1在概念构建中形成生命观念 高中生物教学中的生命观念包括了生命的系统观、物质观、结构与功能观等。生命观念的形成不仅依靠学生对其概念的记忆和理解,更重要的是在教学中要以各级概念的构建为主线,让学生在概念构建中理解生命观念。1.1教学片段1:分泌蛋白的合成和运输 学生阅读“生物科学史话——世界第一个人工合成蛋白质的诞生”。教师指出科学家历时6年才完成第一次人工合成胰岛素,而如今,却可利用转基因技术在细菌内实现胰岛素的大量快速生产,为什么人力难以完成的工作对细胞来说却很容易呢?教师在激发学生兴趣的同时,尝试对其渗透生物的“整体大于部分之和的系统观”。学生活动1:细胞内合成和运输胰岛素需要用到哪些细胞器?细胞器怎么配合的呢?请从课本P48图3—6中挑选出相关的细胞器,尝试按他们参与分泌蛋白合成的分泌的先后顺序进行排序。学生在挑选细胞器的过程中会主动思考各种细胞器的结构和功能,并分析要完成这一功能需要哪些结构的相互配合。在这个过程中学生初步形成生物学科的“结构和功能观”。 教师:课件展示胰岛B细胞和上皮细胞的亚显微结构图,请学生通过比较并分析细胞各结构功能,推测细胞的类型——哪个是胰岛B细胞?学生在该学习活动中进一步理解生物的“结构与功能观”。学生活动2:阅读课本52页的内容,并在较师的引导下完成“同位素标记法研究分泌蛋白的合成和运输”的思考讨论,检验自己在学习活动1中的推理是否正确,并完善“分泌蛋白的合成和运输流程图”。学生构建“分泌蛋白的合成和运输需要多种细胞器协同合作”的同时,深化了对生物的“系统观、结构和功能观”的理解。
在这个课堂教学片段中,学生在构建“分泌蛋白的合成和运输需要多种细胞器协同合作”概念的同时初步形成相应的生命观念,伴随后续学习思考的不断深入,会逐渐形成丰满全面的生命观念,深化了对系统观、结构和功能观的理解。当然,在我们的课堂教学中,所创设的情景一般都是相对比较单一的事例,由此而形成的生命观念往往只是其中的一个局部,不够丰满,需要随着后续的学习思考的不断深入,进一步去加深理解,逐渐形成全面的生命观念,并达成运用生命观念去解决实际问题和推动进一步学习的最高目标。
2在构建概念中训练学生的科学思维 “科学思维”是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。科学思维训练是形成概念的渠道,不能脱离概念而独立存在。学生形成概念或者运用概念解决问题时,都会用到科学思维这一工具。
2.1教学片段2:种群数量的“S型”曲线 教师:在空间和资源都有限的条件下,随着种群数量的增加,剩余资源和空间逐渐减少,种群中是否每个个体都有机会繁衍后代,每个新个体是否都能生存下来?种群数量是否还能以固定倍数增长呢?增长倍数应该如何变化?种群的数量是否会无限增长?相应曲线的趋势是?
学生活动1:基于上述问题学生做出假设——在资源空间有限的情况下,随着种群密度的增加,和理想条件下相较,种群出生率降低,死亡率升高,种群增长会逐渐下降,当资源和空间达到饱和时,种群就会停止增长,有时会稳定在一定的水平。根据假设尝试画出资源和空间有限的情况下种群数量的增长曲线图。 学生活动2:高斯就曾经做过在有限的空间和资源条件下单独培养大草履虫的实验,如果条件允许,师生可亲自做实验(兴趣小组提前完成),同时借助高斯的实验数据绘制坐标曲线来检验假设正确与否。
在本教学片段中,师生通过假说演绎法来解决若干问题,学生也在初步构建出种群“S”增长模型的同时,提升了分析、推理和演绎等科学思维能力。
3在科学探究中建构概念、学会科学方法和探究技能 科学探究是学生获取新知、提升能力的一种方法,学生需要发现问题,学习并运用科学方法和探究技能来解决问题。科学探究也是建构概念的重要途径,科学探究的结果结论就是各级生物概念。
3.1教学片段3:用创新实验装置定量分析不同PH对酶活性的影响
在理解教材中定性探究PH对H2O2酶活性的影响实验后,学生会产生进一步做定量实验的欲望。但是在学校现有的实验条件下,如何定量去观测H2O2酶的活性成了一个待解决的难题,学生创新性地采用了如图1的实验装置:
1.在广口瓶里各加入1ml的新鲜猪肝研磨液,再分别加入等量的PH=3、5、7、9、11的缓冲液5ml,摇匀。
2.打开气阀,用注射器分别往广口瓶中注入10mlH2O2溶液,充分混合后同时关闭气阀,30秒后观察记录压力计的液面变化读数。
3.统计数据,分析结果绘制曲线,得出结论。
学生在该探究活动过程中通过实际操作创新的实验装置,最终获得了不同PH对酶活性影响的定量数据,获得“不同PH条件下酶的活性的差异”的概念。实验后,学生对酶活性的相关知识得到巩固,其科学思维、创新能力和实践能力都得到提高。
4在教学活动中将社会责任内化于心,外化于行 首先基于神经调节的学习,学生能从学科知识角度分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,珍爱生命,远离毒品,向社会宣传毒品的危害;又如以结构与功能观等生命观念为指导,从分子和细胞水平解释老年人出现衰老的特征的原因,形成关爱老人的情感和社会责任。通过对2型糖尿病发病特点和影响因数的分析,说明血糖平衡受到多种因素的影响,能够针对2型糖尿病的影响因素制定适合自己的健康生活计划。其次,新教材还选编了很多中国科学家的访谈和我国的傲人科学成就,教师可在平时课堂教学中可进行民族精神和时代精神的渗透,将社会主义核心价值观学科化,课堂化;进化观可以让学生正确看待人类在大自然中的位置,认同人类是大自然的一员,不能凌驾在其他物种之上,也从进化的角度去理解生命的多样性和统一性,建立辩证唯物主义的世界观……学生社会责任内化于心,能够理性思考,明辨是非,外化于行,做出正确决策,于自身能养成良好健康的生活方式,于他人能做到帮助和关爱,于社会能做到宣传正确理念。掌握生物学科的知识,理解生命尊重生命,做到尊重、关爱他人,关注身体健康。 总之,生物学课堂是发展学生的生物学学科核心素养的主战场,教师不仅要具有发展学生学科核心素养的理念,并在教学课堂教学中通过具体的教学行为思考如何将学科核心素养落到实处,这还有很长的路要走,我们将不断地探索下去。
主要参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018;4.
[2]吴成军.生物学学科核心素养的教学与评价 [M].上海:华东师范大学出版社,2020;
[3]余文森.从三维目标走向核心素养[J].华东师范大学学报(教育科学版),2016.
[4]王波.核心素养下生物学科思想方法及其教学策略[J].中学生物教学,2020.1.4-6