基于文獻(xiàn)資料學(xué)習(xí)的大概念復(fù)習(xí)設(shè)計

摘?要：“穩(wěn)態(tài)與平衡”是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)生命觀念中的重要觀念。高中生物學(xué)中，植物生命活動調(diào)節(jié)部分，內(nèi)容主要是從個體水平闡述生長素的發(fā)現(xiàn)和各種激素的功能介紹，缺乏對植物生命活動機(jī)制在分子水平和細(xì)胞水平的闡釋?；谖墨I(xiàn)資料自主學(xué)習(xí)，在分子和細(xì)胞水平認(rèn)識植物適應(yīng)環(huán)境的“穩(wěn)態(tài)與平衡”機(jī)制。建立“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念和大概念。

關(guān)鍵詞：文獻(xiàn)資料學(xué)習(xí);大概念;穩(wěn)態(tài)與平衡

一、?引言

2017版普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)提出“核心素養(yǎng)為宗旨”的課程理念，具體要求是：“能運用結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀、穩(wěn)態(tài)與平衡等觀念，闡釋生物體組成結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系、遺傳與變異的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、穩(wěn)態(tài)的維持和調(diào)節(jié)機(jī)制、生態(tài)系統(tǒng)的平衡原理等。運用進(jìn)化與適應(yīng)觀闡釋生物的多樣性和統(tǒng)一性以及與環(huán)境的關(guān)系。在新的問題情境中，能以生命觀念為指導(dǎo)，解釋生命現(xiàn)象，探究生命活動的規(guī)律”?！吧^念”是生物學(xué)的特有素養(yǎng)，包括結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀和穩(wěn)態(tài)與平衡觀等。在科學(xué)概念層次中，生命觀念屬于較上位層次，是基于核心概念的大概念，具有更高的概念統(tǒng)攝作用?？茖W(xué)概念的層級邏輯關(guān)系是：事實支撐基本概念，基本概念構(gòu)成核心概念，核心概念構(gòu)成生命觀念，生命觀念構(gòu)成科學(xué)觀點。在復(fù)習(xí)課中，以大概念為統(tǒng)攝進(jìn)行復(fù)習(xí)可構(gòu)架結(jié)構(gòu)化的知識體系，概念結(jié)構(gòu)化的過程中發(fā)展和提升學(xué)科核心素養(yǎng)。本文以“植物細(xì)胞中的穩(wěn)態(tài)與平衡”為例，通過事實——基本概念——核心概念——生命觀念的概念層次，以新穎的文獻(xiàn)資料創(chuàng)設(shè)真實情境，進(jìn)行文獻(xiàn)資料的自主學(xué)習(xí)，提升學(xué)科核心素養(yǎng)，強(qiáng)化“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念。

二、 學(xué)情分析

在二輪復(fù)習(xí)階段，學(xué)生已具備一定程度的生命活動調(diào)節(jié)知識體系，但缺乏系統(tǒng)性和深度理解，難以上升和內(nèi)化到生命觀念層次的高度。從教學(xué)實踐中分析上述情況的原因主要是學(xué)習(xí)碎片化，知識體系不牢固，知識體系缺乏支撐，學(xué)習(xí)視野窄、視野低。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，碎片化和知識體系不牢固是由于復(fù)習(xí)的階段性和復(fù)習(xí)深度不夠造成的;學(xué)習(xí)視野的限制與優(yōu)質(zhì)的閱讀匱乏和學(xué)習(xí)膚淺密切有關(guān)，優(yōu)質(zhì)的閱讀需要優(yōu)質(zhì)的資料支撐和教師的引領(lǐng)，深度的學(xué)習(xí)同樣需要真實的情境和教師的引領(lǐng)。生命觀念是課程標(biāo)準(zhǔn)確定的學(xué)科核心素養(yǎng)之一，其中的觀念“穩(wěn)態(tài)與平衡”即是本單元教學(xué)確定的大概念。在大概念統(tǒng)攝的教材知識體系中，動物與人體生命活動調(diào)節(jié)較為系統(tǒng)和全面。學(xué)生學(xué)習(xí)完成后，能對動物和人體某一方面的生命活動穩(wěn)態(tài)進(jìn)行原理性解釋和概念表達(dá)。如：人體的體溫調(diào)節(jié)，血糖平衡等。但對植物生命活動調(diào)節(jié)部分，教材提供的學(xué)習(xí)資源主要是兩個方面，生長素的發(fā)現(xiàn)史與其功能，以及其他植物激素的簡要介紹。資源豐富性略顯單薄，學(xué)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生還不足以對植物生命活動進(jìn)行分子水平和細(xì)胞水平的解釋和概念表達(dá)。例如，植物細(xì)胞內(nèi)酸堿平衡，植物細(xì)胞抗氧化機(jī)制，植物細(xì)胞抵抗低溫機(jī)制等。本教學(xué)設(shè)計就是基于高中教材對于植物細(xì)胞層次的調(diào)節(jié)機(jī)制解釋的欠缺，由教師搜集整理相應(yīng)科學(xué)論文文獻(xiàn)，補(bǔ)充植物生命活動調(diào)節(jié)的幾個主要機(jī)制，在文獻(xiàn)資料學(xué)習(xí)過程中重點發(fā)展培養(yǎng)“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念。

