分析。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)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(jìn)行進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，提升了一個(gè)階梯。本節(jié)通過(guò)學(xué)生動(dòng)手制作生態(tài)瓶活動(dòng)和分析自然界各種生態(tài)系統(tǒng)的自然狀況來(lái)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(guò)各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，從而認(rèn)識(shí)地球生態(tài)系統(tǒng)的整體性，認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)是：解釋什么是生態(tài)系統(tǒng)；說(shuō)出并歸納生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及其作用；通過(guò)構(gòu)建模型，建立生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)組成成分之間的聯(lián)系；通過(guò)小組合作及組間交流，合理建立完整的生態(tài)瓶；形成熱愛(ài)大自然，愛(ài)護(hù)生態(tài)環(huán)境的情感，提高對(duì)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的重要性的認(rèn)識(shí)。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容條理性強(qiáng)，貼近社會(huì)生活，具有很大的開(kāi)放性。中國(guó)乃至世界都面臨著許多的生態(tài)問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了生態(tài)破壞。這些問(wèn)題的根本解決有賴于全體公民的參與，有賴于全體公民對(duì)這些問(wèn)題有正確的態(tài)度、情感和價(jià)值觀。但課本的內(nèi)容有限，要達(dá)成以上教學(xué)目標(biāo)單靠傳統(tǒng)的“我傳授，你接受”的教學(xué)方法很難達(dá)成。筆者認(rèn)為適合創(chuàng)設(shè)科幻情境來(lái)幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)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(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。2.基于學(xué)情的科幻教育分析。初中學(xué)生多數(shù)處于敏感的青春期，感情世界比較豐富，自我意識(shí)非常強(qiáng)，但對(duì)人和事物的評(píng)價(jià)仍然比較簡(jiǎn)單和片面。因此教師有必要正確地引導(dǎo)幫助他們完善正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。還有他們的認(rèn)知水平和思維水平都已得到迅速發(fā)展，生性好動(dòng)，好奇心很強(qiáng)，愛(ài)“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(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力很大程度上受興趣愛(ài)好的支配。在傳統(tǒng)的生物教學(xué)中，從教師“填鴨”到學(xué)生被動(dòng)接納，通常課程目標(biāo)達(dá)成效果不明顯。在對(duì)初中學(xué)生的訪談中，大多數(shù)學(xué)生對(duì)生物課引入科幻元素非常好奇，很愿意嘗試和體驗(yàn)。因此，將科幻教育應(yīng)用于生物教學(xué)，可以更好地調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力，促成課程目標(biāo)達(dá)成，有效提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)。3.課堂實(shí)施過(guò)程。（1）導(dǎo)入。創(chuàng)設(shè)“生物圈2號(hào)”的科幻視頻或圖片情景，引導(dǎo)學(xué)生觀看一座用玻璃、鋼筋、混凝土建造的形狀獨(dú)特而美觀的建筑，有海洋、沙漠、熱帶雨林，也有農(nóng)田、居室、實(shí)驗(yàn)室、圖書(shū)館。這就是美國(guó)科學(xué)家模擬地球這個(gè)自然生物圈而設(shè)計(jì)的人造生物圈——“生物圈2號(hào)”。遺憾的是兩次實(shí)驗(yàn)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(jì)意圖：引入“生物圈2號(hào)”科幻情境，直接揭示課題，通過(guò)視頻或圖片的播放，一上課就能把學(xué)生的心緊緊地拴住，吸引學(xué)生的注意力和好奇心。通過(guò)科幻情境感知，使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)產(chǎn)生興奮感，再通過(guò)與情境相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題設(shè)置激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，以拋磚引玉的方式，做好教學(xué)鋪墊。（2）課中。組織學(xué)生討論分析自制的生態(tài)瓶成分，啟發(fā)學(xué)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(gè)整體。