指向發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計
——以“物質(zhì)出入細胞的運輸方式”為例

2024-05-23 17:10:36趙恩粉

數(shù)理化解題研究 2024年9期

趙恩粉

(江蘇省灌云高級中學(xué),江蘇連云港 222200)

《普通高中生物課程標準(2017年版2020年修訂)》明確生物學(xué)科教學(xué)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的必要性,指出發(fā)展學(xué)生生物核心素養(yǎng)是當前生物學(xué)科教學(xué)的首要任務(wù).而教學(xué)設(shè)計是協(xié)調(diào)教與學(xué)關(guān)系的“過程”,肩負著優(yōu)化課堂教學(xué)目標、方法、媒介等課堂要素關(guān)系的重要責(zé)任,同時也是高中生物發(fā)展落實學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵手段.對此,筆者將基于個人對生物核心素養(yǎng)的認識,以“物質(zhì)出入細胞的運輸方式”為例簡述本人對其教學(xué)設(shè)計優(yōu)化的見解,以供相關(guān)教育工作者參考交流.

1 架構(gòu)素養(yǎng)情境,導(dǎo)入建構(gòu)生命觀念

直觀生動的素養(yǎng)教學(xué)情境,能帶給學(xué)生視聽上的直接刺激,立體展現(xiàn)生命現(xiàn)象,導(dǎo)向?qū)W生情境中思考認識結(jié)構(gòu)功能,進化適應(yīng)、物質(zhì)能量之間的關(guān)系,使學(xué)生初步認識了解生命現(xiàn)象的基本內(nèi)涵,掌握生命現(xiàn)象的規(guī)律特征,繼而逐步建構(gòu)個人的生命觀念體系,學(xué)會利用生命觀念解釋所遇到的各種生命現(xiàn)象、生命變化[1].對此,教師教學(xué)設(shè)計的第一步,不妨利用立體成像技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),播放與生命現(xiàn)象相關(guān)的微課、短視頻、音頻等,建構(gòu)多感官刺激的生動教學(xué)情境,盡可能還原各種生命現(xiàn)象發(fā)生的最真實情況,使學(xué)生在情境中具體感受生命現(xiàn)象的奧妙、內(nèi)涵及本質(zhì),體會認識研究生命現(xiàn)象手段的特點,并掌握其具體運用方法,實現(xiàn)個人生命觀念的逐步發(fā)展建構(gòu).

以“物質(zhì)出入細胞的運輸方式”情境導(dǎo)入設(shè)計優(yōu)化為例,教師可先借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)立體展示“流動鑲嵌模型理論下的細胞膜建構(gòu)”,讓學(xué)生根據(jù)教師展示的立體虛擬模型,分析細胞膜的建構(gòu)特點特征及其與細胞膜的選擇透過性生理功能的聯(lián)系,這時學(xué)生就會在教師所建構(gòu)的虛擬情境中思考分析“細胞膜功能結(jié)構(gòu)特征對不同物質(zhì)的跨膜運輸?shù)挠绊憽?然后教師再利用電教多媒體技術(shù)播放視頻“物質(zhì)分別在流動鑲嵌模型以及人工合成脂雙層模型建構(gòu)中運輸?shù)姆绞健?引導(dǎo)學(xué)生進一步比較二者在物質(zhì)運輸上所存在的區(qū)別,使學(xué)生潛意識中強調(diào)結(jié)構(gòu)與功能相適配的思想,激發(fā)學(xué)生進一步深入探究思考的興趣.最后,教師則需要再次利用電教多媒體技術(shù)播放視頻“人工合成的脂雙層無法透過葡萄糖,而葡萄糖卻能不斷地被人血中的紅細胞吸收”,促使學(xué)生進一步深入思考細胞膜架構(gòu)對其功能的影響,并在多次對比情境中引導(dǎo)學(xué)生逆向分析二者膜結(jié)構(gòu)所存在的區(qū)別.這樣,學(xué)生就能在逐步深入導(dǎo)學(xué)情境中,深刻認識“架構(gòu)與功能相適配”的思想,明白細胞膜的特殊結(jié)構(gòu)對其物質(zhì)吸收產(chǎn)生最為直接的影響.而教師也通過素養(yǎng)情境建構(gòu),達到了切實發(fā)展學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能的生命觀念素養(yǎng)目的.

