初中生物學概念系統(tǒng)化內生的實踐

關鍵詞：深度學習；系統(tǒng)化內生；結構層次；植物體；概念

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1673-4289（2024）12-0019-03

根據(jù)《義務教育生物學課程標準（2022年版）》的要求，生物學課程的設計和實施需要注重教學內容結構化，在教學過程中注重實踐。教學中教師須借助探究與實踐等活動，幫助學生厘清概念間的邏輯關系，形成整體的概念體系，實現(xiàn)概念的系統(tǒng)化構建。這種方法有助于學生深入理解生物學的重要概念，并促進他們在學習過程中逐漸發(fā)展出更多相關概念，從而實現(xiàn)概念理解的結構化和系統(tǒng)化。本文以“植物體的結構層次”這一節(jié)的教學設計為例，來展示如何通過課時教學達成單元目標，實現(xiàn)概念的系統(tǒng)化構建。

一、從單元視角深入分析課時教學內容，精心設計主線

本節(jié)內容屬于《義務教育生物學課程標準》“生物體的結構層次”主題，強調了“生物體的各部分在結構上相互聯(lián)系，在功能上相互配合，共同完成各項生命活動”以及“綠色開花植物體的結構層次包括細胞、組織、器官和個體”等相關概念。學生在已經理解“細胞是生物體結構和功能的基本單位”的基礎上，通過本節(jié)內容的學習，進一步理解植物體的結構層次包括細胞、組織、器官、植物體。之前學習的細胞分裂、植物細胞的結構等知識是學習植物體結構層次的基礎，而本節(jié)內容也為后續(xù)動物體結構層次的學習做好了鋪墊，起到了遷移的作用。本節(jié)教學旨在幫助學生建立“綠色開花植物的結構層次包括細胞、組織、器官和個體”的重要概念，并且這一重要概念的構建需要依托于細胞分化、組織、器官和植物體等四個次位概念。通過觀察不同細胞群的形態(tài)、結構、功能，建構組織概念，然后通過組織追溯到細胞分裂分化，再由組織發(fā)展到器官，再到植物體，幫助學生理解這些概念之間的內在關系。因此，組織的概念是進行概念系統(tǒng)化內生的生長點，教學主線的設計以突破組織的概念為核心，將不同的結構層次連接起來（如圖1）。

二、以真實情境為載體開展探究活動，深度建構概念

（一）創(chuàng)設真實情境，引導學生初步感知概念

在本節(jié)課的教學中，教師首先展示了一盆番茄植株，以學生熟悉的水果番茄引入課堂教學。教師提出問題，詢問學生可以看到哪些結構。教師引導學生回憶植物體的六大器官，學生提及植物的地上部分（果實、葉、莖）和地下部分（根），提示學生吃番茄是還會看到結構（種子），以及因季節(jié)原因目前無法觀察到的結構（花）。接著引導學生回想番茄植株由細胞組成這一事實，然后轉入主題討論：細胞是如何構成這些器官，進而構成整個植物體呢？這一方法既開啟了本節(jié)課的學習起點，也讓學生初步認識了個體、器官等概念。

（二）開展實驗探究，助力學生抽象概括概念

在這節(jié)課的教學中，學生最難理解的概念是組織。為了幫助學生克服這一難點，教師采用了多層次、多感官的實驗觀察和探究活動形式，讓學生從宏觀和微觀兩個不同層面來理解組織的本質特點，幫助他們構建組織概念。

1.品嘗、解剖、觀察宏觀結構

教師首先讓學生品嘗番茄果實，瞬間激發(fā)學生興趣，引入新課。學生通過品嘗發(fā)現(xiàn)，果皮堅硬、不容易嚼爛，果肉柔軟、多汁酸甜，而絲狀結構則缺乏口感。然后，帶著學生解剖番茄果實，縱切開番茄果實，暴露番茄果肉、種子、輸導組織等，并觀察其的結構特點、位置關系等，從宏觀角度認識果實的組成。通過直觀品嘗與肉眼觀察，可以幫助學生感知到番茄果實由不同部分構成的事實。

2.觀察、交流微觀結構

根據(jù)學生的感受，教師再引導學生反思：果實的不同部分的口感差異是否與其細胞組成有關？通過制作和觀察臨時裝片，引導學生探究果實不同部位的細胞特點。學生開展分組實驗，制作番茄表皮、果肉、輸導組織的臨時裝片，小組內開展實驗觀察和展示交流。學生發(fā)現(xiàn)構成果皮、果肉、絲狀結構的細胞群在細胞排列、形態(tài)結構、細胞大小等方面都具有差異，初步建構和理解保護組織、營養(yǎng)組織、疏導組織等不同組織的概念。

學生通過微觀觀察果實不同部位細胞群的形態(tài)結構特點，深入感知事實；通過比較歸納細胞群的差異，能夠分析解釋為什么果皮和果肉口感有所不同。這種教學方法不僅順應了學生從宏觀到微觀的認知邏輯，也讓他們體驗了從現(xiàn)象到本質的探索過程。

