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基于“科学探究”核心素养的校外探究型活动课程设计与实践

2022-05-07孙艳芬

科学教育与博物馆 2022年1期
关键词:酵素泡菜科学探究

摘要文章以“发酵技术与生活”校外探究型活动课程为例,阐述了以校外探究型活动课程为载体,促进学科核心素养培育的方法和思路;从课程设计和教学实践两方面,对如何落实学生学科核心素养,特别是“科学探究”核心素养进行探究与思考。

关键词校外教育探究型课程核心素养实践研究

0 引言

校外教育是现代国民教育体系的重要组成部分。它与校内教育相互联系、相互补充、相互促进,是促进青少年全面而有个性发展的实践课堂;是服务、凝聚、教育广大未成年人的活动平台;是加强思想道德建设、推进素质教育、建设社会主义精神文明的重要阵地。它在教育引导未成年人树立理想信念、锤炼道德品质、养成行为习惯、提高科学素质、发展兴趣爱好、增强创新和实践能力等方面具有重要作用[1]。2014年起上海开展了高考综合改革试点,先后颁布《上海市高等学校考试招生综合改革实施方案》《上海市普通高中学生综合素质评价实施办法》等文件,提出了进行学生综合素质测评的改革,其中一项是“创新精神与实践”能力测评,这与校外教育要增强学生创新和实践能力的育人功能十分吻合,所以,校外教育要抓住教育综合改革的契机,紧紧围绕学生综合素质提升,充分发挥育人作用。

2021年7月24日,中共中央办公厅、国务院办公厅正式印发了《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》,在拓展课后服务渠道中提出要充分利用社会资源,发挥好少年宫、青少年活动中心等校外活动场所课后服务的作用,所以,校外教育机构助力学校课后服务,其中很重要一项的工作是开发让学生感兴趣、能满足其需求的课程。上海市教育学会会长尹后庆表示基础教育正在开启一个全新的“质量”时代,大家要增强质量意识,提高教育质量。他认为校外教育应有更广阔的天地和空间,拥有更大的自由度,应该在科学技术高速发展背景下为学生设计各类课程活动[2]。

在新形势下,校外教育要进一步发挥重要阵地的作用,凸显校外教育的功能,必须通过课程改革,注重设计高质量的课程活动,提升学生核心素养,提高校外教育的质量,满足社会对高质量、多元化校外教育的需求。笔者在多年的校外生物教学中,不断尝试校外生物探究型活动课程的设计和实践,本文以《发酵技术与生活》探究型活动课程为例,从课程设计的理念、内容、实践,基于学生“科学探究”这一核心素养开展探究与思考。

1 “发酵技术与生活”校外探究型活动课程设计

1.1 探究型活动课程

1910年杜威首次提出探究式教学,他在多年观察中发现,学校教育往往过于强调科学事实,却忽略了对思考能力与兴趣的培养,所以,他提出的探究式教学引起国际教育界的关注[3]。郭法奇更是将“探究与创新”视为杜威教育思想的精髓,主张杜威思考社会变革和批判传统知识观、教育观,把探究思想引进教育领域,以探究认识论替代传统的“二元分离知识观”,为现代教育和学生活动提供了思路[4]。随着我国教育改革的深化,基础教育课程建立了基础型、拓展型和探究型的课程体系。校外教育创新发展的新方向也是设计与实施具有个性化特点、自主学习特质的探究型活动课程。有学者认为,探究型课程是一门承载学生“终身发展”任务,以能力目标为驱动的课程[4]。也有学者认为它是一种使学生在自主选择问题与自由解决问题的过程中,更新知识与体验,发展能力与人格,培育探究与创新精神的课程[5]。所以,探究型课程主要关注的不是具体知识,而是有助于学生的价值观念和各种能力的培养,最终指向的是学生核心素养的提升。

校外教育课程设计比校内课程具有更大的灵活性,可以根据学生兴趣、社会需求,重在实践与体验。青少年创新精神和实践能力的培养,是教育改革的一项系统工程。在这一工程中,校外教育机构有着独特的、不可替代的作用。校外探究型课程可以给予学生更多发现问题、研究问题和解决问题的机会,给予学生更多动手实验探究的机会,从而培养学生理性思维、批判质疑、勇于探究的科学精神。

1.2 生物“科学探究”核心素养

生物学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。当今,生物学与信息技术和工程技术的结合日益紧密,正在对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。生物学科的学习,既要让学生获得基础的生物学知识,又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。

2018年,教育部颁布了2017版《普通高中课程方案和語文等学科课程标准》。这次修订,各学科凝练出了本学科的核心素养,明确学科核心素养是学科育人价值的集中体现,学生通过学习而逐步形成正确价值观念、必备品格和关键能力。具体指向生物学科,其核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面。其中,“科学探究”核心素养是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。学生在探究过程中,逐步增强对自然现象的好奇心和求知欲,掌握科学探究的基本思路和方法,提高实践能力;在探究中,乐于并善于团队合作,勇于创新[6]。科学教育的关键是探究,科学探究是人们探索和了解自然、获取科学知识的重要方法。以证据为基础,运用各种分析和逻辑推理得出结论,公开研究结果,接受质疑,不断更新和深入,是科学的主要特点[7]。科学探究是教师引导学生在真实的情景中发现并提出问题,解决问题的过程,有利于“科学探究”核心素养的培养。

