建構(gòu)核心概念 解決真實問題

摘 要 素養(yǎng)導(dǎo)向的高中生物課堂教學(xué)是以建構(gòu)核心概念和解決真實問題為目標(biāo)。通過采取情境引發(fā)、問題引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動、課堂評價相結(jié)合的教學(xué)策略，促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展。以“細(xì)胞的分化”教學(xué)設(shè)計為例，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計包括：創(chuàng)設(shè)真實情境，激發(fā)學(xué)生興趣和思考；描述客觀事實，初步形成結(jié)構(gòu)與功能觀；比較思維溯源，建構(gòu)細(xì)胞的分化概念；應(yīng)用遷移所學(xué)，建構(gòu)細(xì)胞的全能性概念；布置課外任務(wù)，增強(qiáng)社會責(zé)任意識。

關(guān)鍵詞 高中生物 建構(gòu)核心概念 解決真實問題 細(xì)胞的分化

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標(biāo)”）指出，高中生物學(xué)課程以提高學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨。高中生物課堂教學(xué)就是要發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，即生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等。通過參與課堂學(xué)習(xí)活動，在情境問題解決過程中建構(gòu)核心概念，理解概念本質(zhì)，最終將概念應(yīng)用在解決真實問題過程中，實現(xiàn)生物核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。本文以“細(xì)胞的分化”一課為例，采取情境引發(fā)、任務(wù)驅(qū)動、問題引領(lǐng)、課堂評價等教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

一、教學(xué)設(shè)計策略

1.創(chuàng)設(shè)真實情境，設(shè)置驅(qū)動問題

通過創(chuàng)設(shè)真實情境，把學(xué)生帶入精彩的問題空間。[1]本節(jié)課創(chuàng)設(shè)了土豆的自然生長過程、不同結(jié)構(gòu)的植物細(xì)胞圖片、動物克隆等真實情境，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，通過問題驅(qū)動建構(gòu)細(xì)胞的分化、細(xì)胞的全能性等核心概念。

2.基于真實問題，設(shè)計驅(qū)動任務(wù)

問題在課堂教學(xué)過程中具有引領(lǐng)功能。通過整合內(nèi)容、情境、資源和方法等要素巧妙地設(shè)計學(xué)習(xí)驅(qū)動任務(wù)。為了解決問題，教師可以設(shè)計從簡單到復(fù)雜且具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)驅(qū)動任務(wù)。通過經(jīng)歷任務(wù)完成過程，體會學(xué)科概念在問題解決過程中的重要性。

3.重視課堂評價，啟迪學(xué)生思維

實施“教—學(xué)—評”一體化，在評價中要關(guān)注學(xué)生的個體差異和發(fā)展需求，幫助學(xué)生建立自信，改進(jìn)學(xué)習(xí)方式。[2]在教學(xué)過程中，教師依據(jù)學(xué)生在小組合作、分析解決問題等學(xué)習(xí)活動中的表現(xiàn)，開展自評、互評和師評相結(jié)合的評價方式，促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階式發(fā)展。

二、教學(xué)目標(biāo)

課標(biāo)中關(guān)于“細(xì)胞的分化”的內(nèi)容要求為“說明在個體發(fā)育過程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生特異性的分化，形成了復(fù)雜的多細(xì)胞生物體”[3]14。從內(nèi)容要求可以看出，本課時旨在通過細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能分析，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀，促進(jìn)生命觀念發(fā)展，通過分析細(xì)胞發(fā)生的特異性分化，培養(yǎng)學(xué)生分析比較思維，促進(jìn)科學(xué)思維發(fā)展。學(xué)業(yè)要求為“觀察多種多樣的細(xì)胞，說明這些細(xì)胞具有多種形態(tài)和功能”[3]15。因為細(xì)胞的結(jié)構(gòu)是肉眼不可見的，所以觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)可以觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖片，或通過顯微鏡觀察。

從學(xué)生知識水平起點看，學(xué)生已經(jīng)知道細(xì)胞通過有絲分裂來保證細(xì)胞的親代和子代間遺傳信息的一致性，但是對于個體發(fā)育過程中為什么這些細(xì)胞又逐漸向不同的方向變化缺少理解和認(rèn)識。

“細(xì)胞的分化”位于人教版《普通高中教科書·生物學(xué)》（必修1·分子與細(xì)胞）第6章第2節(jié)，是“細(xì)胞的生命歷程”的一部分。該課時要求學(xué)生在理解細(xì)胞分裂的基礎(chǔ)上，通過真實情境問題、透過細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析，認(rèn)識細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生的變化，建構(gòu)細(xì)胞的分化、細(xì)胞的全能性等核心概念，并通過揭示干細(xì)胞應(yīng)用等真實問題，促進(jìn)知識遷移能力和問題解決能力的提升。

基于課標(biāo)分析、學(xué)情分析和教材分析，確立教學(xué)目標(biāo)如下：

1.通過觀察土豆的生命歷程，基于土豆植株的不同結(jié)構(gòu)分析，初步了解細(xì)胞的分化。

2.通過分析不同結(jié)構(gòu)的植物細(xì)胞圖片，基于細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能差異分析，初步形成結(jié)構(gòu)與功能觀。

3.通過分析土豆的生長歷程，建構(gòu)細(xì)胞的分化概念，初步形成比較思維能力。

4.通過閱讀動物克隆的資料，建構(gòu)細(xì)胞的全能性概念，初步形成應(yīng)用遷移能力，感悟生物知識的價值，增強(qiáng)社會責(zé)任意識。

三、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

（一）環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)真實情境，激發(fā)學(xué)生興趣和思考