2 探討問題設(shè)置,自主發(fā)展科學(xué)思維

教學(xué)設(shè)計優(yōu)化的第二步,便是翻轉(zhuǎn)師生課堂角色,助力學(xué)生自主發(fā)展科學(xué)思維素養(yǎng),促使學(xué)生主動圍繞課堂核心主題發(fā)展科學(xué)思維,學(xué)會使用生物現(xiàn)象事實去分析、推理、研究及論證生物概念知識,解決所遇到的各種生物問題,鍛煉強化個人的邏輯思維、逆向思維及分析思維等科學(xué)思維能力.同時,探究問題的設(shè)置,能密切學(xué)生之間的溝通聯(lián)系,使其相互分享彼此的學(xué)習(xí)見解心得,指出彼此問題探究的不足缺陷,相互促進共同提升生物科學(xué)思維能力.對此,教師可通過探究性問題的設(shè)計運用,來為學(xué)生創(chuàng)造機會開展自主探究、合作探究學(xué)習(xí)活動,將生物科學(xué)事實轉(zhuǎn)化為與之適配的生物知識內(nèi)容,論證不同條件因素對生物現(xiàn)象所帶來的影響,掌握生物問題辨析處理的技巧方法,發(fā)展個人的邏輯思維、推理思維及逆向思維能力[2].

以“物質(zhì)出入細胞的運輸方式”探討問題設(shè)置為例,教師可先舉例“麗藻細胞液與池水中離子濃度比”,并提出探討問題:“為何有些離子能夠逆濃度梯度進行跨膜運輸?”讓學(xué)生與身邊的同學(xué)一同探究分析,聯(lián)系教材所對應(yīng)的知識內(nèi)容發(fā)現(xiàn)這是“麗藻細胞主動運輸所需離子的結(jié)果”.然后教師再提出探討問題:“同學(xué)們,什么類型的物質(zhì)需要細胞進行主動運輸呢?”同時借助多媒體播放“細胞主動運輸物質(zhì)”的例子,為學(xué)生歸納總結(jié)細胞主動運輸物質(zhì)的特點提供一些參考要素,使學(xué)生合作深入探究細胞主動運輸物質(zhì)的種類及特點,掌握主動運輸?shù)幕咎卣?最后教師再提出問題:“載體蛋白數(shù)量、物質(zhì)在細胞液的濃度會對主動運輸產(chǎn)生什么影響?”以此來導(dǎo)向?qū)W生更進一步分析主動運輸?shù)奶攸c特征,逆向分析細胞能逆濃度梯度進行物質(zhì)運輸?shù)脑?學(xué)生均紛紛提出個人的觀點見解,形成自身的認識看法.而教師則是借助一連串的探究問題設(shè)置,實現(xiàn)精準引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維素養(yǎng)目的.

3 科學(xué)探究實驗,培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)

教學(xué)設(shè)計優(yōu)化的第三步,便是設(shè)計探究實驗,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng).實驗活動設(shè)計能傳授學(xué)生生物科學(xué)探究技巧,幫助學(xué)生將科學(xué)思維所思通過科學(xué)探究方法具現(xiàn)化,并潛移默化提升學(xué)生的科學(xué)探究意識,使其學(xué)會通過觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果、討論結(jié)論等實驗探究活動開展來解答內(nèi)心疑惑,加深生物知識深入程度,養(yǎng)成堅持不斷追尋真理的科學(xué)探究習(xí)慣[3].對此,教師不妨利用師生互動來引導(dǎo)學(xué)生參與實驗探究,互動導(dǎo)向?qū)W生嘗試實驗驗證、分析、探討生物現(xiàn)象,不同實驗條件變化所帶來影響以及各種科學(xué)實驗方法運用的微妙,強化學(xué)生科學(xué)實驗探究的思想意識,以保障學(xué)生具備基本的生物科學(xué)探究技能.值得注意的是,教師優(yōu)化實驗環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計時,需圍繞探究的重點、難點、要點進行側(cè)重性引導(dǎo),目的旨在將其轉(zhuǎn)化為學(xué)生探究能力的亮點優(yōu)勢,提升學(xué)生對生物實驗探究技能的掌握程度.