再引導(dǎo)學(xué)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(gè)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(dāng)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)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(lái)對(duì)我們?nèi)祟惿顣?huì)不會(huì)有嚴(yán)重的影響呢？適時(shí)引入科幻電影《流浪地球》片斷：未來(lái)世界，太陽(yáng)系已不適合人類居住，人們帶著地球在流浪的過(guò)程中，遇到木星強(qiáng)大的吸引力，地球即將毀滅，需要燃燒木星。于是救援隊(duì)員在運(yùn)輸火石的緊急任務(wù)中，目睹各個(gè)城市被大雪覆蓋，海水被冰凍如世界末日，沒(méi)有一點(diǎn)生氣，甚至沒(méi)有一個(gè)活人的情景。學(xué)生在觀看過(guò)程中，教室突然一片肅靜，個(gè)個(gè)抬起頭，睜大眼睛，生怕錯(cuò)過(guò)任何一個(gè)鏡頭。放映結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)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(jì)劃”你能構(gòu)想出人類新的“根據(jù)地”嗎？學(xué)生觀看完電影，很快就能意識(shí)到保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境的重要性。對(duì)生活中如何愛(ài)護(hù)環(huán)境，如何呵護(hù)地球家園，怎樣保持低碳生活，學(xué)生在課堂經(jīng)過(guò)了熱烈討論踴躍說(shuō)出他們的觀點(diǎn)，比如：不破壞樹(shù)木，平時(shí)上下學(xué)多步行，不亂扔垃圾，進(jìn)行垃圾分類，將空調(diào)溫度調(diào)高一點(diǎn)等等。并且作為學(xué)生還要積極對(duì)社會(huì)宣傳保護(hù)地球環(huán)境的重要性。對(duì)于構(gòu)想人類新的“根據(jù)地”，學(xué)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(xué)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(huì)讓學(xué)生印象深刻，就容易形成熱愛(ài)大自然，愛(ài)護(hù)地球環(huán)境的情感，提高對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性的認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)意圖：《流浪地球》這部電影將未來(lái)地球可能將要發(fā)生的狀況展示在了學(xué)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(méi)有了生機(jī)，甚至沒(méi)有一個(gè)人活著。當(dāng)?shù)厍蛟诹骼诉^(guò)程中靠近木星將要被木星吞噬時(shí)，到處山崩地裂，人心惶惶。這種直觀的畫(huà)面，震撼的場(chǎng)面讓人驚心動(dòng)魄，很容易觸動(dòng)學(xué)生的心靈，從內(nèi)心深處真正意識(shí)到保護(hù)地球環(huán)境的重要性，會(huì)更加珍惜當(dāng)下這個(gè)地球。這比傳統(tǒng)教學(xué)中通過(guò)喊口號(hào)、說(shuō)教強(qiáng)調(diào)等方式效果會(huì)更好。（3）課后。由于課堂時(shí)間有限，為了讓學(xué)生能充分開(kāi)展科幻活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生都來(lái)當(dāng)一個(gè)“小小科幻家”：想象一下如果我們這個(gè)地球上的全部植物都消失了，地球?qū)?lái)會(huì)變成怎樣？可以讓學(xué)生以“科幻小作文”或“科幻漫畫(huà)”的形式表達(dá)出來(lái)。學(xué)生對(duì)這種作業(yè)設(shè)計(jì)感到非常新鮮，也很好奇。學(xué)生完成科幻作品很多，內(nèi)容也很豐富。有的學(xué)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(dòng)物的遺骸，整個(gè)地球再也找不到綠色的畫(huà)面，只有極個(gè)別能進(jìn)行“光合作用”的怪物在大搖大擺地橫行。而大多數(shù)學(xué)生想象的情景是：地球變成了一個(gè)死球、空球，沒(méi)有了生機(jī)，動(dòng)物逐漸死亡到最后滅絕了，細(xì)菌、真菌和病毒也全部滅亡，最終人類也走向滅絕道路，原來(lái)生機(jī)勃勃的地球沒(méi)有了，遍地都是一片死灰，人類文明最終消失等等。設(shè)計(jì)意圖：以往的課后作業(yè)基本上是機(jī)械性的知識(shí)性題目，學(xué)生對(duì)這樣的作業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生了厭煩。特別是現(xiàn)在生物學(xué)科在中考的分?jǐn)?shù)比例越來(lái)越低的情況下，學(xué)生開(kāi)始不重視這個(gè)學(xué)科，不完成作業(yè)的學(xué)生越來(lái)越多了。而“小小科幻家”活動(dòng)改變了以往的作業(yè)方式，正投學(xué)生所好，初中學(xué)生好動(dòng)，喜歡“天馬行空”的幻想。因此，學(xué)生對(duì)這種作業(yè)樂(lè)意接受。要完成好這項(xiàng)作業(yè)，這就要求學(xué)生要具備本節(jié)的知識(shí)水平，要有發(fā)散思維，有前瞻預(yù)測(cè)的能力。