思維型教學在復習課堂的實踐應用

文章編號：1003-7586（2025）01-0070-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1教材分析及設計思路

本文內容選自浙科版普通高中教科書《生物學·必修1·分子與細胞》第三章第五節，該內容指向次位概念2.2.3，同時聯系“酶\"“ATP\"等相關概念，是《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》中大概念2的重要組成部分。

《課程標準》強調要強化學科實踐，注重“做中學\"的教學理念，建議教師在教學過程中引導學生參與學科探究活動，經歷發現問題、解決問題、構建知識、運用知識的過程。思維型教學是《課程標準》實施的有效載體，以學生的思維發展為核心，整合激發動機、認知沖突、自主構建、應用遷移和自我監控等原理，發展學生的思維品質，提高學生的思維能力，是促進創新型人才培養的一種教學模式。在本節復習課教學中，筆者基于思維型教學模式，以野外大田種植和植物工廠研學活動為情境，提出核心問題“如何通過影響光合作用來實現番茄增產”，基于任務“舉例說出影響光合作用的因素”和“比較大田生產和植物工廠生產模式的差異”顯化學生的前概念，并指向其針對次位概念的深入理解，進而促進學生對光合作用影響因素概念的構建。學生在解決核心問題時，需要應用工程學技術中迭代、選擇、整合的思想，完成光合作用影響因素的概念內化與應用，進而實現學習活動、素養發展及工程學思想的有機融合。筆者據此設計指向學生思維發展的新模式（見圖1）。

2教學目標

（生命觀念、科學思維）。

（1）能夠基于生產實例，通過對數學模型進行分析，說明光合作用受單一環境因素影響的曲線含義

（②能夠通過小組合作和資料閱讀，從物質與能量的視角，探索光合作用的影響因素，闡明光合作用過程會受到環境因素的影響（生命觀念、科學思維）。

（③）能夠基于番茄增產的情境問題，分析相關資料，設計可行性實驗，利用科學術語精確地分析實驗結果，解決生產過程中的實際問題（科學思維、科學探究）。

（4能夠根據植物工廠在現實生活中的應用，認同生物技術發展對產業升級的幫助，認識科技發展的利弊，滲透工程學思想（社會責任）。

3教學過程

3.1情境創設，導入新課

教師展示本地植物工廠的新聞圖片并提出問題：在參觀番茄種植園時能發現哪些問題？是否能夠利用所學知識對其進行改進？

設計意圖：教師首先引導學生進行真實的體驗，在真實情境中發現問題。學生在研學的過程中可以感受到人們在生產實踐中，利用改變環境因素的方法實現農作物的增產。

3.2顯化前概念，形成認知沖突

教師展示植物工廠和大田番茄種植的照片，并引領學生完成任務“舉例說明影響光合作用的因素”。小組成員討論并描述影響光合作用的因素，闡述其對光合作用的具體影響。

設計意圖：師生通過小組討論并結合具體的研學情境，共同梳理光合作用的影響因素。師生對相關概念進行分享和總結，可以讓教師了解學生學情，同時有利于學生梳理零散的知識點，使其能夠更全面地理解光合作用的影響因素。

學生小組分享和展示相關概念，在此過程中教師評價并總結不同小組的描述或圖示的差異。例如，觀察大田種植組側重探究水肥對于番茄光合作用的影響，而植物工廠組則側重探究光照條件和溫度對番茄光合作用的影響。

設計意圖：不同小組展示不同概念的過程即是認知沖突形成的過程，而認知沖突的解決過程即是新概念構建的過程。因此，教學過程中教師要注重引導學生充分表達觀點，使其充分展示現有的思維水平，從而能夠針對性地對知識進行重構。

3.3解決核心問題，重構遷移概念

3.3.1小組討論，理解生物模型含義

教師根據教材提出問題： ① 光照強度對番茄光合作用的影響曲線是通過何種實驗方法獲得的？ ② 該曲線的橫縱坐標具有什么含義？ ③ 此曲線代表的是單位時間內番茄植株的凈光合效率還是總光合效率？學生對上述問題進行思考，結合課前所構建的概念進行討論，最終明確光合作用曲線的含義。