1.3 “发酵技术与生活”探究型活动课程解析

1.3.1 课程纲要

“发酵技术与生活”课程纲要包含课程简介、背景分析、课程目标、学习主题及评价这几项内容,具体见表1。

1.3.2 课程亮点

杜威教育思想中提出“教育即生活”的理念,褚洪启深入研究了杜威教育思想,指出杜威所提的“教育即生活”,不仅要求教育本身就成为有意义的、愉快的、美好的生活,而且要求教育成为提升生活质量的工具和手段;教育家、思想家陶行知通过实践杜威的教育理论,将“教育即生活”基于中国本土特点予以改造,形成“生活即教育”思想[8],陶先生所说:“我们深信生活是教育的中心。生活教育是给生活以教育,用生活来教育,为生活向前向上的需要而教育。教育要通过生活才能发出力量而成为真正的教育。”所以,校外生物探究型课程内容最好贴近学生生活,并把生命科学、技术与他们的生活紧密联系,唤醒学生的好奇,激发他们持续学习和深入探究的内在动力。

“发酵技术与生活”课程内容涉及与生活密切相关的传统生物技术。生物科学与工程技术的结合产生了生物技术,21世纪,人类社会面临人口膨胀、资源枯竭、温室效应、环境污染、能源匮乏、遗传疾病等重大问题,几乎都需要生物技术的参与来解决。真正意义上的生物技術是分子生物学与工程技术的结合,它是21世纪高新技术与支柱产业,也称为现代生物技术。它主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程,可以总称为生物工程[9]。现代生物技术的内容,中小学生需要了解和拓展,但要进行实践和探究,还是比较难。而有几千年历史的微生物酿酒、制醋、制酱等发酵技术,近代的酒精、奶酪、乳酸和面包的生产也是利用微生物发酵技术,虽然这些发酵技术仅能作为传统的生物技术,但与我们的日常生活密切相关,学生们在学校和生活中,都有所学习和了解,所以,本课程内容能激发学生的兴趣,还可以让学生对传统发酵技术的原理、条件、应用进行探究,从而落实科学探究核心素养。

2 “发酵技术与生活”课程实践

2.1 课程实施情况

本课程在笔者的社团教学活动中开展。课程实践后,学生对课程比较感兴趣,不仅喜欢利用发酵技术制作食品或用品,进一步了解发酵的原理和基本条件,他们还提出了不少发酵相关的科学问题,并进行深入探究。课堂提供给他们探究的平台,大家团队合作,共同解决科学探究中的问题,享受探究带来的喜悦。他们从没有科学探究的经历到喜欢上科学探究,学会探究方法,并获得一定的成果,同时也实现课程价值的倍增。

2.2 社团学生情况

社团学生主要是初中学生,他们对科学探究活动充满好奇,但没有真正的科学探究学习经历。对于探究学习,最苦恼的事就是寻找可以研究的问题,这也是青少年学生科学探究活动中普遍存在的问题。在探究型课程的学习和启发下,很多同学都找到了来源于身边的探究问题,在本课程实施后,学生们提出了发酵技术相关的科学问题,还参加了上海市青少年科技创新大赛,并取得较佳成绩。

2.3 科学探究成果

本课程的实施,重在启发学生在真实生活中寻找可以探究的科学问题。学生经过本课程的学习,获得科学探究的经验,也取得一定的成果。

2.3.1 “环保酵素”探究课题成果

环保酵素是混合了糖、水和厨余垃圾经过厌氧发酵后产生的棕色液体,制作环保酵素,不仅能减少厨余垃圾的量,可用于家居清洁、促进植物生长等方面。学生们以前也不知道环保酵素,经过学习和制作后,有些学生对此产生了很浓的探究兴趣:哪些厨余垃圾做环保酵素效果更好?哪些条件会影响发酵效果?环保酵素里含有哪些微生物?环保酵素去污效果如何,能不能替代传统的洗涤用品,怎么用效果更好?为了解答这些问题,学生们开始了这方面的研究。经过一年的研究,研究型课题《厨余垃圾变废为宝—“环保酵素”的制作与研究》获得第29届上海市青少年科技创新大赛二等奖和3个大赛专项奖的好成绩。环保酵素课题成为同学们的热门研究课题,同学们先后还研究了“环保酵素作为植物水培营养液的效果”“环保酵素对盆栽蔬菜种子的萌发及幼苗生长”“对多肉植物叶插的效果”等课题,这些研究成果还在生活中得以应用,取得不错的效果。最重要的是,学生的“科学探究”核心素养得以落实。

2.3.2 “泡菜”探究课题成果

在本探究课程中,有一节内容是“利用乳酸菌发酵—制作泡菜”,学生在学习了泡菜制作的原理,尝试制作泡菜后,对此项内容产生了探究的兴趣,决定研究泡菜。现在越来越多的人尝试自己做泡菜,据报道,泡菜中的亚硝酸盐会影响健康。因此,他们产生了探究的想法:究竟在泡菜的制作过程中,如何将泡菜做得又好吃又健康,如何减少泡菜中的亚硝酸盐含量?

