文章編號(hào)：1003-7586（2025）01-0070-03 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1教材分析及設(shè)計(jì)思路

本文內(nèi)容選自浙科版普通高中教科書(shū)《生物學(xué)·必修1·分子與細(xì)胞》第三章第五節(jié)，該內(nèi)容指向次位概念2.2.3，同時(shí)聯(lián)系“酶\"“ATP\"等相關(guān)概念，是《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》中大概念2的重要組成部分。

《課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)要強(qiáng)化學(xué)科實(shí)踐，注重“做中學(xué)\"的教學(xué)理念，建議教師在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)科探究活動(dòng)，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、構(gòu)建知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程。思維型教學(xué)是《課程標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施的有效載體，以學(xué)生的思維發(fā)展為核心，整合激發(fā)動(dòng)機(jī)、認(rèn)知沖突、自主構(gòu)建、應(yīng)用遷移和自我監(jiān)控等原理，發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)，提高學(xué)生的思維能力，是促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的一種教學(xué)模式。在本節(jié)復(fù)習(xí)課教學(xué)中，筆者基于思維型教學(xué)模式，以野外大田種植和植物工廠研學(xué)活動(dòng)為情境，提出核心問(wèn)題“如何通過(guò)影響光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)番茄增產(chǎn)”，基于任務(wù)“舉例說(shuō)出影響光合作用的因素”和“比較大田生產(chǎn)和植物工廠生產(chǎn)模式的差異”顯化學(xué)生的前概念，并指向其針對(duì)次位概念的深入理解，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對(duì)光合作用影響因素概念的構(gòu)建。學(xué)生在解決核心問(wèn)題時(shí)，需要應(yīng)用工程學(xué)技術(shù)中迭代、選擇、整合的思想，完成光合作用影響因素的概念內(nèi)化與應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)、素養(yǎng)發(fā)展及工程學(xué)思想的有機(jī)融合。筆者據(jù)此設(shè)計(jì)指向?qū)W生思維發(fā)展的新模式（見(jiàn)圖1）。

2教學(xué)目標(biāo)

（生命觀念、科學(xué)思維）。

（1）能夠基于生產(chǎn)實(shí)例，通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，說(shuō)明光合作用受單一環(huán)境因素影響的曲線含義

（②能夠通過(guò)小組合作和資料閱讀，從物質(zhì)與能量的視角，探索光合作用的影響因素，闡明光合作用過(guò)程會(huì)受到環(huán)境因素的影響（生命觀念、科學(xué)思維）。

（③）能夠基于番茄增產(chǎn)的情境問(wèn)題，分析相關(guān)資料，設(shè)計(jì)可行性實(shí)驗(yàn)，利用科學(xué)術(shù)語(yǔ)精確地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解決生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題（科學(xué)思維、科學(xué)探究）。

（4能夠根據(jù)植物工廠在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，認(rèn)同生物技術(shù)發(fā)展對(duì)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的幫助，認(rèn)識(shí)科技發(fā)展的利弊，滲透工程學(xué)思想（社會(huì)責(zé)任）。

3教學(xué)過(guò)程

3.1情境創(chuàng)設(shè)，導(dǎo)入新課

教師展示本地植物工廠的新聞圖片并提出問(wèn)題：在參觀番茄種植園時(shí)能發(fā)現(xiàn)哪些問(wèn)題？是否能夠利用所學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)？

設(shè)計(jì)意圖：教師首先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行真實(shí)的體驗(yàn)，在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。學(xué)生在研學(xué)的過(guò)程中可以感受到人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中，利用改變環(huán)境因素的方法實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的增產(chǎn)。

3.2顯化前概念，形成認(rèn)知沖突

教師展示植物工廠和大田番茄種植的照片，并引領(lǐng)學(xué)生完成任務(wù)“舉例說(shuō)明影響光合作用的因素”。小組成員討論并描述影響光合作用的因素，闡述其對(duì)光合作用的具體影響。

設(shè)計(jì)意圖：師生通過(guò)小組討論并結(jié)合具體的研學(xué)情境，共同梳理光合作用的影響因素。師生對(duì)相關(guān)概念進(jìn)行分享和總結(jié)，可以讓教師了解學(xué)生學(xué)情，同時(shí)有利于學(xué)生梳理零散的知識(shí)點(diǎn)，使其能夠更全面地理解光合作用的影響因素。

學(xué)生小組分享和展示相關(guān)概念，在此過(guò)程中教師評(píng)價(jià)并總結(jié)不同小組的描述或圖示的差異。例如，觀察大田種植組側(cè)重探究水肥對(duì)于番茄光合作用的影響，而植物工廠組則側(cè)重探究光照條件和溫度對(duì)番茄光合作用的影響。

設(shè)計(jì)意圖：不同小組展示不同概念的過(guò)程即是認(rèn)知沖突形成的過(guò)程，而認(rèn)知沖突的解決過(guò)程即是新概念構(gòu)建的過(guò)程。因此，教學(xué)過(guò)程中教師要注重引導(dǎo)學(xué)生充分表達(dá)觀點(diǎn)，使其充分展示現(xiàn)有的思維水平，從而能夠針對(duì)性地對(duì)知識(shí)進(jìn)行重構(gòu)。

3.3解決核心問(wèn)題，重構(gòu)遷移概念

3.3.1小組討論，理解生物模型含義

教師根據(jù)教材提出問(wèn)題： ① 光照強(qiáng)度對(duì)番茄光合作用的影響曲線是通過(guò)何種實(shí)驗(yàn)方法獲得的？ ② 該曲線的橫縱坐標(biāo)具有什么含義？ ③ 此曲線代表的是單位時(shí)間內(nèi)番茄植株的凈光合效率還是總光合效率？學(xué)生對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行思考，結(jié)合課前所構(gòu)建的概念進(jìn)行討論，最終明確光合作用曲線的含義。