在核心素養(yǎng)背景下，高考試題中素養(yǎng)的考查與PISA國際測試非常相似，在PISA測試中，主要測試科學(xué)素養(yǎng)、閱讀素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)。生物學(xué)科屬于自然科學(xué)，在素養(yǎng)立意的高考題中，以非連續(xù)文本為主的閱讀題已經(jīng)活躍在今年高考適應(yīng)性考試題中，科技論文為素材改編的閱讀類試題，實現(xiàn)對科學(xué)素養(yǎng)的評價，同時，也能對學(xué)生閱讀素養(yǎng)和高考應(yīng)試需要的信息獲取、分析和整合能力進(jìn)行評價。因此，在高考復(fù)習(xí)中，組織文獻(xiàn)資料閱讀學(xué)習(xí)的教學(xué)活動和學(xué)習(xí)活動是必要而緊迫的。在文獻(xiàn)資料閱讀學(xué)習(xí)活動中，資料具有真實性、情境性，設(shè)問具有開放、思辨與創(chuàng)新的特點，問題的解析與回答能充分提升學(xué)生高階的思維能力。在植物細(xì)胞層次知識體系建立，需要文獻(xiàn)自主學(xué)習(xí)，概念自主構(gòu)建，對于高考復(fù)習(xí)階段的學(xué)生而言，存在一定的難度。文獻(xiàn)資料自主閱讀學(xué)習(xí)中的素養(yǎng)提升，在備考中也是需要不斷強(qiáng)化和鞏固提升的任務(wù)。

三、 教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，參考近一兩年新高考改革高考題的命題趨向，根據(jù)高考考前大概念專題復(fù)習(xí)的藍(lán)圖，圍繞“穩(wěn)態(tài)與平衡”生命觀念的學(xué)科核心素養(yǎng)評價目標(biāo)，制定如下教學(xué)目標(biāo)：

1. 闡述植物在低溫脅迫下多項理化指標(biāo)保持穩(wěn)態(tài)與平衡的機(jī)制，對自然界相關(guān)生命現(xiàn)象進(jìn)行解釋。

2. 熟練進(jìn)行專業(yè)文獻(xiàn)的閱讀，提取關(guān)鍵信息，并能分析整理;理解并能應(yīng)用所學(xué)知識綜合分析文獻(xiàn)資料，依據(jù)文獻(xiàn)閱讀構(gòu)建概念，并能應(yīng)用概念闡釋自然界的生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律。

3. 能與他人討論、分享學(xué)習(xí)成果，認(rèn)同嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)鉆研精神，樹立穩(wěn)態(tài)與平衡的生命觀念認(rèn)識植物生命活動的調(diào)節(jié)過程，認(rèn)識自然界中的生命活動規(guī)律。

四、 教學(xué)活動設(shè)計與實踐過程

（一）整體教學(xué)思路

通過文獻(xiàn)資料學(xué)習(xí)，情境分析，由小到大，由低到高，構(gòu)建植物個體不同層次穩(wěn)定與平衡的生命觀念。對單元學(xué)習(xí)中“穩(wěn)態(tài)與平衡”觀進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)。

（二）主要教學(xué)環(huán)節(jié)

1. 真實情境導(dǎo)入，導(dǎo)出問題

生物的穩(wěn)態(tài)機(jī)制使生物在體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理保持相對穩(wěn)定。情境資料是校園湖畔同一地點，春夏秋冬的四季植被比較圖片。這四幅圖片，學(xué)生非常親切熟悉，有強(qiáng)烈的具身性。抓心具身的情境，使本節(jié)課從開始起就引人深入思考。根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計了兩個問題，問題1：“四季植被長勢不同，植被生命活動處于穩(wěn)態(tài)嗎？”問題2：“由夏入秋，再入冬，葉片脫落，植物是如何抵抗低溫？”兩個很樸素的問題，看似簡單，但又很難做出堅定的判斷，如果用所學(xué)知識進(jìn)行專業(yè)性解答，需要思辨、尋找邏輯、尋找證據(jù)，那么學(xué)生的高階思維就得到了發(fā)展。兩個問題的設(shè)計，引出問題分析的邏輯路線，即從低溫下細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)等變化和面臨的脅迫危機(jī)入手，閱讀六段專業(yè)科技論文摘錄資料，依次解開抗氧化、保持膜相、能量平衡、抗凍抗寒抗旱的細(xì)胞機(jī)制。

2. 文獻(xiàn)資料學(xué)習(xí)

本節(jié)課提供如下學(xué)案式文獻(xiàn)資料，分別是低溫脅迫下植物細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)變化;低溫脅迫下植物細(xì)胞膜相變化與維持;低溫脅迫下植物細(xì)胞內(nèi)自由基平衡;低溫脅迫下植物細(xì)胞抗凍機(jī)制;低溫脅迫下的抗氰呼吸途徑;低溫脅迫下脫落酸的調(diào)節(jié)。每篇摘錄資料后，設(shè)有相應(yīng)的問題，針對細(xì)胞內(nèi)的變化與低溫適應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

