張維軍

【摘要】以“植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)”為題材，利用問(wèn)題組建有關(guān)內(nèi)容，摸索在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鍛練學(xué)生引出問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，在內(nèi)化的基礎(chǔ)上形成知識(shí)框架，使學(xué)生的科學(xué)探索精神和創(chuàng)新思維能力得到有效提升。

【關(guān)鍵詞】 題組模型構(gòu)建? ?探究意識(shí)? ?知識(shí)體系? ?創(chuàng)新思維

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.91

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1992-7711（2020）20-095-02

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出以發(fā)展學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，而生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要新的教學(xué)理念和新的教學(xué)策略的實(shí)施。高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)中為幫助學(xué)生達(dá)成對(duì)概念的理解，建議開(kāi)展一些探究實(shí)踐活動(dòng)，筆者在教學(xué)實(shí)踐中嘗試結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建題組模型，可以對(duì)陳舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行變革，激發(fā)學(xué)生鉆研精神，使學(xué)生全身心投入到研究中，學(xué)生對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)所要求掌握的知識(shí)有一定層次的理解，有效提升學(xué)生思維能力。

一、題組模型

借鑒當(dāng)前國(guó)內(nèi)外教育科學(xué)研究中比較經(jīng)典的toulmin模型、CER論證模型，嘗試運(yùn)用構(gòu)建題組模型進(jìn)行生物教學(xué)的探究。題組模型是以某一章節(jié)重要概念或某一知識(shí)點(diǎn)為核心，進(jìn)行縱橫比較，或進(jìn)行思維發(fā)散，將相關(guān)的內(nèi)容以物理模型、 概念模型或數(shù)學(xué)模型或模擬模型等形式組合在一起，然后再運(yùn)用恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)概念和原理進(jìn)行分析、推理、判斷，使學(xué)生能正確理解這一類(lèi)相關(guān)的問(wèn)題。例如以有絲分裂為中心，組建題組模型。題組一有關(guān)細(xì)胞周期的概念、條件、過(guò)程及表示方法的內(nèi)容，題組二有關(guān)以高等植物細(xì)胞為例介紹有絲分裂過(guò)程的內(nèi)容，題組三有關(guān)真核生物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程不同的內(nèi)容，題組四參與有絲分裂有關(guān)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，題組五有關(guān)有絲分裂過(guò)程中核內(nèi)DNA，染色體和染色單體含量、曲線圖和柱形圖變化規(guī)律的內(nèi)容，題組六有關(guān)利用生物材料觀察細(xì)胞有絲分裂的內(nèi)容，題組七有關(guān)有絲分裂的意義的內(nèi)容。通過(guò)對(duì)系列題組的分析和探究，構(gòu)建知識(shí)，從而使學(xué)生能全面、準(zhǔn)確、清晰理解有關(guān)有絲分裂知識(shí)。題組越豐富，越能促進(jìn)學(xué)生的思考，通過(guò)學(xué)生探究對(duì)某一生物學(xué)概念或某一知識(shí)點(diǎn)的理解越透徹。

二、 題組模型在課堂教學(xué)上的應(yīng)用

1.組建系列相關(guān)問(wèn)題，引誘學(xué)生認(rèn)真、細(xì)致思考問(wèn)題，使學(xué)生沉浸在思維的海洋中

思維活動(dòng)源于問(wèn)題的提出，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的重要途徑。教師在實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)時(shí)可以先提出相關(guān)思考性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考提出疑惑的問(wèn)題，然后，教師把這些問(wèn)題組合以激發(fā)學(xué)生的思考：（1）植物細(xì)胞失水需具備什么條件？（2）在發(fā)生植物細(xì)胞失水過(guò)程中細(xì)胞液的顏色變深還是變淺？（3） 具有分裂能力的植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的現(xiàn)象？ （4）植物細(xì)胞是活還是死的怎么斷定？（5）要想知道某植物是否適應(yīng)在某一個(gè)特定的環(huán)境中生存，應(yīng)該怎么做？