設(shè)計(jì)意圖：教師采用問(wèn)題串的方式，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)資料觀察、數(shù)據(jù)分析、推理歸納等方法，明確數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建過(guò)程并理解其所蘊(yùn)含的生物學(xué)意義，讓學(xué)生在重構(gòu)概念的同時(shí)，深入理解生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的正確表達(dá)方式。

3.3.2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比生產(chǎn)模式差異

教師提供大田種植的番茄苗圖片并要求學(xué)生比較大田生產(chǎn)和植物工廠生產(chǎn)模式的差異。學(xué)生觀察后得出，植物工廠可以使作物的生長(zhǎng)周期縮短，且不受環(huán)境因素影響，能根據(jù)需求精確調(diào)控溫度、光照、水分和施肥等條件，從而實(shí)現(xiàn)番茄等作物的高效增產(chǎn)；大田種植生產(chǎn)主要調(diào)節(jié)水和肥的種類(lèi)及用量，并依靠自然環(huán)境實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生討論科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)田間種植與現(xiàn)代植物工廠的差異，充分發(fā)展學(xué)生的辯證思維。

教師提供閱讀資料，引導(dǎo)學(xué)生提出誘導(dǎo)番茄增產(chǎn)的措施并完善表格，及時(shí)協(xié)助學(xué)生解決問(wèn)題（見(jiàn)表1）。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)將植物工廠與大田生產(chǎn)的模式進(jìn)行比較，分析植物工廠可以根據(jù)番茄不同生長(zhǎng)時(shí)期的需求，通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控溫度、光照、營(yíng)養(yǎng)液成分以及灌溉策略來(lái)優(yōu)化番茄植株的生長(zhǎng)環(huán)境。

教師提出問(wèn)題：在植物工廠內(nèi)，如何及時(shí)調(diào)節(jié)番茄的生長(zhǎng)條件以提高產(chǎn)量？教師依據(jù)學(xué)生的回答提供植物工廠種植時(shí)的圖片資料，師生共同討論，認(rèn)同植物工廠通過(guò)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度、顏色和時(shí)間以及二氧化碳濃度等因素影響番茄的光合速率。隨后教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定最佳光照條件，包括使用不同光照強(qiáng)度、補(bǔ)光燈的紅藍(lán)光比例等，學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)小組討論、深入思考、設(shè)計(jì)并展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)概念之間的聯(lián)結(jié)和重構(gòu)。

3.3.3分析應(yīng)用，明確問(wèn)題解決方法

教師提供科研小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果2，引導(dǎo)學(xué)生描述并分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，同時(shí)思考若要獲得不同光照對(duì)番茄植株光合作用的影響曲線，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程，同樣是對(duì)本節(jié)教學(xué)概念應(yīng)用的評(píng)估與反饋。教師能夠通過(guò)此過(guò)程明確學(xué)生對(duì)概念的理解情況，引領(lǐng)學(xué)生熟練掌握解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法，提升學(xué)生設(shè)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而發(fā)展其高階思維能力。

3.4自我反思，推動(dòng)核心素養(yǎng)發(fā)展

教師播放植物工廠介紹視頻并提出問(wèn)題：從工程學(xué)角度對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析，建設(shè)植物工廠需要考慮哪些關(guān)鍵因素？番茄的光合作用增強(qiáng)，其產(chǎn)量是否能夠提高？學(xué)生觀看視頻，思考建設(shè)植物工廠的可行性，辨析植物工廠的利弊。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)反思活動(dòng)，認(rèn)同生物技術(shù)對(duì)種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幫助，辨析技術(shù)發(fā)展與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的關(guān)系，同時(shí)對(duì)概念進(jìn)行區(qū)分，明確光合作用與作物產(chǎn)量的差異，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

4課后反思

真實(shí)情境的遷移與應(yīng)用，是學(xué)生構(gòu)建概念的重要過(guò)程。復(fù)習(xí)課需要學(xué)生在新情境下對(duì)概念進(jìn)行遷移，重新聯(lián)結(jié)并指向?qū)W科重要概念的構(gòu)建，這對(duì)于高一學(xué)生來(lái)說(shuō)較為困難。教師通過(guò)設(shè)計(jì)光合作用知識(shí)點(diǎn)分享活動(dòng)，了解學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平；利用小組活動(dòng)作為教學(xué)輔助手段，讓學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程中對(duì)已學(xué)概念進(jìn)行整合與重構(gòu)；通過(guò)小組合作、資料閱讀等活動(dòng)讓學(xué)生完成概念的應(yīng)用與遷移，進(jìn)而促使其構(gòu)建概念框架。

研學(xué)活動(dòng)情境能夠讓學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程中，基于原有的經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)，在情境下主動(dòng)利用學(xué)習(xí)資源進(jìn)行協(xié)作、會(huì)話、探索、思考、分析、歸納和總結(jié)，構(gòu)建新的認(rèn)知體系，培養(yǎng)其生命觀念與科學(xué)思維，進(jìn)而發(fā)展自身的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，滲透價(jià)值理念。教師在教學(xué)中利用學(xué)案和小組展示對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，以引導(dǎo)學(xué)生不斷優(yōu)化原有的認(rèn)知，完善復(fù)習(xí)方法和內(nèi)容，確保課堂教學(xué)效果的提高，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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