設計意圖：教師采用問題串的方式，引導學生通過資料觀察、數據分析、推理歸納等方法，明確數學模型的構建過程并理解其所蘊含的生物學意義，讓學生在重構概念的同時，深入理解生物學實驗的正確表達方式。

3.3.2設計實驗，對比生產模式差異

教師提供大田種植的番茄苗圖片并要求學生比較大田生產和植物工廠生產模式的差異。學生觀察后得出，植物工廠可以使作物的生長周期縮短，且不受環境因素影響，能根據需求精確調控溫度、光照、水分和施肥等條件，從而實現番茄等作物的高效增產；大田種植生產主要調節水和肥的種類及用量，并依靠自然環境實現作物增產。

設計意圖：教師引導學生討論科學技術在農業生產中的實際應用，通過對比傳統田間種植與現代植物工廠的差異，充分發展學生的辯證思維。

教師提供閱讀資料，引導學生提出誘導番茄增產的措施并完善表格，及時協助學生解決問題（見表1）。

設計意圖：學生通過將植物工廠與大田生產的模式進行比較，分析植物工廠可以根據番茄不同生長時期的需求，通過精準調控溫度、光照、營養液成分以及灌溉策略來優化番茄植株的生長環境。

教師提出問題：在植物工廠內，如何及時調節番茄的生長條件以提高產量？教師依據學生的回答提供植物工廠種植時的圖片資料，師生共同討論，認同植物工廠通過調節光照強度、顏色和時間以及二氧化碳濃度等因素影響番茄的光合速率。隨后教師繼續引導學生設計實驗以確定最佳光照條件，包括使用不同光照強度、補光燈的紅藍光比例等，學生小組合作設計并進行實驗。

設計意圖：學生通過小組討論、深入思考、設計并展開實驗，在已有知識的基礎上，實現概念之間的聯結和重構。

3.3.3分析應用，明確問題解決方法

教師提供科研小組的實驗結果2，引導學生描述并分析，得出實驗結論，同時思考若要獲得不同光照對番茄植株光合作用的影響曲線，應該如何設計實驗？

設計意圖：學生依據實驗數據進行分析，最終獲得實驗結論的過程，同樣是對本節教學概念應用的評估與反饋。教師能夠通過此過程明確學生對概念的理解情況，引領學生熟練掌握解決問題的實驗方法，提升學生設計、分析實驗和解決實際問題的能力，從而發展其高階思維能力。

3.4自我反思，推動核心素養發展

教師播放植物工廠介紹視頻并提出問題：從工程學角度對項目進行分析，建設植物工廠需要考慮哪些關鍵因素？番茄的光合作用增強，其產量是否能夠提高？學生觀看視頻，思考建設植物工廠的可行性，辨析植物工廠的利弊。

設計意圖：學生通過反思活動，認同生物技術對種植產業發展的幫助，辨析技術發展與農業生產之間的關系，同時對概念進行區分，明確光合作用與作物產量的差異，培養學生的科學思維能力。

4課后反思

真實情境的遷移與應用，是學生構建概念的重要過程。復習課需要學生在新情境下對概念進行遷移，重新聯結并指向學科重要概念的構建，這對于高一學生來說較為困難。教師通過設計光合作用知識點分享活動，了解學生現有的認知水平；利用小組活動作為教學輔助手段，讓學生在問題解決的過程中對已學概念進行整合與重構；通過小組合作、資料閱讀等活動讓學生完成概念的應用與遷移，進而促使其構建概念框架。

研學活動情境能夠讓學生在實際問題的解決過程中，基于原有的經驗及知識，在情境下主動利用學習資源進行協作、會話、探索、思考、分析、歸納和總結，構建新的認知體系，培養其生命觀念與科學思維，進而發展自身的生物學學科核心素養，滲透價值理念。教師在教學中利用學案和小組展示對學生進行評價，以引導學生不斷優化原有的認知，完善復習方法和內容，確保課堂教學效果的提高，促進學生的全面發展。

參考文獻

[1]胡衛平.科學思維的理論與培養[M.石家莊：河北人民出版社，2023.

[2]丁娟娟.光強變化對番茄幼苗生長和光合特性的影響[D].咸陽：西北農林科技大學，2020.