張 佳
(四川雙流棠湖中學 四川成都 610200)
《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課標》)明確指出生物學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。《課標》選擇性必修1模塊“概念1 生命個體的結構與功能相適應,各結構協調統一共同完成復雜的生命活動,并通過一定的調節機制保持穩態”中關于植物的激素調節有關的內容要求見表1。

表1 《課標》中選擇性必修課程之1.6的內容要求
“植物激素調節”是屬于個體水平的調節,但與動物生命活動調節又有差異,對這部分的學習有助于學生理解生命系統的穩態及差異性以及機體穩態與環境的關系。“生長素的生理作用”是本模塊第二課時的內容,其研究是建立在大量實驗基礎之上的。教學時,教師應以探究性活動為載體,基于事實和問題啟發,引導學生構建相關的概念模型(圖1),滲透結構與功能觀、穩態與平衡觀、進化與適應觀等生命觀念。

圖1 生長素生理作用的概念圖
高考的核心功能是“立德樹人、服務選才、引導教學”,新時代的高考著眼于學科核心素養,可以準確客觀地對學生生物學學科核心素養的發展狀況進行評估。教師分析近年高考題,更有利于引導和改進教學。筆者細化了近五年高考題中關于“植物激素調節”的考查形式,發現高考關于這部分內容的考查全面且常與其它知識跨章節綜合,其中生長素的生理作用考查居多。每道題均以科研情境為載體,力求考查學生在新的問題情境中,以生命觀念分析現象,探討生命活動規律的能力。題目情境復雜,選擇題和非選擇題多以文本加圖示形式綜合呈現,要求學生在獲取信息的基礎上,熟練運用科學的思維方法分析實驗結果,設計切實可行的實驗方案,深入考查學生的科學思維和科學探究素養。
學生通過新課階段的學習,已經知道了“生長素可以促進生長,也可以抑制生長”的概念,也能畫出不同濃度生長素作用特點的坐標曲線圖,但對概念的認知較為膚淺,利用概念論證、解釋生物學問題的能力不足。結合學情,筆者確定了本節課的教學目標:
①通過對熟悉的生命現象的分析及問題探討,構建生長素生理作用的概念模型,滲透生命觀念(結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀)。
②利用所學知識分析復雜情境中的問題,升華對相關概念的理解,進一步滲透生命觀念。
③通過分析坐標柱形圖,掌握生長素濃度與作用的圖表題的分析方法,培養利用數學模型解決問題的能力,發展模型與建模的科學思維。
④通過植物生長調節劑影響扦插枝條生根的最適濃度實驗方案的評價與改進,掌握科學探究的基本思路與方法。
教師提供植物向光生長的實驗視頻以及某種植物莖背地生長和根向地生長圖示。學生在學案上利用圖畫、坐標曲線圖和簡要文字解釋生長素對三種生長現象的影響。
教師追問:①哪種現象和植物的向光性一致?②為什么高濃度的生長素可以促進莖的生長,卻抑制了根的生長?你覺得根對生長素敏感與根細胞的什么結構有關?③這三種生長現象會給植物生存帶來什么好處?
設計意圖:教師聯系學生生活,創設情境和生活實例情境,引導學生回顧舊知,為構建新知做好鋪墊。教師有效利用問題情境,幫助學生深入理解生長素概念的內涵,滲透結構與功能觀,并通過引導學生分析環境因素的影響,滲透穩態與調節觀、進化與適應觀。
學生小組討論交流單側光對暗箱培養中水稻直立生長的根的影響,并說明理由。在學生討論交流的基礎上,教師呈現暗箱中單側光照射后水稻根的生長情況(圖2),肯定學生的主張。

圖2 單側光照射暗箱中培養水稻的生長現象
設計意圖:教師利用研究人員已開展的科研,創設情境,加深學生對概念模型的理解。學生需要利用已構建的概念模型,對新情境中的問題大膽推測,謹慎分析,培養在簡單情境中遷移運用的能力。本環節既是課堂反饋的評價,又是課堂教學的延伸。
學生從生長素的作用角度,分析半邊莖向外彎曲生長現象的原因。該半邊莖取自某植物長勢一致的黃化苗的幼莖段(無葉和側芽),自莖段頂端向下對稱縱切至約3/4處。將切開的莖段浸沒在蒸餾水中,一段時間后,觀察到半邊莖向外彎曲生長(圖3)。教師依次呈現3種不同的條件:①若兩側生長素濃度不同;②若兩側生長素濃度相同;③若生長素是促進生長的。

