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    在概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)
    ——以“細(xì)胞呼吸”一節(jié)教學(xué)為例

    2018-01-28 01:09:34陳麗雙福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院福建福州350117
    中學(xué)生物學(xué) 2018年10期
    關(guān)鍵詞:有氧概念核心

    陳麗雙 黃 鍵(福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 福建福州 350117)

    《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》提出“核心素養(yǎng)為宗旨,內(nèi)容聚焦大概念,教學(xué)過程重實(shí)踐,學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)促發(fā)展”的課程理念。發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng),提升學(xué)生綜合素質(zhì)是普通高中的培養(yǎng)目標(biāo)。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任。它是從學(xué)科教學(xué)層面明確學(xué)生完成高中生物課程學(xué)習(xí)后應(yīng)達(dá)成的正確價(jià)值觀、關(guān)鍵能力及必備品格,是對(duì)三維目標(biāo)的整合提升,更能凸顯以人為本的理念。因此,教師在教學(xué)中從課程目標(biāo)的制定到教學(xué)過程的實(shí)施都應(yīng)圍繞培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)展開。下面以“細(xì)胞呼吸”一節(jié)教學(xué)為例,探討如何在概念教學(xué)中培養(yǎng)高中生生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

    1 圍繞核心素養(yǎng)制定教學(xué)目標(biāo)

    培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)是高中生物課程教學(xué)的宏觀目標(biāo)。“細(xì)胞呼吸”是人教版高中生物《必修1·分子與細(xì)胞》第五章第三節(jié)的內(nèi)容,為達(dá)到新課程對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求,教師可制定如下教學(xué)目標(biāo):

    ①能夠通過對(duì)先前學(xué)過的酶、ATP等相關(guān)概念的回顧,比較呼吸作用與物質(zhì)燃燒的異同,類比推理出細(xì)胞呼吸概念,培養(yǎng)科學(xué)思維,初步形成生命活動(dòng)過程中貫穿著物質(zhì)與能量的變化的生命觀念。

    ②通過對(duì)有氧呼吸反應(yīng)過程三階段的不同反應(yīng)場所的分析討論,認(rèn)識(shí)到線粒體是有氧呼吸的主要場所,同時(shí)還能夠說明有氧呼吸與無氧呼吸兩種方式的異同,形成物質(zhì)與能量觀、結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)等生命觀念。

    ③按照科學(xué)探究的要求設(shè)計(jì)探究酵母菌的呼吸方式的實(shí)驗(yàn)方案,并通過對(duì)探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論,加深對(duì)有氧呼吸與無氧呼吸兩種方式的理解,獲得科學(xué)探究能力和科學(xué)思維素養(yǎng)。_______________

    ④能夠運(yùn)用細(xì)胞呼吸的原理,探討其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。

    核心素養(yǎng)的培養(yǎng)滲透在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中,每一目標(biāo)除所述培養(yǎng)的主要素養(yǎng)外,還含有對(duì)其他素養(yǎng)的要求,如目標(biāo)①和目標(biāo)④分別主要培養(yǎng)生命觀念和社會(huì)責(zé)任,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。

    2 以大概念為線索梳理教學(xué)內(nèi)容

    課程內(nèi)容少而精、必修和選擇性必修課程的模塊內(nèi)容聚焦大概念也是新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念。因此,教師在教學(xué)實(shí)踐前應(yīng)明確整個(gè)生物學(xué)科的學(xué)科思想,確定學(xué)科核心概念、重要概念及一般概念,并構(gòu)建以大概念(核心概念)為核心、其他概念為支撐、科學(xué)事實(shí)為支點(diǎn)的概念層級(jí)體系。在教學(xué)中,教師應(yīng)闡明核心概念與其他概念之間、其他概念之間以及這些概念與科學(xué)事實(shí)之間的聯(lián)系。

    本章內(nèi)容以“細(xì)胞需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)維持生存”為大概念。本節(jié)內(nèi)容主要說明“生物是通過細(xì)胞呼吸將有機(jī)物氧化分解,使其中的能量轉(zhuǎn)化為生物生命活動(dòng)可以直接利用的能量——ATP”,以此作為大概念的一個(gè)支撐。而支撐這一重要概念的則是“有氧呼吸”和“無氧呼吸”這兩個(gè)概念,要掌握這兩個(gè)概念,要求學(xué)生能充分理解ATP、酶、線粒體、跨膜運(yùn)輸?shù)纫褜W(xué)知識(shí),以及掌握兩種呼吸方式不同階段發(fā)生場所的生物學(xué)事實(shí)。由此通過層層遞進(jìn),構(gòu)成“以大概念為核心、其他概念為支撐、生物學(xué)事實(shí)為支點(diǎn)”的細(xì)胞呼吸概念層級(jí)體系。