以“物質(zhì)出入細胞的運輸方式”探究實驗設(shè)計為例,教師可設(shè)計“植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原探究實驗”,先互動指導(dǎo)學(xué)生嘗試制取紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞以及制作其他臨時裝片,并使用顯微鏡的低倍鏡觀察其細胞結(jié)構(gòu),傳授學(xué)生制片、觀察的實驗探究方法技巧,而學(xué)生在使用教師所傳授的實驗探究技能時,可以觀察到紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞有一個較大的中央大液泡及原生質(zhì)層緊貼細胞壁,然后教師再讓學(xué)生將表皮細胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液浸潤后所出現(xiàn)的生物現(xiàn)象,這時學(xué)生可觀察到中央紫色大液泡變小,原生質(zhì)層與細胞壁分離現(xiàn)象.最后教師讓學(xué)生將發(fā)生質(zhì)壁分離的表皮細胞置于清水中,再利用顯微鏡觀察其所發(fā)生的變化,而學(xué)生可觀察到發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞中央液泡逐漸變大直至恢復(fù)正常、原生質(zhì)層逐漸貼近細胞壁等生物現(xiàn)象.教師需要引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行深入探究分析,思考質(zhì)壁分離產(chǎn)生原因及恢復(fù)方法、溶液濃度高低對質(zhì)壁分離產(chǎn)生的影響等,并運用已掌握的實驗探究技能開展相關(guān)的探究實驗活動,驗證內(nèi)心的猜想.而教師也借此達到了實驗探究設(shè)計發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的目的.

4 生活實踐運用,提升社會責(zé)任意識

生物教學(xué)設(shè)計生活實踐活動,是教師教學(xué)設(shè)計優(yōu)化發(fā)展學(xué)生社會責(zé)任素養(yǎng)、導(dǎo)向?qū)W生運用生物知識處理生活問題的主要手段.同時生活實踐能幫助學(xué)生將生物知識學(xué)習(xí)與生活實際建構(gòu)聯(lián)系,使學(xué)生實踐檢視、反思、升華生物知識掌握程度,嘗試、理解并掌握利用生物知識解決生產(chǎn)生活中生物學(xué)問題的有效方法,擺脫停滯于生物理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài),繼而提升個人將生物知識運用服務(wù)于生活社會事務(wù)的思想意識.對此,教師應(yīng)推進生活實踐板塊的教學(xué)設(shè)計優(yōu)化工作,結(jié)合情境導(dǎo)入、問題探討以及實驗探究學(xué)習(xí)情況,融合生物教學(xué)設(shè)計主題,設(shè)計開展針對性的生活實踐活動,為學(xué)生生物知識的運用創(chuàng)造機會,促使其運用生物知識解決生活問題,調(diào)動生活經(jīng)驗閱歷,豐富生物知識內(nèi)涵,積累生物知識服務(wù)生活的經(jīng)驗技巧,以持續(xù)提升學(xué)生的生物知識實踐能力,達到生活實踐教學(xué)設(shè)計發(fā)展學(xué)生社會責(zé)任意識素養(yǎng)的目的[4].

以“物質(zhì)出入細胞的運輸方式”生活實踐設(shè)計為例,為進一步提升學(xué)生的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁復(fù)原知識的生活實踐運用能力,教師可引案例:“某農(nóng)戶在施肥過程中,不小心弄錯了施肥用量,導(dǎo)致單位面積農(nóng)作物的施肥量過多,引起‘燒苗’現(xiàn)象;蘿卜條放入鹽水中會發(fā)生怎么樣的變化?再放回清水中又會出現(xiàn)什么樣的變化?”要求學(xué)生根據(jù)自身對“質(zhì)壁分離、質(zhì)壁復(fù)原”知識概念的了解,嘗試向農(nóng)戶提一些意見,幫助其解決燒苗問題;解釋日常生活中腌蘿卜時“蘿卜條”所發(fā)生的生物現(xiàn)象,使學(xué)生在生活實踐的過程中,總結(jié)歸納出“質(zhì)壁分離及質(zhì)壁復(fù)原”知識服務(wù)生活的方法規(guī)律,掌握其具體運用的技巧.這樣,教師就通過生活案例密切了學(xué)生生物學(xué)習(xí)與現(xiàn)實生活的聯(lián)系,導(dǎo)向?qū)W生利用生物知識服務(wù)生活實際,最終達到生活實踐導(dǎo)向?qū)W生社會責(zé)任意識發(fā)展的目的.

5 結(jié)束語