抓住核心概念，做好內容分析

趙婷婷

(天津師范大學教師教育學院 300387)

如何在教學中呈現邏輯化的教學內容，為學生建構核心概念、落實核心素養提供幫助，是每一位教師在備課時應該思考的問題。下面以人教版高中教材“物質跨膜運輸的實例”一節為例，介紹圍繞核心概念的教學內容分析方式。

1 教學內容分析

本節內容除理論知識外，還包括一個探究實驗，一般分2課時完成，實驗單獨占1課時，其原理可以在理論課學習，本文的分析均針對1課時的理論課。

1.1 知識點整理 本節內容為物質跨膜運輸的實例，學生通過學習能夠闡述細胞膜如何控制不同物質的進出，保證細胞保持相對獨立并與外界進行物質交換。具體內容涉及水與其他物質的跨膜運輸，其中細胞的吸水與失水是本節重點。

細胞的吸水與失水部分，具體涉及細胞吸水與失水的原理、滲透作用的發生條件、動物細胞的吸水與失水和植物細胞的吸水與失水，其中動物細胞與植物細胞的半透膜不同，吸水與失水的表現也不完全相同。本部分內容較多，且存在原生質層和質壁分離等學生初次接觸的概念，動物細胞與植物細胞的不同特點也使學生在記憶知識點時易發生困難，教師在教學中要厘清頭緒，幫助學生克服教學難點。

其他物質的跨膜運輸部分內容相對較少，學生主要通過資料分析得出細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜的結論，從而進一步理解生物膜在細胞這一生命系統中的重要作用。

1.2 核心概念與重要概念梳理 查閱課程標準的內容標準，可以看出本節內容落腳點為模塊1的2.1.1“闡明質膜具有選擇透過性”，從屬于核心概念2“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”下的重要概念2.1“物質通過被動運輸或主動運輸方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”。所以在教學時，教師不能只把教學目標定在記憶細胞吸水或失水的條件與表現這種水平，甚至不能簡單停留在闡明質膜具有選擇透過性。而要站在更高的層次上，以生命系統宏觀視角來進行分析，使學生思考質膜的選擇透過性對細胞來講有什么意義，對我們每一個生命體來講又有怎樣的意義，這樣才能隨著課程的進行使學生逐步構建相應的核心概念。

同時，通過知識點的整理，可以看到本節內容與先前所學的知識有著千絲萬縷的聯系，學生通過本節課的學習，不僅可以構建重要概念2.1，也可以為構建核心概念1“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”下的一些重要概念添磚加瓦。重要概念1.2為“細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”，本節內容中所闡明的生物膜的選擇透過性正是這一重要概念的良好注腳。重要概念1.3為“各種細胞具有相似的基本結構，但在形態與功能上有所差異”，植物細胞與動物細胞在吸水與失水方面表現出的異同很好地對其進行了詮釋。所以教師在教學中可以借助這些核心概念來組織教學內容，使看似零碎的知識點形成整體的系統網絡。

1.3 構建概念圖 根據上述思想，本文對本節內容作了分析，并構建了概念圖(圖1)。

圖1 “物質跨膜運輸的實例”一節概念圖

物質跨膜運輸的實例包括水和其他物質，它們的跨膜運輸都體現出了細胞選擇透過性的特點。

水的跨膜運輸原理為滲透作用，體現為順濃度梯度進出細胞，與細胞膜的功能密切相關，體現了重要概念1.2“細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”和重要概念2.1“物質通過被動運輸或主動運輸方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”。借助問題探討中的實驗可以使學生很好地對動物與植物細胞的吸水與失水進行類比推理和比較：滲透作用的條件之一為具有半透膜，動物細胞的細胞膜相當于半透膜，而植物細胞的相應結構為原生質層；另一條件為半透膜兩側溶液具有濃度差，動物細胞的兩側溶液分別為細胞內液和細胞外液，植物細胞則為細胞液和細胞外液；滲透作用的表現為實驗中的液面變化和細胞的吸水與失水，由于植物細胞存在細胞壁，所以動植物細胞吸水與失水時的表現不完全相同。動植物細胞的這些差異體現了重要概念1.3“各種細胞具有相似的基本結構，但在形態與功能上有所差異”。

其他物質的跨膜運輸不一定表現為順濃度梯度，細胞膜存在選擇透過性，而且不同生物、不同細胞的選擇透過性有所差別，體現了重要概念1.2、1.3和2.1。

2 教學方法建議

在將教學內容組織成系統知識網絡后，教師下一步要做的是將其以合適的方式呈現給學生，教學過程應條理清晰、邏輯嚴密，并適應學生的認知規律。不同教師所采取的教學方法不可能是千篇一律的，本文在此僅做出一些建議，供廣大教師參考，開拓思路。

2.1 利用先行組織者，促進知識體系建構 先行組織者是奧蘇伯爾于20世紀60年代初提出的一個教育心理學的重要概念，它是先于學習材料呈現之前呈現的一個引導性材料，它在概括與包容的水平上高于要學習的新材料，但以學習者易懂的通俗語言呈現，是新舊知識發生聯系的橋梁[1]。在本節內容的學習中，問題探討中的實驗正是這樣的一個先行組織者。

