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摘要:小學科學新課程標準指出生命科學是小學科學課程的一個重要領域,對小學生科學素養的形成具有重要的價值和意義。文中在STEM教育理念指導下,結合學科特點,通過課堂的科學觀察,針對低年段、中年段和高年段的進階學習,運用不同的觀察學習方法,從校園觀察走進大自然觀察,在項目任務學習的過程融合科學、技術、工程、藝術和數學,提高學生的科學素養和綜合素養,提升學生對生命的熱愛之情、對環境的愛護之心和對生活充滿激情。
關鍵詞:生命教育;小學科學;觀察;項目學習;STEM
新生命教育課程以自然生命、社會生命和精神生命為原點設計。針對三重生命發展的要求,生命教育課程必須引導學生熱愛生命、積極生活、成就人生[1]?!缎W科學新課程標準解讀》指出,生命科學是小學科學課程的一個重要內容領域,對小學生科學素養的形成具有重要的價值和意義[2]。小學科學教學中滲透著生命教育,從植物、動物的生命知識和意識,到生物在自然界生存的技能、能力和行動。科學教師應該結合學科特點,給學生創造走出課堂、走進自然的機會,讓學生真實地體驗到生命的價值[3]。通過融合新生命教育中的三大目標進行小學科學觀察實驗探究,在觀察活動中滲透生命教育,讓學生體會生命現象和規律,領悟生命的價值,獲得生存的技能和能力,保持一顆熱愛生命、愛護環境、積極生活的心。
一、從課堂觀察開始生命科學啟蒙,認識生命現象
(一)觀察地球上存在著不同種類的生物
(1)低年段肉眼觀察,畫圖記錄
低年段觀察大樹、小草和各種動物的生長,以肉眼觀察為主,并使用放大鏡等工具輔助觀察,用“一課一畫”記錄本進行繪圖記錄。以學校的高山榕為例,觀察順序從整體到局部,從上到下。引導低年段的學生對比觀察幾棵高山榕的生長情況,如樹冠濃密稀疏、樹干粗壯細小、枝條伸展開闊低垂等。學生知道大樹、小草、蝸牛、螞蟻的結構特征,并能用簡潔的語言描述,用簡筆畫繪畫出大樹、小草、蝸牛和螞蟻的基本結構,呈現出不同生命體不同的形態結構特點。
(2)中年段使用工具測量,運用圖表分析
中年段學生需要使用相應工具對觀察對象進行數據測量和記錄,用圖表分析數據,來證實(植物、動物的生長過程。以栽種鳳仙花為例,從整體觀察,如使用軟尺測量鳳仙花生長的高度,再到局部觀察,如葉、花、果實和種子。如鳳仙花的葉,觀察同一片葉的生長變化過程,從葉芽開始生長成嫩葉再到老葉,最后成為落葉。測量此葉生長變化的大小,記錄葉片的形狀和顏色變化、同一株鳳仙花上葉的數量變化。用照片展示鳳仙花的生長過程,突出植物生長的過程,體會鳳仙花種子萌發、生根發芽、長葉開花結果的過程。用圖和文字制作觀察手抄報,敘述鳳仙花的生長、發育和繁殖過程。讓學生在探究過程中,親眼證見生命現象的真實存在,親手繪制生命現象的發生過程。以飼養蠶為例,從孵化蠶卵開始,用放大鏡進行觀察。每天測量蠶寶寶身體的長度,觀察其身體結構的變化,稱量食量和體重的變化,進行蠶與蠶蛾形態結構對比等,并以表格形式記錄下來。用拍照或錄像記錄其成長過程,以繪圖和文字敘述的方式寫觀察日記,記錄蠶進食蛻皮、吐絲結繭、羽化成蛾的生長發育變化過程。
(3)高年段顯微觀察記錄,認識生命現象
高年段運用顯微鏡觀察植物和動物的細胞,觀察不同種類植物和動物的細胞,認識生物細胞的結構??梢赃x用多種材料進行對比觀察,讓學生親自發現細胞的差異,如海芋葉背上的氣孔、金魚藻里的葉綠體、百合花雄蕊上的花粉粒、百合花雌蕊柱頭上的黏液、人體口腔上皮細胞、雞的血細胞……學生親眼觀察后繪圖,在做中學,在看中畫,體會更真切,比看圖看視頻更真實。學生通過觀察生物體的顯微結構,認識到生物體由細胞組成,生命存在于細胞里,了解細胞的多樣性,理解生物的多樣性。
(二)制作藝術標本,記錄生命現象
結合藝術制作,收集植物的根、莖、葉、花、果實和種子六大器官,制作植物的標本,如干花、壓花、葉脈書簽、葉子貼畫等。還可以制作植物名片,為植物掛牌。在開展植物觀察時,學生喜歡收集植物的葉和花。將這些材料進行脫水、壓干處理,制作成多樣的壓花畫、葉子畫,讓這些花材演繹不一樣的精彩生命。葉片通過特殊處理,留下葉脈,制作成葉脈書簽,保存更久。正如詩句“落紅不是無情物,化作春泥更護花”,讓學生感受葉片為植物的生命所做出的貢獻。在夜觀活動中,了解不同節律的生物有著不同的生活習性。當見到蟬蛻皮的過程,學生會留意收集蟬蛻。蟬每一次的蛻皮就是一次生長過程,蟬蛻見證了蟬生命的歷程。學生在科學觀察中的所見所聞所想所感,全在做中學,在學中悟。