圖3 實驗結果示意圖
設計意圖:關于學生科學探究能力的考查,最常見的方式是利用生物學基本概念解釋實驗結果的原因、找出實驗結論的依據等。通過復習,學生已經抓住了分析現象的兩個著眼點——生長素的濃度和靶細胞的敏感程度。從學生容易想到的生長素濃度不同的情況過渡到生長素濃度相同的情況再過渡到生長素促進生長的角度,其實就是利用一種情境,教會學生如何利用已有的生物學知識對問題進行思考、論證,發展學生的科學思維。生長素的作用效果與生長素的濃度以及靶細胞的敏感程度有關。這也是在生長素作用機制的基礎上概念的再生成,是本節課知識體系的一次升華,這樣處理比教材顯性知識帶給學生的啟發更深刻。教師通過對生命現象的解釋、演繹推理等方式訓練學生的科學思維能力。
教師呈現不同濃度NAA對某植物插條生根的影響的實驗結果(圖4)。學生分析比較三種NAA的濃度大小,并結合坐標曲線圖闡述理由。

圖4 實驗結果柱形圖
設計意圖:學生將坐標柱形圖信息轉化為坐標曲線圖再轉化為生長素作用兩重性的內涵,就可以順利確定三個生長素濃度的大小情況。為了檢測學生的掌握是否到位,教師還可以要求學生在坐標曲線圖中將符合要求的情況表示出來,將學生隱性的思考過程外顯,充分發展學生的思維。
興趣小組的學生用兩種濃度的生長素類似物分別處理迎春花扦插枝條作為2個實驗組,用蒸餾水處理作為對照組進行實驗,結果發現三組扦插枝條生根無差異。教師針對該實驗,提出問題:下一步實驗中如何改進,才能確定生長素類似物促進扦插枝條生根的適宜濃度?說明理論依據。并設計一個簡單的實驗來確定兩個生長素濃度大小情況。
本環節所選實驗改編自2007年的一道高考題,要求學生對提供的實驗方案進行評價,指出方案不足的原因并進行改進。該科學探究活動充分考查了學生的科學思維。由于定勢思維,學生很容易想到在兩個濃度之間進一步設置濃度梯度進行實驗。教師板畫生長素濃度對生長素作用的坐標曲線圖,引導學生思考:符合題目要求的濃度一定是一個低濃度,一個高濃度嗎?學生打破定勢思維,明確符合題意的生長素濃度是三種情況并在坐標曲線圖中標注出來(圖5)。進一步設計實驗確定兩個生長素濃度情況是關于本情境的深層次挖掘,充分發展學生的科學思維。

圖5 生長素濃度與植物生長關系的曲線圖
評價是檢驗教學效果的重要方式,是教學的重要環節,但評價又可以引導課堂教學改革的方向,對課堂教學發揮著“指揮棒”的作用。筆者采用了評價為先的逆向教學設計,根據《課標》和高考的評價要求,明確本節課的教學目標;然后,確定目標達成度的評價方案和證據,根據評價方案,確定本節課的教學內容、教學活動以及學生的學習方式;最后,收集教學材料和資源。這樣的課堂教學設計是有的放矢的高效課堂的構建方式。只有“以評價為導向,以教師為主導,以學生為主體”,實現“教師-學生-評價”三維一體,共同發展,才能讓學生核心素養真正落地。當然,這種一致性不止體現在課堂實施過程中,而是要浸潤到教學活動的各個環節,包括課前準備設計,課后作業設計、階段性檢測設計等各環節。教師堅持心中有評價,心中有學生,心中有教法,就可以將日常教學與高考評價無縫對接,就可以將學校教育與社會需求精準匹配。