摘" 要:大概念是課程改革中提出的重要概念之一。單元教學是以單元為單位開展的教學活動。以大概念為核心進行單元教學,有助于學生概念體系的構(gòu)建及核心素養(yǎng)的發(fā)展。文章基于對大概念的理解,結(jié)合“生物體的結(jié)構(gòu)層次”單元的教學,探討厘清相關(guān)概念關(guān)系、創(chuàng)新知識展現(xiàn)形式、強化實驗探究技能、剖析經(jīng)典教學案例、實施調(diào)查與交流活動的單元教學策略。
關(guān)鍵詞:初中生物學;大概念;單元教學
《義務(wù)教育生物學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《標準》)指出,大概念反映學科本質(zhì),具有高度概括性和抽象性,可以解釋較大范圍的生物學現(xiàn)象。以大概念為核心實施初中生物學單元教學,需要教師吃透大概念的內(nèi)涵,聚焦大概念的內(nèi)容構(gòu)成,立足單元視角設(shè)計授課內(nèi)容,采取高效的教學策略,提高教學效率,強化學生對生物學知識的理解深度,實現(xiàn)單元教學及生物學核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標。下面以蘇教版《義務(wù)教育教科書·生物學》七年級上冊第2單元“生物體的結(jié)構(gòu)層次”的教學為例探討以大概念為核心的單元教學策略。
一、厘清相關(guān)概念關(guān)系
生物學教材中的概念是學生學習的基礎(chǔ),通過一定的邏輯關(guān)系統(tǒng)整于一個大概念之下。在教學實踐中,教師可以在指導(dǎo)學生記憶、理解單元中各個概念的基礎(chǔ)上,以《標準》中給出的大概念框架為指引,圍繞具體的對象厘清相關(guān)概念之間的關(guān)系。教師應(yīng)該以單元為基本單位統(tǒng)整概念,引導(dǎo)學生靈活運用對比、聯(lián)想、提問等方式記憶概念,結(jié)合學生的經(jīng)歷、熟悉的情境對概念作出解釋,以加深對概念的理解。教師還要認真研讀《標準》,明確大概念、重要概念、次位概念的邏輯構(gòu)成?!稑藴省分械拇蟾拍?“生物體具有一定的結(jié)構(gòu)層次,能夠完成各項生命活動”(以下統(tǒng)稱“概念1”),包含“細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”“生物體的各部分在結(jié)構(gòu)上相互聯(lián)系,在功能上相互配合,共同完成各項生命活動”兩個重要概念。前者包含5個次位概念,后者包含3個次位概念。教師可以以此為基礎(chǔ),圍繞動物細胞、植物細胞及相關(guān)功能和作用等羅列或解釋單元中的重要概念,清晰呈現(xiàn)相關(guān)概念的范圍及歸屬關(guān)系,提高學生對單元概念的整體性認知。
以“細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”這一重要概念為例,其次位概念涉及單細胞生物、多細胞生物、動物細胞、植物細胞等內(nèi)容。教學中,教師可以以“植物細胞”為對象,要求學生自主閱讀單元中的對應(yīng)內(nèi)容,并結(jié)合展示的顯微鏡下的植物細胞圖像,明確植物體主要由細胞構(gòu)成的特點。進一步展示放大后的植物細胞圖像并提出問題:植物細胞有哪些結(jié)構(gòu)?各結(jié)構(gòu)有什么功能?學生帶著問題學習、討論,可以知道植物細胞由細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核、線粒體和細胞壁等結(jié)構(gòu)構(gòu)成,并認識到這些結(jié)構(gòu)在維持細胞功能上扮演著不同的重要角色。隨后,教師要求學生歸納不同結(jié)構(gòu)的功能,聯(lián)想各部分的形態(tài)及在細胞中的分布位置,加深學生的學習印象。如此,基于對大概念、重要概念、次位概念關(guān)系的理解,以次位概念涉及的內(nèi)容為突破口,鼓勵學生自主學習單元內(nèi)容,牢記概念的同時,明晰概念之間的歸屬關(guān)系,構(gòu)建起單元中各概念的網(wǎng)絡(luò),提高單元教學效率。
