浦丹萍

摘 要:初中生物教學中的50個重要概念處于學科知識中最為核心的地位,是初中生物學業水平測試的重點,也是提高學生生物核心素養的關鍵,因此本文以“綠色植物的光合作用和呼吸作用”為例,落實初中生物重要概念的復習,促使學生理解重要概念,并將零散的知識系統化,提高復習效率,同時為初中生物復習教學提供理論、實踐經驗。
關鍵詞:重要概念;光合作用;呼吸作用;學業水平測試
《義務教育生物學課程標準(2011版)》中明確關注了生物教學中重要概念的獲得,并注重學生知識框架的形成,因此精選了十個一級主題下的50個重要概念作為學生學習的要點,體現了重要概念處于學科中心地位。現階段初中生物作為考查學科,八年級生物課程結束后,復習階段面臨著學生不重視,上課效率不高的窘境。蘇科版學業水平測試中有兩個重要概念“綠色植物能利用太陽能(光能),把二氧化碳和水合成貯存了能量的有機物,同時釋放氧氣”即光合作用概念的內涵和“在生物體內,細胞能通過分解糖類等獲得能量,同時生成二氧化碳和水”即呼吸作用概念的內涵,而“生物圈中的碳-氧平衡”屬于光合作用和呼吸作用概念的外延。光合作用和呼吸作用的概念在蘇科版教材中復習中隸屬于第四單元的“生物從環境中獲得物質和能量”,約占15%。從歷年生物學業水平的分析來看,主要考查學生的應用和領悟能力。學生在七年級中已對光合作用和呼吸作用有了碎片化的認識,但是所學知識點并未串聯起來,未形成光合作用與呼吸作用整體的知識鏈和系統結構,更不能將知識運用于具體的學業水平測試中。復習階段如何把握課堂時間,對知識進行記憶和理解,突破重點和難點,提高復習效率,是每位初中生物教師應去思考的問題。
一、重拾重要概念,初探復習
生物學概念是對事物的抽象或者概括。初中生物復習階段,學生在先前的學習和生活中已經積累了一定的知識和經驗,教師應充分利用學生已有的知識經驗進行概念復習,使學生的知識從“無”到“有”,從“零散”到“整合”,讓學生體會到沉浸于學習的樂趣中。因此教師首先要明確本章或本節復習的重要概念,對其中的知識點進行梳理,明晰其中的層次關系和邏輯關系,把學生“休眠”的知識喚醒出來,并以此作為重要概念復習的腳手架,讓學生攀援而上,自主構建有關生物學概念。
在“綠色植物的光合作用和呼吸作用”復習中,教師讓學生明確本節幾個重要考點:1.光合作用、呼吸作用的概念、表達式、實質、意義及有關的實驗;2.光合作用、呼吸作用在農業生產和生活實際中的應用等;3.大氣中二氧化碳和氧氣平衡的意義。
因此筆者采用如下教學活動:
1.學案中呈現動物、植物、微生物、汽車以及二氧化碳和氧氣圖片;
2.小組合作完成:
(1)用紅色的箭頭表示出二氧化碳的排放或產生,藍色的箭頭表示出氧氣的消耗,并將“呼吸作用”、“分解作用”、“燃燒”放在相應的位置;
(2)用黑色的箭頭表示出二氧化碳的消耗,綠色的箭頭表示出氧氣的產生,并將“光合作用”放在相應的位置。
通過小組合作的方式,以主動參與者的身份,共同喚醒學生腦海中記憶的碎片,初步形成對重要概念的理解和初步形成知識網絡體系。
二、巧設探究平臺,深化概念
在復習過程中,若對原有的實驗簡單的重復和再現,會造成學生在復習中出現“知識疲勞”,因此應突破傳統,要給學生新視角新思路。生物學科學史是一個個生物學核心概念形成和發展的過程,也是將知識串聯起來的過程。在復習光合作用時以科學史為背景,引導學生分析思考科學家們的實驗思路或者對實驗進行改進和創新,更能促進學生對相關核心概念的深層次理解。
例如在復習“綠色植物的光合作用和呼吸作用”時,筆者以光合作用的發現史作為切入口,從1642年比利時科學家海爾蒙特對柳樹生長所需原料的探究得出光合作用的原料需要水。通過對1864年的薩克斯實驗進行改進,將天竺葵改為銀邊天竺葵,不僅驗證了光合作用需要光、產物是淀粉,同時也得出了結論光合作用需要葉綠體。
