基于觀察的“植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能”教學(xué)設(shè)計(jì)

倪潔

摘要從學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)入手，利用生成式教學(xué)策略，力圖通過從特殊到一般再到特殊的認(rèn)知方法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，體驗(yàn)?zāi)Ｐ偷男纬蛇^程，以期解決如何引導(dǎo)學(xué)生“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的這一生命觀念的教學(xué)難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞結(jié)構(gòu)功能觀 生命觀念 生物學(xué)教學(xué)

1教材分析和教學(xué)策略

本節(jié)是蘇教版七年級(jí)上冊(cè)第二單元第三章中“植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能”一節(jié)的內(nèi)容。“植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能”是初中學(xué)生進(jìn)入微觀領(lǐng)域認(rèn)識(shí)生物體的第一個(gè)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生充滿了對(duì)未知領(lǐng)域的好奇。本節(jié)內(nèi)容不僅是學(xué)習(xí)生物體結(jié)構(gòu)層次知識(shí)的起點(diǎn)，還是學(xué)習(xí)細(xì)胞分化形成組織、生物體的組成等內(nèi)容的基礎(chǔ)，也是理解生物體的多種生命現(xiàn)象以及認(rèn)識(shí)生物體的多項(xiàng)生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。教材中安排了“觀察洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)，對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣等方面起著積極的作用。然而，當(dāng)學(xué)生真正完成實(shí)驗(yàn)、觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，很多學(xué)生還是不知道植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)是怎樣的，也不能把功能與之對(duì)應(yīng)起來，更談不上去認(rèn)同“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念。如何能真正做到既讓學(xué)生參與動(dòng)手活動(dòng)，又讓學(xué)生積極地融入涉及動(dòng)腦的環(huán)節(jié)，并認(rèn)同相關(guān)的生命觀念呢？

從本節(jié)教學(xué)內(nèi)容來看，教學(xué)重點(diǎn)是了解植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，然而洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞只是植物細(xì)胞中的一種細(xì)胞，是成熟的、高度特化的細(xì)胞，主要起保護(hù)作用，且具有非常明顯的紫色液泡，一般不含葉綠體。因而在替代式教學(xué)策略和常規(guī)合作學(xué)習(xí)策略下，學(xué)生觀察到紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞后，很難通過教材中的示意圖來認(rèn)識(shí)其中的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)同“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的學(xué)科思想。為避免“一葉遮目”，筆者采用了生成式教學(xué)策略，即從特殊到一般，再?gòu)囊话愕教厥獾恼J(rèn)知方法。根據(jù)此教學(xué)策略，轉(zhuǎn)化教學(xué)內(nèi)容與程序，將具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成如圖1所示的教學(xué)思路。

2教學(xué)目標(biāo)

（1）通過制作并觀察臨時(shí)裝片，能闡明植物細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)與功能，并初步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

（2）在學(xué)習(xí)過程中逐步發(fā)展基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用的歸納與概括、模型與建模的理性思維。

（3）培養(yǎng)進(jìn)行觀察、提問、設(shè)計(jì)、實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論的科學(xué)探究能力。

（4）能夠運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念分析和解釋簡(jiǎn)單情境中的生命現(xiàn)象，具有一定的社會(huì)責(zé)任。

3基于觀察的教學(xué)過程

學(xué)習(xí)者要想完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，即達(dá)到對(duì)該知識(shí)所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法是到現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境中去感受、去體驗(yàn)，而不是僅僅聆聽別人關(guān)于這種經(jīng)驗(yàn)的介紹和講解。鑒于以上認(rèn)識(shí)，將根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果生成的課堂教學(xué)分成了以下四個(gè)環(huán)節(jié)。

3.1創(chuàng)設(shè)情境，形成問題

情境是教學(xué)的基礎(chǔ)，它的內(nèi)容決定著學(xué)生意義建構(gòu)的方向、內(nèi)涵，創(chuàng)設(shè)情境的質(zhì)量決定著學(xué)生意義建構(gòu)的品質(zhì)。教師取自生活中的植物，如洋蔥、青菜、香樟等植物，以圖片和文字標(biāo)注的形式呈現(xiàn)，并提出本課的中心問題：這些高等植物它們都由根、莖、葉組成，那么，根、莖、葉的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是一樣的嗎？從而激發(fā)學(xué)生探究的興趣，有利于學(xué)生將興趣轉(zhuǎn)化為動(dòng)手、動(dòng)腦的環(huán)節(jié)。

3.2實(shí)驗(yàn)觀察，記錄結(jié)果

學(xué)生每?jī)扇诵〗M為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。在實(shí)驗(yàn)取材方面，考慮到盡可能多地提供多種植物素材（譬如青菜、菠菜、洋蔥等），教師將準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行隨機(jī)小組提供，并隨機(jī)提供一種高等植物莖或根細(xì)胞固定裝片進(jìn)行觀察。在具體實(shí)驗(yàn)過程方面，考慮到課堂時(shí)間的限制和學(xué)生操作能力（剛學(xué)過制作臨時(shí)玻片標(biāo)本）的制約，以投影的形式提供具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟和安全提示，減少學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不熟練帶來的可能問題。