二、創(chuàng)新知識展示形式
傳統(tǒng)的初中生物學教學以“節(jié)”為單位,以講授式教學為主,形式單一,趣味性不強。以大概念為核心的初中生物學單元教學,可以充分運用思維導(dǎo)圖、表格、微課等教學工具和技術(shù)創(chuàng)新單元知識展現(xiàn)的形式,吸引學生的注意力,增加教學的趣味性。思維導(dǎo)圖能直觀展現(xiàn)大概念統(tǒng)領(lǐng)下的各種概念,借助線條、標注等可以體現(xiàn)出概念之間的邏輯關(guān)系,幫助學生構(gòu)建單元的結(jié)構(gòu)化概念網(wǎng)絡(luò)。為此,教師應(yīng)該突出單元教學重點,嘗試將文字描述轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的思維導(dǎo)圖,引導(dǎo)學生依據(jù)思維導(dǎo)圖展開對相關(guān)概念的學習、整理。借助表格提煉單元中的概念,便于學生進行縱橫向內(nèi)容的對比,有利于提高學生的記憶效率。因此,教師可以在單元教學中設(shè)計表格,要求學生在學習的過程中完善表格內(nèi)容,實現(xiàn)對單元中概念的理解與掌握。而微課具有時間短、主題突出的優(yōu)點,教師可以運用微課進行單元授課,在微課中利用視頻動態(tài)演示生命現(xiàn)象,增加學生對概念的理解深度,高效完成單元教學目標。
例如,“生物體的各部分在結(jié)構(gòu)上相互聯(lián)系,在功能上相互配合,共同完成各項生命活動”這一主要概念中包含“細胞能通過分裂和分化形成不同的組織”這一次位概念?!胺至选钡母拍钍潜締卧慕虒W難點之一,原因在于“分裂”是個動態(tài)過程,即便人教版教材中給出了相關(guān)的文字描述,實驗觀察的標本也是不同細胞所處的分裂狀態(tài),但是學生想象與理解的難度仍然較大。為此,教師可以借助微課動態(tài)展示細胞分裂的過程。視頻中放大展現(xiàn)一個細胞分裂的過程,清晰呈現(xiàn)細胞在不同分裂階段的形態(tài)(如圖1)。從微課展示的細胞分裂過程可以清晰看到:細胞中的染色體在分裂前已經(jīng)加倍,分裂開始后整齊排列于細胞的中央,然后均等分裂到兩個細胞中。分裂后的細胞只是數(shù)量變多,形態(tài)并未發(fā)生變化。教師運用微課展示單元中的相關(guān)概念,不僅給學生帶來了直觀的視覺沖擊,還深化了學生對細胞分裂過程的理解,促進了單元教學質(zhì)量的提高。
三、強化實驗探究技能
實驗探究是本單元教學的重點和難點,也是幫助學生深入理解大概念的有效方法。在教學實踐中,教師可以通過講解本單元中各實驗的理論知識、預(yù)留實驗操作機會和組織開展實驗探究活動等,強化學生的實驗探究技能和對大概念的理解深度。其中,講解實驗理論知識可以與學生互動、指導(dǎo)學生反思、做好學生學習過程中的答疑,使學生理解和掌握實驗操作步驟,把握實驗細節(jié)。另外,教材中的實驗是提升學生實驗探究技能的關(guān)鍵。為此,教師應(yīng)該緊跟單元實驗理論知識講解,給學生預(yù)留動手操作的機會,鼓勵學生結(jié)合自身的實驗經(jīng)驗儲備和對實驗知識的理解,逐一完成單元中的實驗,分析、解決實驗中出現(xiàn)的問題。當然,教師還應(yīng)該根據(jù)單元教學實際拓展與延伸實驗內(nèi)容,組織開展實驗探究活動,通過聯(lián)系生活實際設(shè)計新的實驗探究任務(wù),引導(dǎo)學生以小組合作的形式完成實驗,在合作中解析實驗原理,設(shè)計實驗步驟,把握實驗細節(jié),進而對大概念的認識和理解提升到一個新高度,高效完成單元教學目標。