其次，“小小科幻家”活動(dòng)另一旨意是要讓學(xué)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(ài)護(hù)植物，熱愛(ài)大自然，愛(ài)護(hù)我們地球環(huán)境的情感共鳴。從而提高學(xué)生的認(rèn)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(píng)價(jià)筆者課下和學(xué)生進(jìn)行了交流，采用問(wèn)卷調(diào)查和個(gè)別訪談相結(jié)合的方式，來(lái)了解課堂教學(xué)的效果。調(diào)查結(jié)果表明，大部分學(xué)生對(duì)科幻電影還是比較感興趣的，生物課中的科幻活動(dòng)確實(shí)能吸引絕大部分學(xué)生參與其中。在調(diào)查問(wèn)卷基礎(chǔ)上，筆者還對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行訪談，多數(shù)學(xué)生反映加入科幻的生物課比從前的更加新穎生動(dòng)了。電影災(zāi)難的場(chǎng)面和直觀的畫(huà)面讓他們驚心動(dòng)魄，害怕失去親人，害怕失去家園，于是更加熱愛(ài)自己生活的地方。這樣的經(jīng)歷就會(huì)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(shí)到保護(hù)地球環(huán)境的重要性。學(xué)生在課堂進(jìn)行科幻的過(guò)程中，新鮮感很強(qiáng)，展開(kāi)想象的翅膀，充分大膽地想象，對(duì)創(chuàng)新思維、發(fā)散思維的培養(yǎng)也起到了促進(jìn)作用。如果沒(méi)有學(xué)生積極參與的原動(dòng)力和豐富有趣的互動(dòng)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(dòng)，這樣的課堂就很難達(dá)成教學(xué)目標(biāo)?？梢?jiàn)，將科幻教育應(yīng)用到生物教學(xué)中，不僅可以活躍生物課堂氛圍，增加教學(xué)的生動(dòng)性，更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力，對(duì)學(xué)生的發(fā)散思維、認(rèn)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(xué)的建議1.教師要樹(shù)立終身學(xué)習(xí)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(xué)，還有物理學(xué)、社會(huì)學(xué)、心理學(xué)和哲學(xué)等知識(shí)。要讀懂科幻作品內(nèi)涵，前提是教師需要有足夠的知識(shí)儲(chǔ)備，要有跨學(xué)科界限的豐富知識(shí)。因此，科幻教育的開(kāi)展對(duì)傳統(tǒng)生物教師來(lái)說(shuō)有一定的難度，需要教師不斷地學(xué)習(xí)，不斷地進(jìn)取。教師平時(shí)要養(yǎng)成閱讀科幻作品的習(xí)慣，要樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的教育理念，多關(guān)注生命科學(xué)的最新動(dòng)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(xué)生。2.教師要挑選合適的科幻作品用于教學(xué)?？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(xué)的科幻作品資源。教師要挑選能促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的科幻作品用于教學(xué)，不能只是為了豐富教學(xué)內(nèi)容而利用科幻作品，那就違背了課程目標(biāo)。其次，教師在進(jìn)行科幻教育前，應(yīng)提前對(duì)所教班級(jí)學(xué)生的認(rèn)知和思維特點(diǎn)充分分析，以課程標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，選擇合適的科幻素材進(jìn)行科幻活動(dòng)，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。避免難度過(guò)大，超出學(xué)生的認(rèn)知，無(wú)法達(dá)到預(yù)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(shí)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(xué)最好只播放與課程教學(xué)相關(guān)的片斷，而且最好控制在9分鐘之內(nèi)，就能達(dá)到很好的教學(xué)效果。其次，科幻的課堂開(kāi)放性很強(qiáng)，一旦掌控不好就會(huì)出現(xiàn)混亂狀態(tài)，教師要適當(dāng)加以引導(dǎo)，可以在每個(gè)科幻環(huán)節(jié)限定主題和時(shí)間，讓學(xué)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(yán)”理念，放低身段和姿態(tài)和學(xué)生共享科幻作品，這樣更有助于科幻教育的開(kāi)展?？苹媒虒W(xué)的課堂不同于傳統(tǒng)教學(xué)，其教學(xué)結(jié)果往往沒(méi)有固定的。教師要尊重學(xué)生“天馬行空”的想象，盡量用表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)性語(yǔ)言，做到耐心傾聽(tīng)同時(shí)給予適當(dāng)啟發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生科幻想象后的成就感。另外