讓學(xué)生帶著問(wèn)題去思考，去探究，把思維點(diǎn)滴記錄在作業(yè)本子上，到正式上課時(shí)，在和學(xué)生一起交流和討論，由于課前充分準(zhǔn)備，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，很想知道其中的道理。

2.構(gòu)建實(shí)驗(yàn)過(guò)程題組模型，激發(fā)學(xué)生探究意識(shí)，引發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)深度思考

通過(guò)對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步分析，由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)角度不同和實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟町?，?duì)生物材料選擇不同，實(shí)驗(yàn)藥品的配置也不同，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)的方法還是步驟，都可以進(jìn)行變式思考。在這個(gè)過(guò)程中，教師要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)師生平等，和諧寬松的環(huán)境，要學(xué)生放下包袱，不要被條條框框束縛，鼓勵(lì)學(xué)生放開(kāi)手腳，鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索。

實(shí)驗(yàn)前首先是材料和藥品的準(zhǔn)備，教師可以讓學(xué)生認(rèn)真閱讀課本實(shí)驗(yàn)中所需的材料和藥品，引導(dǎo)學(xué)生思考不同的實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的聯(lián)系。在問(wèn)題實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生遵循已構(gòu)思好的思路有步驟進(jìn)行活動(dòng)，如要安排學(xué)生做植物細(xì)胞吸水和失水實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師讓學(xué)生把喜歡的生物材料帶來(lái)，學(xué)生熱情很高，送來(lái)的實(shí)驗(yàn)材料豐富多樣，如洋蔥、 胡蘿卜、菠菜、紫苞菜，空心菜，樹(shù)葉，水果等。實(shí)驗(yàn)員配置一些實(shí)驗(yàn)藥品供學(xué)生使用，在無(wú)拘無(wú)束的氣氛中，學(xué)生積極動(dòng)手開(kāi)展相關(guān)活動(dòng)。教師不僅要仔細(xì)觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟是否正確，而也要觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確，同時(shí)要把發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)在班上說(shuō)明以糾正錯(cuò)誤，，使學(xué)生能正確完成完整實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并能達(dá)到預(yù)期效果。

典例1：以低等植物水綿為材料，分別用30%的麥芽糖溶液、50%的麥芽糖溶液、30%的KNO3溶液及清水加以處理。m時(shí)開(kāi)始用四種溶液分別處理藻類(lèi)植物水綿細(xì)胞;n時(shí)重復(fù)一次用水處理之前被處理過(guò)的藻類(lèi)植物水綿細(xì)胞，測(cè)得的藻類(lèi)植物水綿細(xì)胞原生質(zhì)體體積的變化如圖1所示，圖中代表KNO3溶液處理結(jié)果的是（）

A.aB.b

C.cD.d

在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中結(jié)合具體情境引導(dǎo)學(xué)生分析不同實(shí)驗(yàn)藥品對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，促使學(xué)生深入思考，運(yùn)用所學(xué)的原理進(jìn)行猜測(cè)、推理、驗(yàn)證，不同意見(jiàn)的學(xué)生能積極討論，在分析、判斷、修正的過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

典例2：如果把成熟美人蕉葉表皮細(xì)胞a放在質(zhì)量濃度為0.31 g/mL的麥芽糖溶液中，過(guò)一會(huì)兒放入清水中則細(xì)胞形態(tài)的變化是? （? ? ）

A.a→b→c→b→a

B.a→b→a→c

C.a→b→c

D.a→c→b→a

① 假如把成熟美人蕉葉表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.5 5g/mL的麥芽糖溶液中，過(guò)一會(huì)兒放入清水中，細(xì)胞形態(tài)的變化順序依次是（? ? ?）

A.a→b→c→b→a? ? ? ? ? ?B.a→b→a→c

C.a→b→c? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? D.a→c→b→a

② 圖中成熟美人蕉葉表皮細(xì)胞細(xì)胞液的濃度由小到大順序依次是<<。

③ 若圖中a，b，c是三種不同成熟植物細(xì)胞用相同濃度溶液處理，則這些細(xì)胞液的濃度小到大順序依次為<<。

教師開(kāi)導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法、步驟角度去分析，激勵(lì)學(xué)生以憑借自己豐富的想象，大膽對(duì)實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)進(jìn)行處理。學(xué)生動(dòng)手操作，教師要及時(shí)巡視，既要注意觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟是否正確，也要細(xì)致入微每個(gè)細(xì)小的動(dòng)作，從取得明顯效果實(shí)驗(yàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)介紹，使其他的學(xué)生得以借鑒，從而使實(shí)驗(yàn)不斷完善。