“細胞不同結(jié)構(gòu)的功能各不相同,共同完成細胞的各項生命活動”是“細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”下的次位概念。在單元教學中,為了使學生更好地理解與掌握這一概念,教師可以結(jié)合顯微鏡的使用方法和“洋蔥鱗片葉表皮細胞的結(jié)構(gòu)”實驗內(nèi)容,為學生布置以下實驗探究任務(wù):三人為一個實驗小組,選取洋蔥鱗片葉外表皮細胞,探究植物液泡的功能。該實驗由人教版教材中的實驗演化而來,學生既需要靈活遷移所學知識,又需要具備一定的實驗探究能力。在實驗探究活動開展之前,教師指導(dǎo)學生查閱相關(guān)資料,理解實驗原理,并聯(lián)系所學設(shè)計實驗步驟,展開實驗操作。學生通過查閱資料能夠了解到一定濃度的蔗糖溶液會使液泡失水,細胞質(zhì)會與細胞壁發(fā)生分離?;谠撛?,學生認識到在實驗探究過程中需要把握以下關(guān)鍵環(huán)節(jié):配置一定濃度的蔗糖溶液、正確制作要觀察的標本、熟練使用顯微鏡,尤其要明確如何進行對照。通過實驗探究,學生觀察到滴加蔗糖溶液后的標本中,液泡出現(xiàn)了失水現(xiàn)象,細胞的細胞質(zhì)與細胞壁分離。滴加清水一段時間后再次觀察,發(fā)現(xiàn)液泡吸水,細胞恢復(fù)到原來的狀態(tài)。由此得出液泡與細胞的失水、吸水有關(guān),具有保持細胞膨脹狀態(tài)功能的結(jié)論。
四、剖析經(jīng)典教學案例
案例講解是單元教學的重要環(huán)節(jié),以大概念為核心剖析經(jīng)典教學案例,既符合《標準》要義,又能發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。在單元教學中,教師應(yīng)該在大概念統(tǒng)領(lǐng)下完成經(jīng)典教學案例的篩選、案例考查知識的溯源及解題的針對性指導(dǎo)。為此,教師應(yīng)該立足單元視角,運用網(wǎng)絡(luò)篩選案例資源,對考查知識點、知識深度和解題思路等維度進行對比,選擇考查知識綜合、考查深度適中、解題思路新穎的案例,凸顯案例的“經(jīng)典”特點。在明確習題考查知識的基礎(chǔ)上,教師可以帶領(lǐng)學生一起回歸教材,完成知識溯源,通過整理、提取教材知識,建立問題與答案之間的聯(lián)系,提高問題的針對性。需要注意的是,教學案例中的問題有難有易。針對難度較大的問題,教師可以通過預(yù)設(shè)問題支架給予學生指導(dǎo),使學生在思考的過程中把握問題關(guān)鍵,找到解決問題的切入點。同時,教師要做好課堂觀察,關(guān)注學生思考問題的表現(xiàn),及時掌握學生的學習狀態(tài),通過解題思路的糾偏使學生沿著正確的方向思考。如此以大概念為統(tǒng)領(lǐng)進行單元教學,引導(dǎo)學生參與教學案例的剖析,可以有效增強學生的學習體驗,獲得預(yù)期的單元教學效果。
“植物細胞具有不同于動物細胞的結(jié)構(gòu),如葉綠體和細胞壁”也是“細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”下的另一個的次位概念。為了幫助學生理解這一概念,明晰動物細胞與植物細胞的異同,教師可以帶領(lǐng)學生剖析以下案例。
題目" 觀察圖2,回答以下問題。
(1)制作人的口腔上皮細胞臨時裝片時,需要在載玻片的中央滴加 ____(填寫“清水”或“生理鹽水”),以維持細胞的正常形態(tài)。顯微鏡觀察到的圖像與圖2中的"____(填寫“甲”或“乙”)圖結(jié)構(gòu)相似。
(2)制作洋蔥內(nèi)表皮細胞和人的口腔上皮細胞裝片均需要用____"染色。
(3)動物細胞和植物細胞中的遺傳物質(zhì)為____,主要存在于圖中的"____(填圖中的序號)。
(4)甲、乙中都有的能量轉(zhuǎn)換器為____"。
該題目考查的知識點較為全面,包括動物細胞結(jié)構(gòu)和植物細胞結(jié)構(gòu)等,代表性強,不僅考查學生對本單元基礎(chǔ)知識的掌握和大概念的理解,還考查學生靈活遷移所學知識解決實際問題的能力。授課時,教師可以要求學生認真閱讀題干,帶著問題回顧教材內(nèi)容,并預(yù)留時間讓學生自主作答,在運用所學知識解決問題的過程中積累解題經(jīng)驗,更好地理解和掌握對應(yīng)的大概念。