在探究光合作用需要二氧化碳時,為了更好的觀察溴麝香草酚藍溶液的顏色變化,筆者將盆栽植物改為水生植物金魚藻,實驗如下:
1.用標簽分別將四個大試管標記為A、B、C、D;
2.分別將100mL的溴麝香草酚藍溶液加入四個大試管中,并觀察記錄它們的顏色,此時溶液呈淡藍色;
3.用吸管輕輕地向A、B、C試管中吹氣,直到吹入的二氧化碳溶液不再變色為止,記錄此時溶液的顏色,為淡黃色;
4.取適量的金魚藻放在A和B試管中,C和D不放金魚藻;
5.四個試管都用塞子塞緊,記錄此時的溶液顏色;
6.A用黑色塑料袋包住,A、B、C、D都置于適宜光照強度和一定的溫度條件下;
7.3小時后,觀察試管中溴麝香草酚藍溶液的顏色。通過此實驗改進同學們清晰的發現B試管中溴麝香草酚藍從淡藍色變成了淡黃色,可讓學生分析幾組對照實驗,每組對照實驗的變量是什么,從而得出結論綠色植物在光下能吸收二氧化碳。將“陸生綠色植物”改為“水生綠色植物”,雖然提供了多樣的實驗材料,但也把特殊性轉化為普遍性。提供多樣的實驗材料還可以體現在許多實驗中,如在觀察“豬的長骨”時,如果只是簡單的觀察豬的長骨,找出骨膜、骨質和骨髓,學生很快就會遺忘,但是如果結合豬的其他骨,如肋骨、脊椎骨,甚至與雞的長骨進行比較找出相同點,在發現骨的進化歷程時也可以很好的解釋為什么結構和功能相適應了。在探究光合作用釋放出氧氣時,用帶火星的木條放進綠色植物光合作用收集到的氧氣中木條復燃,得出光合作用的產物是氧氣。通過以上光合作用的相關實驗,學生能輕松地總結出光合作用的概念和表達式,完成由點到線到面的知識的整合和提升。
例如在復習“綠色植物的光合作用和呼吸作用”的呼吸作用概念時,為了提高實驗的效率,簡化實驗、節約時間,筆者將呼吸作用需要氧氣、釋放出水和二氧化碳的三個實驗利用一套裝置完成,實驗方法如下:
1.選取兩個相同大小的玻璃瓶分別編號甲和乙,向兩瓶中各加入20mL的澄清石灰水;
2.將正在萌發和煮熟的大豆種子均用紗布包住,細線再好,分別放入甲乙兩瓶中部,細線置于瓶外,在瓶口繞圈,蓋緊瓶蓋;
3.把甲乙兩瓶放在溫暖的地方,24小時候觀察澄清石灰水發生的變化和瓶壁上是否有小水珠產生;
4.迅速打開瓶蓋,將帶火星的木條分別插入兩個玻璃瓶中,觀察燃燒的小木條的變化情況。通過以上呼吸作用的相關實驗,學生能輕松地總結出呼吸作用的需要氧氣,產生二氧化碳和水。
教師在復習課中不僅可以結合科學史也可以設計出提高效率的實驗進行改進和創新。因此通過巧設探究平臺,讓學生掌握科學研究的方法,培養學生的科學探究能力,更有利于學生理解重要概念的形成過程,進而提高復習課堂的有效性。
三、構建概念圖,歸納復習
在課堂教學中教師如何引導才能促使學生把所學知識按知識的內在聯系進行組織、概況、歸納、整合,形成一定層次網絡結構,那么概念圖的構建和繪制完美的解決了這一問題。通常概念圖是將有關某一主題的不同級別的概念置于方框或圓框中,再以連線的形式通過一定的關系將相關的概念連接,形成該主題的概念之間的關系網絡。通過編制概念圖,不僅有助于新習得的概念的鞏固,而且有助于掌握知識的內在聯系,有助于所學知識的融合貫通,從而從整體上把握理解概念,形成概念間知識的系統化。通過“綠色植物的光合作用和呼吸作用”一系列的實驗復習后,通過概念圖的形式將光合作用與呼吸作用的原料、產物、條件、場所、實質等各方面內容串聯起來,形成綠色植物與生物圈中的碳-氧平衡。
運用概念圖進行復習既有利于構建學生的整體性思維,有利于學生對概念的內涵及外延的深度把握。概念圖的運用可以幫助師生掌握正確有效的生物學概念,更加高效的進行生物復習,提高復習的效率和質量。
初中生物復習的方式多種多樣,如模型構建、學案導學、思維導圖等,但是不同的復習方式都為了立足于各知識點。通過重要概念復習學生能夠將知識點串聯起來,形成網絡體系,并運用于具體的題目中和實踐中,不僅達到了對學生的評價,也讓學生學會學習、主動發展和終身學習,提高了學生的生物學學科核心素養。