主題式教學(xué)促進(jìn)初中生物重要概念建構(gòu)

孫小木

摘要 通過對(duì)“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”案例的分析，探討采用主題式教學(xué)活動(dòng)建構(gòu)初中生物重要概念的途徑。

關(guān)鍵詞 主題式教學(xué) 重要概念 大情境

中圖分類號(hào)G633. 91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

主題式教學(xué)活動(dòng)是指圍繞生物學(xué)重要概念的內(nèi)涵和外延確定教學(xué)活動(dòng)主題，圍繞主題設(shè)計(jì)大情境下的驅(qū)動(dòng)問題，以一系列主題式活動(dòng)為引導(dǎo)，讓學(xué)生跟隨情境的發(fā)展，自主建構(gòu)重要概念并解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。在《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的一級(jí)主題包括“生物與環(huán)境”“生物圈中的綠色植物”，《課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出了10個(gè)課程一級(jí)主題及50個(gè)重要概念。其中，“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”是一級(jí)主題“生物圈中的綠色植物”中的二級(jí)主題及重要概念之一。下面以蘇科版初中生物學(xué)八年級(jí)上冊(cè)的“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”為例，闡述如何利用主題式教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)初中生物重要概念的建構(gòu)。

1 案例呈現(xiàn)

1.1 情境導(dǎo)入

教師展示拔河的圖片，創(chuàng)設(shè)情境：“拔河比賽大家肯定都參與過，在拔河比賽中獲勝的一方是因?yàn)楫a(chǎn)生的拉力比較大。同學(xué)們是否見過植物之間的拔河比賽呢？今天，我們就一起來見證神奇的植物拔河比賽。”

1.2 學(xué)習(xí)過程

教師介紹植物拔河比賽的裝置（圖1）：鐵架臺(tái)、大試管、直導(dǎo)管、乳膠管、止水夾、帶孔橡皮塞、凡士林、碘酒、同種植物枝段若干等。

課前，師生將植物拔河比賽裝置放在陽光下3-4h。課上，教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考：①同時(shí)打開止水夾，會(huì)出現(xiàn)什么樣的拔河比賽結(jié)果呢？②這樣的比賽結(jié)果說明哪一側(cè)植物對(duì)碘酒產(chǎn)生的拉力比較大？③推測(cè)產(chǎn)生拉力比較大的這一側(cè)植物有什么特點(diǎn)？④在陽光下，葉片多的植物為什么會(huì)對(duì)碘酒產(chǎn)生更大的拉力呢？

然后，教師介紹：由于近期氣溫比較低，為了防止植物凍傷，于是給拔河比賽裝置兩端的植物套上了塑料袋。并提出問題：①一段時(shí)間后，在塑料袋的內(nèi)壁上出現(xiàn)什么現(xiàn)象？②塑料袋內(nèi)壁上出現(xiàn)的水珠可能來源于哪些？③如何排除空氣中水分的干擾？④為什么葉片多的植物套袋后，大試管內(nèi)壁上產(chǎn)生的水珠較多？⑤如何進(jìn)一步驗(yàn)證葉片是植物散失水分的器官？⑥不套袋為什么觀察不到水分從植物體內(nèi)散失到體外？⑦蒸騰作用在植物的其他器官是否也可以發(fā)生？

教師展示蒸騰作用的主要器官——葉片，引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)葉片上可能具有的結(jié)構(gòu)，并啟發(fā)學(xué)生思考：①氣孔的數(shù)量在植物葉片的上、下表皮上有何不同？為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的不同？②不同植物葉表皮上是否都有氣孔存在？③觀察同種植物的氣孔的狀態(tài)有何不同？④同種植物在什么狀態(tài)下，會(huì)出現(xiàn)氣孔開閉？⑤植物吸水和失水意味著植物細(xì)胞（保衛(wèi)細(xì)胞）的吸水和失水，為什么保衛(wèi)細(xì)胞的吸水和失水會(huì)造成氣孔的開閉？⑥保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞壁有什么特點(diǎn)？

接著，教師提示學(xué)生：氣孔開閉屬于微觀現(xiàn)象。用普通光學(xué)顯微鏡觀察氣孔開閉難度很大，教師可以借助模擬實(shí)驗(yàn)（圖2）進(jìn)行類比觀察，并提出問題：①選用什么材料制作氣孔模型，并能模擬氣孔開閉？②紫鴨跖草模型分別模擬的是組成氣孔的什么結(jié)構(gòu)？③將氣孔模擬裝置置于清水和濃鹽水中，會(huì)出現(xiàn)什么變化？