五、實施調(diào)查與交流活動
《標準》中每個大概念之后的“學習活動建議”均提倡開展調(diào)查與交流活動。以大概念為核心的生物學單元教學中,教師應(yīng)該定期圍繞單元教學內(nèi)容組織學生開展調(diào)查與交流活動,通過精心設(shè)計調(diào)查任務(wù)、鼓勵學生相互分享與交流、做好評估與點撥,強化學生對相關(guān)概念的認識與理解,引導(dǎo)學生關(guān)注科學、技術(shù)與社會的關(guān)系。落實到單元教學實踐中,教師需要立足授課單元的概念與內(nèi)容,設(shè)計與單元內(nèi)容聯(lián)系緊密、難度適宜、方便學生實施的調(diào)查任務(wù)。另外,設(shè)計時還應(yīng)該注意給調(diào)查任務(wù)實施質(zhì)量的評估和交流提供依據(jù),明確要求學生記錄調(diào)查的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、經(jīng)過和形成的調(diào)查結(jié)果。調(diào)查任務(wù)完成后,教師可以專門設(shè)計一節(jié)調(diào)查任務(wù)交流課,鼓勵學生相互分享調(diào)查經(jīng)過、調(diào)查中遇到的問題及解決辦法和調(diào)查得出的結(jié)論等,并通過觀察與交流,了解學生之間的交流效果,從交流過程中新知識的獲取、交流深度等方面評估交流效果,積極捕捉學生在交流中的閃光點,肯定學生的良好表現(xiàn)。同時,教師還應(yīng)該做好交流活動的點撥,引導(dǎo)學生不能只是將交流內(nèi)容局限在得出的調(diào)查結(jié)論上,應(yīng)該圍繞整個調(diào)查過程展開,借鑒其他學生的調(diào)查思路和調(diào)查技巧,不斷提高自身的調(diào)查水平。
例如,在以“概念1”為核心的“生物體的結(jié)構(gòu)層次”的單元教學中,顯微鏡在細胞結(jié)構(gòu)的觀察中發(fā)揮了重要作用,相關(guān)知識是本單元教學的重點?!稑藴省分赋?,可以開展收集有關(guān)顯微鏡技術(shù)發(fā)展的資料的調(diào)查與交流活動?;诖?,教師可以布置調(diào)查任務(wù):搜集、整理顯微鏡的相關(guān)資料,以表格的形式呈現(xiàn)顯微鏡的發(fā)展歷史,列出時間和主要的貢獻人物。同時,總結(jié)顯微鏡的分類、不同顯微鏡的優(yōu)缺點與適合應(yīng)用的領(lǐng)域。在規(guī)定的時間內(nèi),教師要做好學生調(diào)查情況的檢查,包括調(diào)查的思路、調(diào)查的步驟和調(diào)查獲得的成果等內(nèi)容,并結(jié)合實際給予針對性點撥,使學生認識并及時彌補調(diào)查的不足,促進學生進一步完善調(diào)查活動。同時,教師要認識到交流活動能夠激活課堂,促進學生之間相互交流,使學生在調(diào)查與交流的過程中更為全面地了解顯微鏡的知識,認識到顯微鏡技術(shù)在推動社會技術(shù)變革中發(fā)揮的重要作用,以及社會的發(fā)展反過來會為顯微鏡技術(shù)的進步提供支撐,逐漸形成對科學、技術(shù)、社會的深刻認識,激發(fā)其學習的內(nèi)在動力。
綜上所述,以大概念為核心的初中生物學單元教學,需要在《標準》指引下明確區(qū)分大概念與傳統(tǒng)概念的異同,認識到開展單元教學符合生物學教材編排規(guī)律,對培養(yǎng)學生的生物學核心素養(yǎng)有積極的促進作用。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合《標準》明確各教學單元中的大概念,準確把握大概念的構(gòu)成及內(nèi)涵,靈活運用多種教學方法實施教學,促進課程目標的達成。
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