實驗中培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的教學設計策略

葉宏超

中圖分類號：G633.6文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2019）08-0-01

結構與功能觀是現(xiàn)代生命科學的基本觀點之一，是生物學核心素養(yǎng)中生命觀念的主要組成，其內(nèi)涵是相關的結構必然有與之相對應的功能，且任何功能都需要一定的結構來完成。結構決定功能，功能與結構相適應，是生物長期進化所形成的，是生物適應環(huán)境的一種體現(xiàn)。教師要立足于結構與功能觀，精心設計實驗，引導學生在探究中體驗、感悟結構和功能的聯(lián)系，才能使學生在生物學知識的構建中形成生命觀念。下面以 “觀察種子的結構”實驗為例，談談實驗教學中培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的教學策略。

一、巧借“功能”創(chuàng)設情境，激發(fā)探究“結構”的興趣

“植物的生長發(fā)育”一節(jié)要求學生能概述種子的基本結構以及胚的主要功能，通過種子結構的觀察，提高觀察能力，體會結構與功能是相適應的。引言概述了綠色植物的生命周期：綠色開花植物的個體發(fā)育是從受精卵開始的，受精卵發(fā)育成胚，胚珠發(fā)育成種子，種子在適宜條件下萌發(fā)，經(jīng)生長、開花、結果與死亡，從而完成生命周期。觀察種子的形態(tài)和結構是本節(jié)的重點和難點，了解種子的結構、明確各結構功能是學生理解胚是新植物體幼體的基礎。

1.活動設計

種子結構的觀察活動以學生分組實驗探究的形式開展。教師先播放蠶豆種子萌發(fā)的視頻，引導學生觀察種子萌發(fā)中根、莖、葉神奇的形成過程。然后學生動手剝開種皮去看一看，到底是什么結構發(fā)育成根，什么發(fā)育成莖、葉。最后對照教材辨認蠶豆種子各結構，了解其功能。

2.設計意圖

布魯納的發(fā)現(xiàn)學習理論認為，知識獲取的過程是一個積極的過程，要使學生形成“自我推進”的能力，發(fā)揮學生主體作用，教師的主要任務是創(chuàng)設有利于學生動機激發(fā)的情境。此教學環(huán)節(jié)中，教師通過種子萌發(fā)中根、莖、葉發(fā)育的視頻激發(fā)學生的學習興趣，巧借 “功能”激發(fā)學生探知種子內(nèi)部“結構”的欲望。學生結合對種子各結構的辨識和觀看胚芽、胚根的發(fā)育過程，對這些結構和功能有了極其深刻的理解和記憶。

二、細辨結構，形成“結構與功能觀”的初步認識

教材中實驗材料為蠶豆、玉米兩種植物的種子，使學生通過對兩種種子結構的觀察，辨析單子葉和雙子葉植物種子結構異同，認知種子的基本結構，形成辯證和統(tǒng)一的基本觀點。

1.活動設計

在了解蠶豆種子結構的基礎上，教師組織學生觀察師生課前準備的其他種子的結構。學生通過觀察發(fā)現(xiàn)，花生、黃豆等種子結構和蠶豆的基本相同，玉米、小麥等種子結構和蠶豆的存在較大差異。教師引導學生對照教材，自主觀察玉米種子結構，辨別各結構，明確其功能。學生要仔細辨認各結構，對比兩種種子的胚與各結構之間的連接情況，構建雙子葉、單子葉植物概念，體會雙子葉植物種子的子葉和單子葉植物具有哪些胚乳功能。

2.設計意圖

皮亞杰的認知建構主義認為，學習是學生主動構建內(nèi)部心理表征的過程，他們以已有經(jīng)驗為基礎，通過與外界的相互作用構建新知識。此環(huán)節(jié)學生以蠶豆的結構認知為基礎，對其他種子的結構進行觀察和辨別，達成了對雙子葉植物種子結構知識的鞏固，同時學會對單子葉植物種子結構的辨識。通過對玉米種子各結構的觀察、辨識，學生了解單子葉植物種子的結構和功能。學生在仔細觀察胚各結構之間的連接關系后，對子葉和胚乳的功能有了透徹的理解，有利于結構與功能觀的形成。

三、嚴剖實驗分析現(xiàn)象，內(nèi)化"結構與功能觀"

分析實驗結果，得出實驗結論，將實驗和科學知識建立起聯(lián)系，有助于學生內(nèi)化概念。

1.活動設計

教師通過展示種子的結構圖片和滴加碘液后兩種種子結構呈現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，引導學生分析、歸納兩種種子的基本結構和功能，重點體會雙子葉植物種子子葉和單子葉植物種子胚乳的功能聯(lián)系。

2.設計意圖

通過對種子結構和實驗結果的分析，使學生正確認識種子的基本結構和功能，有效形成結構與功能相適應的共識，內(nèi)化“結構與功能觀”。

四、列表比較，構建"結構與功能觀”模型

列表比較單、雙子葉植物種子結構的異同，有利于學生進一步理解結構和功能觀，有效構建生命觀念的認知模型，理解生命的意義和價值。

1.活動設計

教師展示兩種種子結構模式圖，學生通過實驗報告單列表（表1）比較兩種種子結構異同，歸納各結構的功能。

2.設計意圖

通過列表歸納、比較兩種種子結構的異同。表格清晰、直觀地呈現(xiàn)了種子的基本結構和功能的關系，有助于學生形成完整的知識體系。

彰顯生命觀念是生物學教學的內(nèi)在要求，是提升學生學科素養(yǎng)的重要維度。實驗設計和實施不僅要注重對學生實驗技能的培養(yǎng)和基本結構的認知，還應關注結構功能的延伸，促進學生結構和功能觀的落實，從而讓學生真正形成生命觀念，提升生物科學素養(yǎng)。

參考文獻

[1]楊九俊，吳永軍.學習方式的變革[M].南京：江蘇教育出版社，2016：109，197.