由于學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)的一般常規(guī)，因而教師在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出了具體的記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果的要求。如，請(qǐng)畫出一個(gè)你認(rèn)為最能代表被觀察植物部位的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖，并結(jié)合教材中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖，嘗試對(duì)你所畫的細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)注。如果你觀察了其他的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，也請(qǐng)你畫出一個(gè)最具有代表性的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖，并進(jìn)行標(biāo)注。

3.3交流討論，形成模型

這個(gè)環(huán)節(jié)是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，一方面能使學(xué)生認(rèn)清植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖的形成過程，意識(shí)到不同的植物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有一定的差異；另一方面認(rèn)識(shí)到植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與該細(xì)胞特有的功能有關(guān)，從而真正認(rèn)同結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的學(xué)科思想。具體處理如下：

教師用實(shí)物投影儀將學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果投影出來，讓同學(xué)都能看到該生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并通過生生評(píng)價(jià)、師生評(píng)價(jià)的形式，對(duì)多位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在這個(gè)過程中，教師并不直接對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行裁決，而是組織、引導(dǎo)學(xué)生將教材中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖與觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)教師把學(xué)生所畫的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖綜合在一起的時(shí)候，學(xué)生很容易認(rèn)識(shí)到并不是所有植物細(xì)胞都有示意圖所示的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可以讓學(xué)生產(chǎn)生追根究底的意識(shí)。此時(shí)，教師設(shè)置了相關(guān)問題進(jìn)行了討論：如洋蔥的紫色主要跟什么結(jié)構(gòu)有關(guān)？葉片的綠色與什么結(jié)構(gòu)有關(guān)？在觀察的根細(xì)胞中有葉綠體嗎？根、莖、綠葉在高等植物中分別有什么作用？由于學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課程中已經(jīng)具備了綠葉能夠進(jìn)行光合作用、根主要是吸收土壤中的物質(zhì)等知識(shí)，因而教師可以讓學(xué)生體驗(yàn)到這些結(jié)構(gòu)是與功能有關(guān)的，從而為拓展應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

但該過程不能解決的難點(diǎn)是線粒體，由于學(xué)生在光學(xué)顯微鏡下觀察不到線粒體，體驗(yàn)不到線粒體與細(xì)胞作用有關(guān)。所以，在這個(gè)難點(diǎn)處理上，筆者運(yùn)用了“觀察不到并不代表它不存在”的觀點(diǎn)，提出：如果你想看到線粒體，你有什么好的方法跟大家共享？此時(shí)，學(xué)生積極動(dòng)腦，想出了“增大放大倍數(shù)或者進(jìn)行染色”等方法。教師在給予積極的評(píng)價(jià)的同時(shí)，投影了如何對(duì)線粒體進(jìn)行染色的方法和染色下的線粒體。

3.4模型應(yīng)用，拓展認(rèn)識(shí)

在學(xué)生認(rèn)同細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖和結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)置了相關(guān)問題進(jìn)行了拓展應(yīng)用。如，洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞有哪些結(jié)構(gòu)？根據(jù)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)你推測(cè)葉的下表皮細(xì)胞有哪些結(jié)構(gòu)？為什么下表面細(xì)胞的顏色沒有上表面細(xì)胞顏色深？莖不見光的內(nèi)部細(xì)胞有哪些結(jié)構(gòu)？在學(xué)生自己構(gòu)建起植物細(xì)胞的模型圖后設(shè)計(jì)該環(huán)節(jié)，既加深了學(xué)生對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，也是“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一學(xué)科思想的具體運(yùn)用。

4教學(xué)反思

在教學(xué)過程中，學(xué)生對(duì)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)不是僅通過觀察洋蔥葉表皮細(xì)胞再觀察書中的模式圖達(dá)成的，而是在教師引導(dǎo)下基于觀察多種植物細(xì)胞后的動(dòng)態(tài)形成過程。在觀察過程中，教師盡可能地放手，引導(dǎo)學(xué)生自主觀察并作圖。由于學(xué)生存在個(gè)體差異，因此在實(shí)驗(yàn)操作及觀察中呈現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象，教師可以利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)設(shè)備（或手機(jī)）將觀察結(jié)果拍攝下來，整理并投影。教師也可利用小組互助的形式給予補(bǔ)足，使每位學(xué)生都獲得充實(shí)、有效、愉悅的課堂體驗(yàn)。在具體的教學(xué)過程中，教師要時(shí)刻遵循“從特殊到一般，再?gòu)囊话愕教厥狻钡慕虒W(xué)策略，最終要回到“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一學(xué)科思想E來。