经过一年对泡菜的制作和减少亚硝酸盐的方法进行探究后,他们的研究型课题《怎样做出好吃又健康的泡菜—泡菜制作以及亚硝酸盐含量消减方法的探究》获第31届上海市青少年科技创新大赛一等奖和2个大赛专项奖的佳绩。在此研究后,他们对泡菜课题又产生了新的探究想法,因为他们在寻找泡菜坛子的时候,发现市场里有两种主要的泡菜坛子,一种是传统老坛,一种是现代的玻璃发酵罐,这两种不同质地的坛子发酵效果哪个更好呢?他们继续对泡菜课题进行深入探究。学生们的课题探究起自课程,来源于生活,所以探究能不断深入,验证了“教育即生活”的理念,教育成为提升生活质量的工具和手段。

3 反思

“发酵技术与生活”探究型活动课程设计和教学实践后,笔者对于校外探究课程设计与实践如何落实学科核心素养,有以下感悟与反思。

3.1 校外生物探究型活动课程开发要基于学生的生活

校外生物探究型活动课程的开发要基于学生的日常生活,让学生探究真实生活中的问题。科学教育要与自然相生、与生活相融,只有将课程的设计突出学习与生活的联系,并倡导学生在真实的生活情境中自主地做而学,课程才具有生命力,因为来自生活的科学是最直观的,最能激发学生兴趣,最有利于学生探究,课程也有利于落实生物学科的核心素养[10]。

3.2 校外生物探究型活动课程应激发学生探究的热情

探究型课程的实践和体验可以成为学生寻找科学探究问题的有效途径,经过课程的学习,学生寻找探究问题的能力将不断提升,可以不断发现来源于生活中、自然中、媒体素材中的探究问题。学生们在科学探究中实践成长,掌握探究的基本思路和方法,提升实践能力和解决问题的能力,培养科学的思维和精神,“爱科学*学科学*用科学”的探究热情不断激发,科学探究的核心素养得以落实。

4 结语

“发酵技术与生活”探究型课程的开发与实施虽然取得一定的成效,但对于如何设计更有效的活动,促进学生深度学习,更好地落实学科核心素养,还要继续深入研究。探究型课程开发,学生学科核心素养的培养,是校外教育需不断探究的课题。我们期望通过研究和实践所设计的校外探究型活动课程,成为学生核心素养培育的磁力场,为学生学科核心素养的提升注入新的能量。

參考文献

[1]中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于进一步加强和改进未成年人校外活动场所建设和管理工作的意见》的通知[J].中华人民共和国国务院公报,2006(15):6-9.

[2]尹后庆.新质量时代基础教育改革的呼唤[J].上海校外教育,2017(4):9.

[3]冯景华,李晓艳.守望·筑梦—校外自主探究活动课程的初心与未来[J].上海校外教育,2019(4):10.

[4]俞吾金.杜威、实用主义与现代哲学[M].北京:人民出版社,2007.

[5]单中惠.现代教育的探索—杜威与实用主义教育思想[M].北京:人民教育出版社,2002.

[6]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版).北京:人民教育出版社,2018.4.

[7]周建中,万立荣.小博士STEMx探索屋[M].上海:上海科技出版社,2020:序言.

[8]丁永为.变化中的民主与教育—杜威教育政治哲学的历史研究[M].北京:教育科学出版社,2012.

[9]张德永.劳动技术高二年级(下)[M].上海:上海教育出版社:2003:2-3.

[10]周建中.校外科学实践活动宫本化课程设计与研究—以生物学活动课程为例[C]//创新科学教育内容的实践探索.2013.

(2022-01-07收稿,2022-01-27修回)

作者简介:孙艳芬(1973—),女,高级教师,主要研究方向:生物科学教育、校外教育,E-mail:3264491470@qq.com。

On the  Off Campus  Inquiry Activity Curriculum  Based on the  Core Quality of the  Discipline// Sun Yanfen

Author's Address  ShanghaiJing'an District Youth Activity Center, E-mail:3264491470@qq .com .

Abstract  Taking  the  off  campus  inquiry  activity  course  of fermentation  technology  and  life  as  anexample, this paper expounds the methods and ideas of taking the off campus inquiry activity course as the carrier to promote the cultivation of discipline core literacy; From the two aspects of curriculum design and teaching practice, this paper explores and considers how to implement students' subject core literacy, especially the core literacy of "scientific inquiry".

Keywords  after-school education, inquiry curriculum, core literacy, practical research

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