二、在生命科學探索中,學會生存技能
(一)探索植物適應環境的行為
植物生長需要多種環境條件,如陽光、空氣、水分,還有土壤和溫度等。從一粒種子萌發,到成長成幼苗,再生長發育,最后開花結果,完成植物一生的栽種觀察記錄。在栽種過程中,植物可能會因為環境因素而停止生長,走向死亡。學生需要面對這種生與死的情感態度選擇,學習植物在惡劣環境下如何生存、如何頑強生長。如狗尾草是一年生植物,它是如何適應環境,如詩句“野草燒不盡,春風吹又生”那樣與環境抗爭?人類應該有與惡劣環境抗爭的精神和毅力,更應該有保護環境的意識,珍惜植物生命,珍愛美麗地球,守護自然資源。
(二)探索動物適應環境的行為
從低年段學生能說出動物可以通過眼、耳、鼻感知外界環境,進階到中年段學生說出動物的各種器官感知外界環境,如蝸牛的觸角、螞蟻的觸角、金魚的鰓和鰭、鳥的翼等等,進階到高年段學生能結合人體學習動物如何對外界的刺激做出反應。動物有先天性行為和學習行為,在適應自然環境的過程中,不斷探索適應生存的技能。這些生存技能將會成為物種繁衍的本領。在自然選擇過程中,環境發生改變,生物體的形態結構也會發生改變,產生與之相適應的功能。如蝌蚪用鰓呼吸,在水中生活,通過變態發育為成蛙,用皮膚和肺呼吸,在水中和陸地兩種環境棲息,成為兩棲動物。仿生學就是模仿動物或植物的某一結構或功能的特點,根據這些原理發明創造新的設備、工具和科技,創造適用于生產、學習和生活的先進技術。如青蛙與蛙人、蝙蝠與雷達、蛋殼與薄殼建筑等等。
(三)探索植物、動物與環境之間相互依存的關系
探索植物、動物與環境之間相互依存的關系,是高年段學生對生態系統進行學習與分析的重點,也是學生探究能力和科學思維綜合提升的關鍵。高年段制作生態瓶,源于低中年段對植物、動物和環境因素的學習。學生綜合運用所學的知識,將生物與環境形成的生態系統縮小在一個瓶子里,如金魚、金魚藻和水、陽光、空氣形成的生態系統。利用生態瓶探索金魚和金魚藻數量的多少對生態環境的影響,水、陽光和空氣對生物的影響。通過記錄金魚浮上水面呼吸的次數,分析生物與環境、生物與生物之間的關系。這個探究活動貼近學生生活,由此遷移到校園生活、社區生活、自然界,更好地體會生物與生物之間、生物與環境之間相互依存關系,共同走向可持續發展,保持動態平衡。
三、走進自然世界,感悟生命價值
(一)基于項目開展STEM任務學習,進行小學科學觀察
基于科學課堂學生發現的問題,如種子萌發是否需要陽光、養蠶時沒有桑葉怎么辦、《小蝌蚪找媽媽》故事有哪些科學依據、如何設計與制作小雞孵化器等多種問題,開展任務式學習。學生組建學習小組,以學生為主體,老師作引導,確定研究的問題和方法,推動科學觀察的進一步發展,也促進學生在任務學習過程中感悟生命的價值。如設計與制作小雞孵化器,學生要先調查與了解小雞孵化需要哪些條件,分析與解決如何滿足各個條件,繪圖設計孵化器,再進行制作、測試、反思和改進?;顒舆^程中學生感受到母雞媽媽為小雞孵化做出的努力,再結合自身,感受父母的付出,成就了一個個鮮活的生命。生命的價值從一個細胞開始,生長發育,衍生不一樣的個體。生命是精彩又神奇的,更是珍貴的無價之寶。
(二)開展社團活動,完善任務學習
在校園開展四季觀察和攝影活動。由于廣州市的四季不明顯,大多數植物的季節性特點也不明顯,選取合適的植物觀察很重要。經過學生的調查,發現校園里的紅花雞蛋花的季節節律性最明顯:春季嫩芽萌發,夏季枝葉繁茂,秋季開花結果,冬季落葉紛飛。走出課堂,走出校園,聯合家庭、社區,走進大自然,組建學校的自然觀察社團,開展花鳥獸蟲魚等的自然觀察活動。這既推動了親子活動,也提升了大家愛護環境、珍惜生命的意識。社團活動里以植物識別和觀鳥為最好,這既與廣州市開展的自然觀察活動息息相關,也與人們日益增長的環保意識相關。
作者:袁慧結 單位:廣東省廣州市天河區員村小學