孫懷寬

(重慶市江北區(qū)教師進修學(xué)院 400020)

重視重要概念的教學(xué)是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容，而概念是形成和支撐生命觀念的重要依據(jù)。概念的建構(gòu)需要比較與分類、分析與綜合、歸納與演繹、模型建構(gòu)、批判性思維等科學(xué)方法和理性思維，形成概念的過程也是科學(xué)探究的過程。因此，概念的建構(gòu)過程就是發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)的過程。本文以人教版初中生物學(xué)七年級上冊教材“單細胞生物”一節(jié)的教學(xué)為例，展現(xiàn)生物學(xué)概念形成的基本過程和策略，同時分析在建構(gòu)概念的過程中如何發(fā)展學(xué)生的生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

1 確定本節(jié)建構(gòu)的重要概念——單細胞生物的結(jié)構(gòu)與功能觀

“單細胞生物”這節(jié)課以草履蟲為例，介紹了單細胞生物是如何完成生命活動的以及單細胞生物與人類的生活有什么樣的關(guān)系。因為本節(jié)具有完整且相對獨立的內(nèi)容，同時單細胞生物與學(xué)生的興趣、社會生活及環(huán)境聯(lián)系密切。因此，很多生物教師愿意以這節(jié)課為例作為教學(xué)公開課或研究課進行展示。但不少教師把草履蟲的結(jié)構(gòu)和功能的識記作為教學(xué)的重點：反復(fù)講解和分析草履蟲有哪些結(jié)構(gòu)，具有哪些重要的功能，并要求學(xué)生背誦和記憶，教學(xué)檢測也是如此。這種以草履蟲結(jié)構(gòu)和功能的識記作為教學(xué)目標的方式不僅加重了學(xué)生的學(xué)業(yè)負擔(dān)，也偏離了生物學(xué)教學(xué)的重要目的。

在本章的前三節(jié)中，第一節(jié)介紹了細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞，細胞分裂是形成其他結(jié)構(gòu)層次的基礎(chǔ)；第二節(jié)和第三節(jié)分別介紹了動物體的結(jié)構(gòu)層次和植物體的結(jié)構(gòu)層次；第四節(jié)再介紹單細胞生物，無論是從章標題“細胞是怎樣構(gòu)成生物體”的意圖還是節(jié)的排列順序考慮，教材顯然是從構(gòu)成生物體結(jié)構(gòu)層次多樣性的角度來安排本節(jié)教材的：即先講學(xué)生容易理解的動物體和植物體的結(jié)構(gòu)層次，再講特殊的生命體——單細胞生物。這種安排有利于從易到難、從一般到特殊，讓學(xué)生認識細胞構(gòu)成生物體的多樣性，從而使學(xué)生的生命認知更加全面和完整。

而草履蟲是作為單細胞生物的代表出現(xiàn)的，教材以圖文結(jié)合的形式介紹了草履蟲的結(jié)構(gòu)和功能，其目的是讓學(xué)生真實地感受到單細胞生物有進行生命活動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，這些結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)能夠行使相應(yīng)的生理功能，從而能夠形成一個完整的生命體，完成基本的生命活動?；谝陨戏治觯梢源_定教學(xué)中要落實如下的重要概念：草履蟲作為一個單細胞生物，它與其他的單細胞生物一樣，既有細胞的結(jié)構(gòu)特點，也有生物體的生命特征，它能完成相應(yīng)的生命活動；在認識草履蟲的結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)上，初步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

2 理性思維是建構(gòu)單細胞生物結(jié)構(gòu)與功能觀的重要基礎(chǔ)

既然草履蟲是單細胞生物的典型代表，草履蟲的具體結(jié)構(gòu)和這些結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)的功能則退居教學(xué)的次要位置，它們只是用來幫助學(xué)生建構(gòu)單細胞生物體概念具體內(nèi)涵的素材和情景。因此，教學(xué)中切不可過分強調(diào)草履蟲的具體結(jié)構(gòu)和功能，而要把重點放在理解草履蟲具有成為細胞和成為生物體的必備結(jié)構(gòu)和基本功能，理解這些結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點?；诖耍刹扇”容^和分析的方法來建構(gòu)以下三個重要的概念：①草履蟲是一個單細胞，它具有細胞的基本結(jié)構(gòu)；②草履蟲是一個生物體，它具有生物體的一些重要的生命特征；③草履蟲的結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的。

針對概念①的教學(xué)，可以采取比較的方法進行教學(xué)：展示一個動物細胞的結(jié)構(gòu)模式圖與草履蟲的結(jié)構(gòu)示意圖進行比較，讓學(xué)生識別草履蟲有哪些細胞的基本結(jié)構(gòu)？學(xué)生很快就會找出答案：草履蟲有表膜，相當(dāng)于細胞膜；有細胞質(zhì)，細胞質(zhì)中有一些類似于細胞器的結(jié)構(gòu)；有細胞核(分大核和小核)。通過比較，學(xué)生就會清晰地明確學(xué)習(xí)的重點。針對概念②的教學(xué)，可以采取比較和演繹的方法進行：回憶所學(xué)的生物所共有的特征，認真觀察草履蟲的結(jié)構(gòu)示意圖并閱讀教材中的內(nèi)容，歸納和演繹出草履蟲所具有的生命特征(表1)。表中的“生物的特征”部分由教師引導(dǎo)學(xué)生回答，“草履蟲的特征”部分內(nèi)容由學(xué)生討論回答。

