ADI教学模式在高中生物学实验教学中的应用——以“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”为例.pdf
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1、2023 年第 9 期教育与装备研究课程教法ADI 教学模式在高中生物学实验教学中的应用 以“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”为例李苡萱朱夏媛欧 娅钟宛清彭金刚汪 蕾摘要:目前论证探究式教学模式在我国生物学教学中已有一定应用,但实践表明其在实际课堂教学中仍有一定难度,还需优化完善。以“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”这一实验课为例,将优化后的 ADI 教学模式应用于高中实验教学,引导学生理解知识和进行科学探究,在推理和论证等过程中培养学生科学论证能力和批判性思维,掌握科学探究技能,进而提高学生的生物科学素养。关键词:ADI 教学模式;高中生物实验教学;科学论证能力;核心素养中图分类号:
2、G434文献标识码:A 李苡萱,华南师范大学生命科学学院,在读硕士研究生;朱夏媛,华南师范大学生命科学学院,在读硕士研究生;欧娅,华南师范大学生命科学学院,在读硕士研究生;钟宛清,华南师范大学生命科学学院,在读硕士研究生;彭金刚,广东省广州市铁一中学,高级教师;汪蕾,华南师范大学生命科学学院,副研究员,本文通讯作者。本文为广州市教育科学规划重点课题“基于深度学习的高中生物学大单元教学模式构建及实 践研 究”(课题 批 准号:202213802)的研究成果。学生通过理论学习已经了解一定的科学研究方法,但将这些科学方法应用于解决问题以及探究性学习的能力尚欠缺,因此培养学生的科学研究技能已经成为目前
3、实验教学的重点。基于我国普通高中生物学课程标准(2017 年版)中科学思维和科学探究的要求,若教师能让学生领悟科学家在研究过程中所持有的观点及解决问题的思路和方法,使学生亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程,可以令学生养成科学思维的习惯,形成积极的科学态度,发展终身学习及创新实践能力。一、基于 ADI 模式的生物学实验教学策略论证探究式教学模式(Argument-Driven In-quiry instructional model,简称 ADI)是近年来西方一些科学教育专家以建构主义理论为指导思想,倡导的一种新的科学教育教学模式1。作为论证教学模式的一种,它能抓住科学实
4、践的核心,让学生理解科学的基本组成,让学生在充分分析材料后进行合理的推理和论证,帮助学生理解科学的本质,提高论证和科学探究能力、评价能力和小组合作能力2。该模式要求学生将自己的研究介绍给同行、对问题做出反馈、进行科学写作、相互评估和修正报告,是一种综合的科学实践活动。传统的 ADI 教学模式包括 8 个阶段,分别为:提出任务和明确研究问题阶段、设计实验方案和收集数据和资料阶段、分析资源和构建论据阶段、论证阶段、撰写研究报告阶段、学生双盲相互评论阶段、改进阶段和讨论反思阶段。但在实际教学中因课时限制、教学条件等现实91课程教法教育与装备研究2023 年第 9 期因素的限制无法实施所有阶段。为了切
5、实有效地培养学生科学论证能力和批判性思维,掌握科学探究技能,提高学生的生物科学素养,避免教学过程流于形式,保证 ADI 教学模式在高中生物实验教学中的有效性及可行性,对此本文采用精简后的 ADI 教学模式(如图 1)3。本文以人教版高中生物学(选择性必修2)第 1 章第 1 节中“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”这一实验为例,介绍精简后的 ADI 教学模式:提出任务和明确研究问题、设计实验方案和收集数据、分析资源和构建论证论据、撰写研究报告和组间双盲互评、改进和反思五个阶段,以期为 ADI 教学模式在高中生物的实验教学实践积累经验和提供参照。图 1ADI 教学模式的优化示意图二、课程介绍“
6、调查草地中某种双子叶植物的种群密度”这一实验出自人教版高中生物学(选择性必修 2):生物与环境 第 1 章第 1 节。该实验是高中生物学实验的重要内容之一,说明了种群密度是种群最基本的数量特征以及种群研究的基本调查方法,因此本节课是进一步探究种群、群落和生态系统的基础,对于种群生态学而言具有重大意义。新课程标准要求“通过本节课的学习学生应列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征”,为帮助学生达成对概念的理解,促进学生生物学学科素养的提升,教师应引导学生通过具体的科学探究活动,完成尝试、模仿的操作。而 ADI 教学模式可以让学生以生物学家的视角亲历科学探究的
7、整个过程,是培养学生科学思维、科学探究以及综合生物素养的理想选择。三、教学过程(一)创设教学情境,明确研究问题ADI 教学模式在建构主义理论的基础上还强调学生应利用教材或教师提供的条件自己独立思考,学生在教师的引导下激发学习的内在动机,作为发现者,自行发现知识、探索学习、掌握原理和规律,最终发展探究性思维,这与普通高中生物学课程标准中核心素养的要求也是相符的4。在本环节,教师首先展示课前拍摄的校园绿化草坪,引出种群及种群密度的概念。随后教师提出问题:若要调查该草地的植物应采取什么调查方法?学生自主阅读教材 P2 的文字,确定了样方法这一方法。同时教师引导学生观察、区分校内草坪中的单子叶植物和双
8、子叶植物,联系学生学习过的这两种类型植物的特点,学生联系所学相关知识和生活经验,得出样方法不适用于丛生或蔓生的单子叶植物的结论。而后教师为每个学生小组提供一本植物分类图鉴并推荐学生可选择车前、蒲公英和一年蓬这些较为常见的双子叶植物进行调查。学生通过对照植物分类图鉴掌握调查对象的形态特征,小组讨论明确本次实验的探究主题:用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。(二)搭建问题框架,设计实验方案在学生明确探究主题后,教师展示本次实验提供的实验用品及材料清单:纸、30m 皮卷尺、样框若干,为学生提供充足的空间,根据探究主题设计实验方案,同时教师建构问题支架:利用样方法进行取样调查的关键是什么?有代
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