典例3：學(xué)生利用活動(dòng)課做“植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)過(guò)生物興趣小組商討，制定一組實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程如（表一），其中分析和推理正確的是（）

A.x發(fā)生質(zhì)壁分離，由于細(xì)胞壁伸縮性比原生質(zhì)層大

B.y發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，可能細(xì)胞外液濃度大于細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞嚴(yán)重失水導(dǎo)致。

C.z為細(xì)胞體積稍微變大，細(xì)胞液顏色逐漸由淺變深，細(xì)胞吸水力增大。

D.④組細(xì)胞體積無(wú)變化是由于細(xì)胞液泡體積沒(méi)有變化。

探究實(shí)驗(yàn)完成后，教師可組織學(xué)生對(duì)產(chǎn)生結(jié)果進(jìn)行分析和歸納，從而得出一系列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其結(jié)論，更有利于學(xué)生的創(chuàng)新思維的發(fā)展。通過(guò)對(duì)以上題組具體問(wèn)題情境的研究，學(xué)生可初步構(gòu)建成熟植物細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水和失水的知識(shí)體系，初步形成實(shí)驗(yàn)探究思維和創(chuàng)新意識(shí)。

三、 題組模型在第二課堂上的應(yīng)用

組織科技興趣小組，開(kāi)展科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究等綜合能力，同時(shí)，滲透社會(huì)責(zé)任。教師引導(dǎo)學(xué)生在課外實(shí)踐活動(dòng)中要提前閱讀有關(guān)活動(dòng)材料，運(yùn)用發(fā)散思維，通過(guò)題組模型構(gòu)建的方法，進(jìn)行問(wèn)題的提出、篩選，精選有價(jià)值的、有創(chuàng)新的、可行的研究課題，同時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，擬定撰寫(xiě)科學(xué)小論文，如題目 “橄欖樹(shù)凍害現(xiàn)象的觀察報(bào)告”、“不同濃度性激素對(duì)蝗蟲(chóng)影響的實(shí)驗(yàn)研究”等。

教師在教學(xué)的過(guò)程中，要注重運(yùn)用題組模型構(gòu)建的思維方法，對(duì)研究課題中涉及各種重要概念或原理等知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)等資源，對(duì)不同過(guò)程和結(jié)果從多層次，多角度比較分析，組建系統(tǒng)知識(shí)，通過(guò)對(duì)比，推成出新，使學(xué)生能把基本原理運(yùn)用到課題研究，依托構(gòu)建知識(shí)體系從而使學(xué)生能加深對(duì)課題的研究。

運(yùn)用題組模型應(yīng)該注重引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與其探究過(guò)程，根據(jù)題干信息，培養(yǎng)學(xué)生逆向思維;利用對(duì)問(wèn)題的引出和商討，啟動(dòng)訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維，學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析由共性到個(gè)性，學(xué)生的思維更加廣闊和靈活，同時(shí)，學(xué)生在組建題模的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)學(xué)生對(duì)所探討問(wèn)題的內(nèi)化和清理，學(xué)生對(duì)問(wèn)題的鉆研更加透徹。通過(guò)訓(xùn)練，不僅使學(xué)生掌握豐富的生物學(xué)知識(shí)，而且，觀察問(wèn)題敏銳，問(wèn)題意識(shí)強(qiáng)烈，對(duì)問(wèn)題思考更加全面，學(xué)生的生物素養(yǎng)也會(huì)不斷提高。

【基金項(xiàng)目;福建省閩清縣教育科學(xué)研究”十三五”規(guī)劃2018年規(guī)劃課題”學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究”課題編號(hào);MQ201813Z】

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