文獻(xiàn)資料摘錄學(xué)案由學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成，在每個文獻(xiàn)資料后都設(shè)計了有層次性的設(shè)問，通過問題引領(lǐng)，小組討論交流形成答案。教師在這個過程中，幫助引導(dǎo)學(xué)生過濾無關(guān)信息，提取關(guān)鍵信息，幫助學(xué)生完成對問題的自主分析解答。

3. 概念重構(gòu)和學(xué)科素養(yǎng)提升

通過對文獻(xiàn)資料中問題的分析和解決，教師引導(dǎo)構(gòu)建，得出基于問題的基本概念。六段科技文獻(xiàn)摘錄資料屬于科學(xué)實驗結(jié)果的事實性資料，每個資料中的事實能為植物細(xì)胞在低溫脅迫下的穩(wěn)態(tài)平衡提供一項證據(jù)，構(gòu)建出一個基本概念。六段資料能構(gòu)建出六個基本概念?；靖拍罹C合得出核心概念，即植物在細(xì)胞生命系統(tǒng)層次中，通過多種平衡機(jī)制，抵御外界脅迫，從而達(dá)到穩(wěn)態(tài)與平衡。基本概念是：“低溫脅迫下，植物細(xì)胞通過感知信息，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和反饋調(diào)節(jié)，利用抗氧化系統(tǒng)保持自由平衡，從而使膜系統(tǒng)保持結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定，利用滲透壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提升細(xì)胞在低溫下的抗逆性，通過提高AOU（抗氰呼吸）途徑，增加產(chǎn)熱，保持細(xì)胞內(nèi)酶活性和能量的相對穩(wěn)定，上述機(jī)制是植物細(xì)胞經(jīng)過長期自然選擇形成的結(jié)果?！睆纳鲜龌靖拍詈鸵延械母拍铙w系歸納出對應(yīng)的核心概念，即在外界環(huán)境影響下，植物通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)，與外界環(huán)境相適應(yīng)。本節(jié)核心概念的達(dá)成是“穩(wěn)態(tài)與平衡”生命觀念大概念的重要支撐。在單元復(fù)習(xí)設(shè)計中，植物生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與平衡，人體動物體生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和其他生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與平衡共同支撐著生物學(xué)科“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念。本節(jié)課焦點和重點是落實提升學(xué)生的穩(wěn)態(tài)與平衡觀，另外，本節(jié)課資料豐富，情境深入，學(xué)習(xí)過程自主完成，問題引領(lǐng)層次性強(qiáng)，在真實情境資料學(xué)習(xí)中，其他生命觀念，如物質(zhì)與能量觀、結(jié)構(gòu)與功能觀和進(jìn)化與適應(yīng)觀也能得到發(fā)展和提升。知識的理解和綜合運用能力，獲取信息、整合信息的能力，分析問題、解決問題的能力均能得到訓(xùn)練和提高。

五、 教學(xué)效果分析與反思

在基于真實情境和文獻(xiàn)資料自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，使得課堂對知識體系重構(gòu)、能力提升和素養(yǎng)發(fā)展見實效。從課堂學(xué)習(xí)的表現(xiàn)性評價看，能專注熟練閱讀科技文獻(xiàn)，能從文獻(xiàn)中獲取信息，分析信息，解答相關(guān)的問題，并能構(gòu)建概念。學(xué)生能應(yīng)用本節(jié)課獲得的概念，對自然界植物在逆境中的脅迫穩(wěn)態(tài)做出合理的解釋說明。從學(xué)習(xí)效果看，閱讀素養(yǎng)和書面表達(dá)能力得到了訓(xùn)練和提高，對于高考題中以科技論文為背景的習(xí)題作答，有了扎實的應(yīng)答能力。

植物生命系統(tǒng)有多個層次，從最基本的細(xì)胞生命層次到最大的生物圈生命系統(tǒng)層次，每一個層次都存在穩(wěn)態(tài)與平衡的機(jī)制，本節(jié)課設(shè)計以細(xì)胞層次為對象，從分子和細(xì)胞水平重構(gòu)“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念。從植物生命系統(tǒng)層次看，缺失了細(xì)胞以上層次的情境資料分析，但對概念的重構(gòu)、素養(yǎng)的提升并無影響。高考復(fù)習(xí)中，可靈活掌握復(fù)習(xí)的進(jìn)度和資源狀況，進(jìn)一步補(bǔ)充組織、器官、個體等以上植物生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)平衡情境資料，全面系統(tǒng)的構(gòu)建植物生命系統(tǒng)各層次的穩(wěn)態(tài)與平衡機(jī)制。總之，資料是載體，文獻(xiàn)閱讀是過程，只要有優(yōu)質(zhì)載體，設(shè)計科學(xué)的學(xué)習(xí)過程，學(xué)科大概念、核心素養(yǎng)和多項應(yīng)試能力均能得到發(fā)展和提升。

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作者簡介：任智安，北京市，北京市通州區(qū)永樂店中學(xué)。