新课标背景下小学科学与初中生物学课程衔接的教学初探——以“绿色植物的一生”为例

(南京江北新区浦口外国语学校江苏南京210031)

《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称为《科学课程标准》)中指出,根据研究对象不同,可将科学分为物理学、化学、生物学、天文学、地球科学等分支。小学科学课程是作为一个整体的知识系统来教授的,以学科融合的方式引导学生更全面、更完整地认识真实自然界;初中生物学课程则是作为自然科学中的一门基础学科进行分科教授的,研究生命现象和生命活动规律,两者存在紧密联系。《义务教育生物学课程标准(2022年版)》(以下简称为《生物课程标准》)中明确提出了“课程设计重衔接”的课程理念,使初中阶段的生物学学习与小学和高中阶段的学习能够有效衔接、循序渐进、连贯一致,引导学生逐步深入地认识生物学的科学本质和重要思想观念。本文以“绿色植物的一生”为例,通过两个学段之间生物学重叠内容的比较和分析,尝试提出小学科学与初中生物学课程有效衔接的几点教学策略,努力打破不同学段之间的壁垒,完善科学知识系统,实现学生科学教育的可持续发展。

《科学课程标准》中设置了13个学科核心概念,其中在“生命系统的构成层次”“生物体的稳态与调节”“生物与环境的相互关系”“生命的延续与进化”四个核心概念中涉及植物的形态结构、生活环境、生存条件、生命活动以及生殖繁衍。植物学知识根据学段目标、学生特点被进阶设计,分解为若干个学习内容穿插在这四个核心概念中,提出了不同的内容要求、学业要求、教学策略建议和学习活动建议,最终的目标是使学生理解四个跨学科概念。像这样的课程内容分布,是在学习进阶研究成果的基础上进行设计的。而在《生物课程标准》中以学习主题为框架,在“植物的生活”这个学习主题中关于“绿色植物的一生”涉及两个重要概念七个次位概念,对内容要求更高,学生要在理解次位概念、重要概念的基础上形成大概念“植物有自己的生命周期,可以制造有机物,直接或间接地为其他生物提供食物,参与生物圈中的水循环,并维持碳氧平衡”,进而形成生命观念。

苏教版小学科学、初中生物学教材中关于“绿色植物的一生”对应课标中的学习内容(次位概念)、学生活动(表1)。教材内容都是围绕绿色开花植物的生命周期来编写的,苏教版小学《科学·三年级(下)》植物学内容是以“发芽—生长—开花—结果”为线索:“种子发芽需要哪些条件→植物的根茎叶→传粉的方式→果实与种子”,从观察植物出发,学习植物的六大器官。苏教版中学《生物学·七年级(上)》是以植物的生命周期和生理过程为主线,聚焦植物生命活动的2个问题:①植物是如何生长、生殖、发育的?②植物体中主要的生理过程有哪些?是怎样的?可见,小学科学仅仅认识植物及其生命周期的表观现象。而初中生物学中围绕植物的生命活动开展概念性知识的教学,重视概念体系的系统性和完整性,形成良好的知识结构。同时,在理解大概念的基础上,引导学生从细胞、组织等微观方面探究其中的原因和机制,强化结构与功能观。

表1小学科学和初中生物学“绿色植物的一生”教材内容比较

概念研究在科学教育中一直是一个重要的研究领域,概念性知识知识的形成应该是进阶的。受维果茨基的最近发展区理论和建构主义学习理论的影响,学生对概念性知识的理解存在不同的中间水平,因为概念性知识是抽象的,是需要具体事实作为脚手架去帮助学习者理解的。例如,小学科学中如何理解“植物的根、茎、叶分别负责吸收、输送、制造养料,它们都属于植物的营养器官。”教材中安排了栽小葱的观察实验和茎的输导功能“红墨水”实验,有利于小学生通过观察认识根的形态结构和生长特点,了解茎的输导功能。叶制造养料的功能在小学高年段将进行深入学习,但是根的吸收功能确是抽象化的。教师可通过分析比较两个学段的教学内容,通过简化创新“外界溶液浓度影响根细胞的吸水”实验来突破这一教学难点(表2)。

表2“外界溶液浓度影响根细胞的吸水”实验的简化创新

学习的路径是一个逐渐累积、日趋完善的过程。学习内容的进阶设计能培养学生连贯而逐渐深入的思维方式。换言之,即使在一个时间较大的跨度内,学习某一概念性知识时,这样的思维方式是层层递进的,深度学习是逐步推进的。例如,初中生物学中“植物的开花和结果”一课中并没有介绍单性花和两性花的概念,然而相当多的反馈练习中就涉及了这个知识点。后来,随着初小科学课程衔接的研究深入,笔者发现在小学科学中年段就观察并认识了黄瓜的雄花和雌花。因此,根据教材中课后习题里涉及的“丝瓜的开花结果”,笔者在课堂教学中设计了“观察丝瓜花的结构”实验活动。观察并交流后,提出问题串:①丝瓜花与桃花的结构有什么最大的不同?②这对丝瓜花形成果实的过程有什么影响?③丝瓜花与桃花的传粉方式有什么不同?这个实验活动紧扣“花的结构与传粉、受精、结果的关系”这个中心问题