情境1：土豆是重要的食物。土豆的生長過程如圖1所示。

問題1：土豆在生長過程中發(fā)生了哪些變化？

學(xué)習(xí)任務(wù)：觀察圖片，描述土豆生長過程中發(fā)生的變化。

評價角度：評價事實描述的客觀性、全面性。學(xué)生在小組活動中的積極性及合作意識。

【設(shè)計意圖】通過創(chuàng)設(shè)土豆的生長過程情境，設(shè)置驅(qū)動問題，培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、描述事實的能力。通過描述土豆生長過程的變化，了解在植物生長過程中細(xì)胞生成了植物的不同組織和器官。通過布置學(xué)習(xí)任務(wù)、設(shè)計學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生合作意識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和思考。

（二）環(huán)節(jié)二：描述客觀事實，初步形成結(jié)構(gòu)與功能觀

情境2：植物的細(xì)胞主要分為葉肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞和貯藏細(xì)胞等，如圖2、圖3、圖4所示。

問題2：認(rèn)真觀察圖2、圖3、圖4，三種植物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有什么差異？功能上又有什么不同？

學(xué)習(xí)任務(wù)：辨識三種細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上的差異。

[生]從三幅圖片對比可以看出，葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有葉綠體，能夠進(jìn)行光合作用；表皮細(xì)胞內(nèi)沒有葉綠體，表面形成了角質(zhì)層；貯藏細(xì)胞內(nèi)沒有葉綠體，表面也沒有角質(zhì)層，但是內(nèi)部有許多營養(yǎng)物質(zhì)。

評價角度：能從結(jié)構(gòu)角度、功能角度認(rèn)識三種細(xì)胞的差異。

【設(shè)計意圖】通過圖片對比，辨識細(xì)胞的差異性，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和事實描述能力，初步形成結(jié)構(gòu)與功能觀。

（三）環(huán)節(jié)三：比較思維溯源，建構(gòu)細(xì)胞的分化概念

情境3：如圖1所示，在土豆的生長過程中，開始都是源于土豆的分生組織細(xì)胞，最后卻生長為根、莖、葉等不同器官。而植物細(xì)胞主要包括葉肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞、貯藏細(xì)胞等。

問題3：類比土豆的生長，三種細(xì)胞的來源是什么？

學(xué)習(xí)任務(wù)：分析葉肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞、貯藏細(xì)胞的來源，建構(gòu)細(xì)胞的分化概念。

[生]三種細(xì)胞都來源于土豆的分生組織細(xì)胞。

[師]這說明分生組織細(xì)胞在發(fā)育過程中，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上產(chǎn)生了穩(wěn)定性差異，這一過程稱為細(xì)胞的分化。

評價角度：能否基于比較思維，推導(dǎo)出三種細(xì)胞的來源。

【設(shè)計意圖】情境3的目的是通過類比土豆的生長過程，追溯細(xì)胞的來源，建構(gòu)核心概念——細(xì)胞的分化，培養(yǎng)學(xué)生類比遷移能力，發(fā)展科學(xué)思維素養(yǎng)。

（四）環(huán)節(jié)四：應(yīng)用遷移所學(xué)，建構(gòu)細(xì)胞的全能性概念

情境4：科學(xué)家將非洲爪蟾蝌蚪的腸上皮細(xì)胞的核移植到去核的卵細(xì)胞中，獲得了新的非洲爪蟾個體。2017年，我國科學(xué)家將猴子的體細(xì)胞移植到去核的卵細(xì)胞中，獲得了新的猴子個體。

問題4：根據(jù)情境1和情境4，你能得出什么結(jié)論？

學(xué)習(xí)任務(wù)：建構(gòu)細(xì)胞的全能性概念。

[生]細(xì)胞經(jīng)過分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成各種細(xì)胞的潛能和特性，這就是細(xì)胞的全能性。

評價角度：診斷學(xué)生結(jié)合情境1和情境4，歸納出某些細(xì)胞具有發(fā)育成完整個體的潛能或特性。

【設(shè)計意圖】基于情境1和情境4的比較分析，培養(yǎng)學(xué)生比較、歸納能力，建構(gòu)核心概念能力，感悟生物知識的價值。

（五）環(huán)節(jié)五：布置課外任務(wù)，增強(qiáng)社會責(zé)任意識

[師]人由于意外或疾病導(dǎo)致器官受損時，需要進(jìn)行器官移植，能否利用干細(xì)胞在體外培養(yǎng)出各種器官呢？

課外拓展任務(wù)：請同學(xué)們查閱相關(guān)資料，了解干細(xì)胞的最新研究進(jìn)展。

【設(shè)計意圖】通過完成課外拓展任務(wù)，把生物知識的學(xué)科價值和社會價值相結(jié)合，促進(jìn)社會責(zé)任素養(yǎng)發(fā)展。

真實情境是素養(yǎng)培育的重要途徑。學(xué)生學(xué)習(xí)成果的考查不僅要求掌握相關(guān)知識，還要求會用所學(xué)知識解決真實情境中的真實問題，解決生產(chǎn)生活中的真實問題。因此，在教學(xué)設(shè)計及實施中，教師要有意識、有目的地創(chuàng)設(shè)真實情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決真實問題的能力。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]劉海燕.有效設(shè)計教學(xué)情境激發(fā)學(xué)生主體參與意識[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2012（1）：37-38.

[2]李冀平.關(guān)注課堂評價發(fā)展核心素養(yǎng)[J].河北教育（教學(xué)版），2024，62（6）：54.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

（責(zé)任編輯：姜顯光）