表1 生物的特征與草履蟲的生命特征

學(xué)生經(jīng)過比較、分析、歸納和演繹，就會自然地得出結(jié)論：草履蟲與其他生物一樣，具有生物的基本特征。由概念①和概念②綜合起來，就會形成本節(jié)的重要概念：草履蟲是一個細胞的生物體，具有生物體進行生命活動的基本結(jié)構(gòu)，能完成基本的生命活動。

在建構(gòu)上述兩個重要的概念過程中，需進一步滲透結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念：①草履蟲的結(jié)構(gòu)與其功能是相適應(yīng)的，它的結(jié)構(gòu)都有相應(yīng)的功能體現(xiàn)：如纖毛的擺動可以運動、口溝的形狀有利于食物的收集和進入、食物泡在流動并且不斷縮小表明食物在消化吸收、收集管小時和伸縮泡大時正好相反體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的整體統(tǒng)一性等等，都說明了有什么樣的結(jié)構(gòu)就具有什么樣的功能；②功能的實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的要求：如由于草履蟲生活在水中，又是一個細胞結(jié)構(gòu)，它要運動，不可能形成其他動物那樣的運動器官。因此，它有纖毛這種低級的運動結(jié)構(gòu)；由于草履蟲只是一個細胞，它有食物泡這種簡單的結(jié)構(gòu)來消化食物等等。結(jié)構(gòu)與功能觀是生物學(xué)中核心的生命觀念，需要在細胞、個體和分子水平層面不斷深化，并用這種觀念分析和解釋新的生命現(xiàn)象。

3 開展探究活動，理解生命基本特征并提升探究技能

草履蟲畢竟只是一個微小生物，與學(xué)生的生活有很大距離，學(xué)生看不見也摸不著，如果僅從觀察圖示和閱讀文字來進行比較分析，顯然不利于學(xué)生的持久興趣，也不利于引導(dǎo)學(xué)生深入理性地分析其中的“結(jié)構(gòu)與功能觀”。而初中學(xué)生特別喜歡實驗，對草履蟲的活體和生命活動非常感興趣，可設(shè)計相應(yīng)的探究活動幫助學(xué)生理解單細胞的生命特征，同時訓(xùn)練和提升學(xué)生的實驗和探究技能。

觀察草履蟲的傳統(tǒng)方法是在觀察的培養(yǎng)液中加入棉花纖維，用以阻擋草履蟲的前進方向并減緩它的運動，但實際上學(xué)生觀察的草履蟲是放大到40至100倍的情況下，這么高的放大倍數(shù)下，任何微小的運動都會成為高速運動；同時由于放入的棉纖維在顯微鏡下成了立體影像，可能成為阻擋觀察視線的障礙物，草履蟲也有可能隱藏在棉纖維下面。

因此，實際的觀察效果有限，這也是教材放棄觀察草履蟲實驗的重要原因。

要想觀察清晰，就要改變草履蟲運動過快的基本事實，能否從減緩草履蟲的運動來開展實驗探究呢？借鑒酒精可以麻醉動物的原理，可以采取配制適宜濃度的酒精來麻醉草履蟲，以減緩其運動的事實來觀察草履蟲，是一個可行也容易操作的方法。具體做法是：用5%的酒精處理草履蟲(即根據(jù)草履蟲培養(yǎng)液的體積加入一定體積的酒精，使溶液的酒精濃度達到5%)5 min,然后吸取含有草履蟲的處理液制成臨時裝片進行觀察。在這一酒精濃度下的草履蟲運動非常緩慢，可以清晰地觀察到草履蟲的形狀、纖毛、表膜和口溝等基本結(jié)構(gòu)。此時的草履蟲還具有一定的代謝功能，可以在口溝附近滴一滴黑墨水，隨著時間的推移，可以清晰地觀察到食物泡的形成過程和在細胞質(zhì)中的流動方向，并能清晰地觀察到胞肛排出墨水的具體過程(圖略)。

實驗探究過程中可引導(dǎo)學(xué)生思考并回答如下問題：①如何確定適宜的酒精濃度？酒精濃度過高會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？②在顯微鏡下仔細觀察草履蟲，你看到了哪些結(jié)構(gòu)？③如何觀察食物泡的形成和流動方向？教師可以在課前成立課外實驗小組，由小組進行預(yù)實驗，探究什么樣的酒精濃度有利于清晰地觀察草履蟲的結(jié)構(gòu)和生命活動，教師也可以拍成圖片或視頻在教學(xué)時播放，這都有利于學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，節(jié)約實驗時間，提高實驗效率。另外，也可以設(shè)計實驗來探究草履蟲對外界刺激做出的反應(yīng)：如在前面實驗的基礎(chǔ)上，用一定濃度的肉湯或食鹽溶液刺激草履蟲，觀察它趨利避害的生命特征。

4 正確認識單細胞生物，增強社會責(zé)任意識

學(xué)習(xí)單細胞生物并不是僅僅知道它的基本結(jié)構(gòu)和生命活動特點，更重要的是認識到單細胞生物與人類生活的關(guān)系，認識到任何一類生物都有其存在的合理性，都是生物多樣性的重要組成部分。但由于人類活動的影響，使得一些單細胞生物大量繁殖，給環(huán)境造成危害。這就需要我們每個人增強相應(yīng)的社會責(zé)任。教材在這方面限于篇幅提供的資料有限，教師可提前查找資料，最好是隨近水域中水華和赤潮形成的資料，讓學(xué)生閱讀和分析其中的人類因素，談一談自身的所見所聞和親身感受，滲透責(zé)任意識。