3.由果實結構推測、觀察葉微觀結構

教師設計問題引導學生思考：果實的不同部位細胞形態(tài)結構存在差異，那么其他器官是否也會有類似情況？從而將學生帶人對葉片的觀察。教師現(xiàn)場制作番茄葉的橫切臨時裝片，展示葉橫切的顯微結構，在觀察分析葉片結構時學生類比果實各部位的細胞特征，理解葉表皮、葉肉、葉脈等部位的細胞群差異，進一步理解保護組織、營養(yǎng)組織和輸導組織的本質特點。這種學習方式提升了他們的類比能力，培養(yǎng)了科學思維。

4.基于觀察證據(jù)引導分析、歸納、抽象

教師通過引導學生觀察和比較同一細胞群中的細胞，幫助他們從具體觀察中抽象出組織的概念。同時指導學生再次觀察和分析番茄果實顯微圖像，根據(jù)細胞群的位置和特點，推測其功能。經過思考和討論，學生推測：果皮細胞排列在外層，可能起到保護作用；果肉細胞含有大液泡，可能用于營養(yǎng)儲存；絲狀結構呈管狀，可能用于物質運輸。教師繼續(xù)引導學生思考：為什么不同部位的細胞群結構不同？這反映了生物體結構和功能之間什么樣的關系？以具有挑戰(zhàn)性的問題，幫助學生深度思考并理解生物體內部的復雜性和協(xié)調性，有助于學生初步認識到生物體結構和功能相互適應的生命觀念。

5.拓展遷移應用，深度理解概念

在學生初步理解了組織的概念后，教師指導他們嘗試對組織進行分類，建立了保護組織、營養(yǎng)組織和輸導組織等相關概念。接著，教師再向學生展示南瓜莖的橫切圖，讓學生識別圖中的組織。學生根據(jù)細胞結構特點成功識別出不同的組織。為了檢測學生對概念是否真正掌握，教師補充展示同一結構的縱切圖，讓學生運用已學知識在新情境下進行判斷，從而實現(xiàn)對組織概念學習的遷移。

6.追溯組織來源，突破細胞分化概念

當學生充分認識了保護、營養(yǎng)、疏導等不同組織后，順勢提出問題：這些組織是如何通過細胞形成的呢？帶領學生回憶細胞分裂的本質是細胞數(shù)量的增多，但是形成不同類型的組織不只是細胞數(shù)量的變化。讓學生通過觀察、比較、分析，明確不同組織的細胞形態(tài)、結構、功能都有差異，進而理解細胞分裂產生子代細胞，在形態(tài)、結構、功能上發(fā)生差異性變化的過程，即細胞分化。

在實際情境中通過觀察和比較多個同類事實，歸納、概括出概念的本質，又在新情境中分析、遷移、應用概念，既培養(yǎng)了學生的抽象思維能力，又實現(xiàn)了學生概念學習的系統(tǒng)化。

（三）回歸真實情境，建構不同器官的結構

在學生建構起組織的概念，并能夠理解組織的來源后，再次回歸“番茄植株”這個現(xiàn)實情境，讓學生運用所學解釋不同組織是如何構成番茄果實、葉片、莖，以及整個植物體的。學生不僅要從結構層面理解不同組織按一定次序組合在一起形成器官，還需要從功能層面理解不同器官的功能是不同的，讓學生在分析、解釋的過程中即能體會到生物體的差異性（不同器官功能不同，同種組織在不同器官中細胞結構形態(tài)也會有差異），又能認識到生物體的統(tǒng)一性（構成不同器官的組織和類型相同，且輸導組織貫穿植物體）。

三、以模型為載體呈現(xiàn)概念系統(tǒng)性，實現(xiàn)概念的內化

學生采用小組合作的方式，相互協(xié)助用貼紙完成一個全面的植物體結構層次概念圖（如圖2）。

同時，個別學生在黑板上通過貼紙的方式完善教師在課堂上展示的板書，完成概念圖的構建。學生通過貼紙的方式將形象概念圖轉化為文字表示（如圖3），有助于學生將概念從形象思維向抽象思維的發(fā)展轉變。

概念圖模型建構活動，將學生的思維和認知由內隱轉為外顯，幫助他們建立概念間的本質聯(lián)系，將分散的重要概念系統(tǒng)化結構化，促進了學生系統(tǒng)性思維的發(fā)展，實現(xiàn)了對概念的內化和深入理解。

在本節(jié)課的教學中，我們運用概念系統(tǒng)化內生理論模型，通過感知事實、體悟交流、抽象概括和拓展應用等教學活動，幫助學生構建器官、組織、細胞分化等概念體系。通過建立重要概念如“綠色開花植物的結構層次包括細胞、組織、器官和個體”“生物體的各部分在結構上相互聯(lián)系，在功能上相互配合，共同完成各項生命活動”“細胞是生物體結構和功能的基本單位”等，為構建“生物體具有一定的結構層次，能夠完成各項生命活動”這一大概念服務。這樣的教學方法幫助學生初步形成“結構與功能”的生命觀念，建立了概念結構體系，更讓學生實現(xiàn)了對生物概念的深度學習。