1.3 學(xué)習(xí)拓展

教師描述植物拔河比賽的原理：由于植物具有蒸騰作用，大試管中的水分減少，密閉的大試管中氣壓降低，對(duì)直導(dǎo)管中的碘酒產(chǎn)生拉力。蒸騰作用的主要器官是葉片，在其他條件相同時(shí)，葉片數(shù)量越多，蒸騰作用越強(qiáng)烈，試管中的氣壓越低，對(duì)碘酒產(chǎn)生的拉力就越大。并引導(dǎo)學(xué)生思考：①蒸騰作用產(chǎn)生的拉力對(duì)植物自身有何意義？②植物通過葉片蒸騰大量水分，對(duì)于植物自身和整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有何意義？

2 案例分析

本案例是主題式教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)重要概念建構(gòu)的一節(jié)課。案例選擇了生活中熟悉的拔河情境，利用特殊的拔河來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本節(jié)課以植物的拔河比賽結(jié)果產(chǎn)生的原因?yàn)槊骶€，將主題內(nèi)容問題化，由學(xué)生對(duì)拔河結(jié)果的觀察分析，引發(fā)其主動(dòng)思考，初步感受植物葉片數(shù)量對(duì)拔河結(jié)果的影響。本節(jié)課以蒸騰作用這一重要概念為暗線，設(shè)置有效的問題串，將問題情境化，在主題情境和動(dòng)態(tài)生成中，促進(jìn)學(xué)生對(duì)蒸騰作用這一重要概念的自我建構(gòu)和深入理解。

本案例，涉及到的學(xué)科重要概念有：一級(jí)主題“生物與環(huán)境”中的“生物與環(huán)境相互依賴、相互影響”;一級(jí)主題“生物圈中的綠色植物”中的“綠色植物對(duì)生物圈有重大作用”“描述綠色植物在生物圈水循環(huán)中的作用”。涉及到的概念外延有：闡述植物拔河比賽結(jié)果產(chǎn)生的原因，建構(gòu)蒸騰作用的概念，并體會(huì)蒸騰作用的意義所在。例如，教師通過“對(duì)植物拔河裝置的套袋——現(xiàn)象觀察——現(xiàn)象分析——設(shè)置對(duì)照——得出結(jié)論——建構(gòu)概念”，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和自我建構(gòu)知識(shí)的能力;引導(dǎo)學(xué)生觀察多種植物葉表皮，幫助學(xué)生建立生物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)適應(yīng)環(huán)境的觀念和氣孔在植物葉片上是普遍存在的觀念。教師利用模型建構(gòu)，使學(xué)生了解模型建構(gòu)中材料的選擇與需要模擬的對(duì)象越接近越好;引導(dǎo)學(xué)生觀察模擬的氣孔放入清水和濃鹽水中氣孔出現(xiàn)的開閉現(xiàn)象，發(fā)展學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀。教師通過問題，幫助學(xué)生形成“生物能夠影響環(huán)境”的觀念，并使學(xué)生基于對(duì)學(xué)科知識(shí)的認(rèn)識(shí)，深入理解蒸騰作用的重要意義，從而更全面、深刻地認(rèn)識(shí)植物在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用，樹立保護(hù)植物的生命觀念。

3 案例反思

掌握生物學(xué)知識(shí)并不是生物教學(xué)的最終目的，在“現(xiàn)象觀察——現(xiàn)象分析——?dú)w納總結(jié)——理解內(nèi)化”的問題解決過程中活用所學(xué)知識(shí)并發(fā)展科學(xué)思維才是生物教學(xué)的最終目的。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成需要學(xué)生在解決真實(shí)情境問題中逐漸形成。在主題式教學(xué)活動(dòng)過程中，教師圍繞重要概念，選編并整合相關(guān)材料，聯(lián)系生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)情境;學(xué)生通過情境體驗(yàn)、分析教師或同學(xué)所提問題、提煉總結(jié)等學(xué)習(xí)過程，主動(dòng)建構(gòu)和生成初中生物學(xué)重要概念，并拓展延伸出外延知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生命現(xiàn)象、生物學(xué)原理的理解，為解決現(xiàn)實(shí)生活問題打下良好基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，如何選擇合適的主題，設(shè)計(jì)合理的主題式教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)重要概念的理解和建構(gòu)，同時(shí)發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

在主題式教學(xué)活動(dòng)中，情境圍繞主題，情境為學(xué)習(xí)服務(wù)，問題為概念建構(gòu)，設(shè)計(jì)為素養(yǎng)形成。情境的設(shè)計(jì)和推進(jìn)以概念建構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。課堂既要大情境貫穿，又要主題明確，才能最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)用生物學(xué)概念和良好的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)解決生活中的生物學(xué)問題。