問題探討中的實驗呈現了一個滲透裝置，學生可以根據已學過的物理化學知識輕松理解其原理，并通過問題串得出滲透作用發生的條件：存在半透膜且半透膜兩側溶液具有濃度差。之后，教師可以將動物細胞與植物細胞分別與該滲透裝置進行類比，在學習了先行組織者后，學生就可以將動物細胞與植物細胞的吸水與失水納入到剛剛形成的認知結構中了：不同的細胞其半透膜分別是什么？半透膜兩側的溶液又指什么？當外側溶液濃度小于內側溶液濃度時細胞有什么表現？大于呢？等于呢？而其他物質跨膜運輸和水的運輸特點一樣么？這樣，學生腦海中即可形成一定的認知網絡，并理解生物學現象符合物理化學規律但生物體也存在自己的特點的道理。

要注意的是，一般教師在進行細胞的吸水與失水的教學時所采用的順序都是問題探討中的實驗—動物細胞的吸水與失水—植物細胞的吸水與失水，與上述利用先行組織者的方式的教學步驟看似完全一致，但是否有意識運用先行組織者，其教學效果是不同的。如果教師在進行后續內容教學時缺乏與先行組織者的聯系，學生往往容易將新學的內容孤立理解，學了后面忘了前面，而在注重聯系時，后續內容的學習是一個概念同化的過程，舊知促進新知的理解，新知也促進舊知的記憶。

2.2 用好導學案，體現核心素養教育 導學案是當前中學教學中用得較多的一種教學輔助手段，良好的導學案有利于學生自主建構知識，也便于課后復習。

本節課內容經梳理后，具有較強的邏輯體系，教師可以通過導學案上的問題設計，引導學生自主分析。同時，與任何一節課相同，本節課能夠且應當體現核心素養教育，內容中涉及細胞和生物膜的結構與功能，體現結構決定功能的“生命觀念”，探究實驗能夠體現“科學探究”，教師精心設計的問題串能夠幫助學生培養“科學思維”，這些核心素養教育可以體現于導學案中。

“物質跨膜運輸的實例”導學案具體設計如下：

一、水

(一) 滲透作用

1. 半透膜可以讓________________通過，而________________不能通過。

2. 滲透作用發生的條件是(1)

(2)

3. 滲透作用中，水自________濃度溶液流向________溶度溶液，表現為(順/逆)濃度梯度。

(二) 動物細胞的吸水與失水

1. 哺乳動物成熟紅細胞是提取細胞膜的好材料，將其放于清水中，細胞會吸水脹破，這與滲透裝置有什么相似之處？

2. ________具有控制物質進出細胞的作用，相當于一層半透膜，這與它的結構有什么關系？

3. 當外界溶液濃度小于細胞質濃度時，動物細胞________________________；當外界溶液濃度大于細胞質濃度時，動物細胞________________________；當外界溶液濃度等于細胞質濃度時，動物細胞________________________；

(三) 植物細胞的吸水與失水

1. 原生質層包括：________、________和這兩層膜之間的細胞質。

2. 植物細胞與動物細胞的結構存在明顯差異，其內部液體環境主要由________決定，所以推測________相當于半透膜。

3. 探究實驗：

探究實驗的一般步驟：提出問題→________→________→________→________→

關于植物細胞的吸水與失水，除了教材上的問題，你還可以提出什么問題？請于下節實驗課上進行探究實踐。

4. 當植物細胞失水時，由于原生質層比細胞壁的伸縮性________，因而會出現________和________分離的現象，稱為質壁分離。質壁分離后的細胞吸水后，原生質層恢復原狀，稱為________________。

(四) 比較動植物細胞吸水與失水的異同。

動物細胞植物細胞相同點原理水運輸方向不同點半透膜半透膜兩側溶液吸水條件與表現失水條件與表現

動植物細胞在吸水與失水方面的差異由什么引起？請用結構決定功能的觀點加以解釋。

二、其他物質

其他物質跨膜運輸的特點與水相同么？細胞對不同物質的吸收是否存在選擇？不同生物對同一物質的選擇性表現一致么？這些特點體現出生物膜的________________，是活細胞的重要特征。

3 總結

對于任意一節課的教學內容，教師都可以采取本文的方法進行分析，首先進行知識點的提煉，然后分析其涉及的核心概念與重要概念，再根據概念間的關系構建概念圖，明確要通過教學幫助學生構建的知識體系。當然，無論是概念圖的構建，還是教學方法的選擇，甚至具體導學案的設計，不同教師都不會完全相同，但只要遵循建構核心概念、培養核心素養的原則，教師就可以自由發揮，運用自己的聰明才智靈活進行教學，取得良好的教學效果。

(基金項目：天津市2017年度哲學社會科學規劃課題“基于學科核心素養的生物教師教育行動研究”，No.TJJXQN17-006)