    3 教學(xué)過程關(guān)注核心素養(yǎng)的全面達(dá)成

    “ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸”一節(jié)的教學(xué)從學(xué)生對(duì)已學(xué)過的相關(guān)概念進(jìn)行知識(shí)鞏固導(dǎo)入,結(jié)合物質(zhì)在體外燃燒的過程,教師引導(dǎo)學(xué)生利用生物學(xué)事實(shí)初步概括出細(xì)胞呼吸概念;進(jìn)而通過對(duì)細(xì)胞呼吸發(fā)生場所的剖析,加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞呼吸兩種方式的理解;然后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)酵母菌呼吸方式進(jìn)行科學(xué)探究;最后,讓學(xué)生應(yīng)用“細(xì)胞呼吸”概念解釋生活事例,使學(xué)生形成“細(xì)胞需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)來維持生存”的大概念。

    3.1 生命觀念的培養(yǎng)

    “生命觀念”是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ),培養(yǎng)生命觀念是生物學(xué)教學(xué)的基本要求。在本節(jié)課的教學(xué)中,為使學(xué)生能更好地理解“細(xì)胞呼吸”概念,強(qiáng)化生命觀念,教師可從結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀等入手。如,在結(jié)構(gòu)與功能觀方面,教師可通過分析有氧呼吸發(fā)生場所線粒體的結(jié)構(gòu)與呼吸反應(yīng)階段的關(guān)系,如線粒體基質(zhì)上有參與有氧呼吸反應(yīng)第二階段的酶,內(nèi)膜上則是有參與第三階段的有關(guān)酶,使學(xué)生理解有氧呼吸反應(yīng)過程與線粒體結(jié)構(gòu)的關(guān)系,形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。具備正確的生命觀能更好地促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)科科學(xué)思維的形成。

    3.2 科學(xué)思維的培養(yǎng)

    科學(xué)思維是核心素養(yǎng)的靈魂。教師在本節(jié)教學(xué)中,可以引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)比分析的方法自行進(jìn)行概念的歸納,訓(xùn)練科學(xué)思維。如在學(xué)生掌握“有氧呼吸”概念后,教師引導(dǎo)學(xué)生將“無氧呼吸”分別從宏觀、微觀和化學(xué)方程式三個(gè)方面與“有氧呼吸”進(jìn)行對(duì)比,分析“無氧呼吸”的特點(diǎn),進(jìn)而讓學(xué)生自主歸納、概括“無氧呼吸”概念,使學(xué)生形成用科學(xué)思維探討生命現(xiàn)象、規(guī)律的能力。

    3.3 科學(xué)探究的培養(yǎng)

    科學(xué)探究是檢驗(yàn)和發(fā)展科學(xué)思維的有效途徑。通過“探究酵母菌呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。在教學(xué)設(shè)計(jì)中,探究實(shí)驗(yàn)的安排順序與教材安排有所不同,筆者將其安排在學(xué)生掌握了細(xì)胞呼吸概念并知道“細(xì)胞呼吸”分為“有氧呼吸”和“無氧呼吸”兩種方式之后,這樣可以使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更具目的性。

    如,實(shí)驗(yàn)之初,教師可就實(shí)驗(yàn)材料的選擇提問:“選酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料有什么優(yōu)點(diǎn)?”這個(gè)問題可以促進(jìn)學(xué)生明確酵母菌屬于單細(xì)胞兼性厭氧菌,既可進(jìn)行有氧呼吸,又可進(jìn)行無氧呼吸,是進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)探究的好材料。隨后,教師提示:“要分析有氧和無氧呼吸的情況,實(shí)驗(yàn)需控制的條件是什么?如何控制?”由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了兩種呼吸方式的概念,知道了它們的產(chǎn)物,因此在解決了上述問題后,教師進(jìn)而可提問:“如何分析兩種方式產(chǎn)物的異同?”教師利用一系列提示性問題,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究方案,并使學(xué)生認(rèn)識(shí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)在生物科學(xué)探究中的重要作用。

    3.4 社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)

    社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)是基于學(xué)生對(duì)本節(jié)課“細(xì)胞呼吸”這個(gè)重要概念的掌握,以及具備科學(xué)思維基礎(chǔ)上的。因此社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)是課程教學(xué)的終極目標(biāo)。在學(xué)生形成“生物是通過細(xì)胞呼吸將有機(jī)物氧化分解,使其中的能量轉(zhuǎn)化為生物生命活動(dòng)可以直接利用的能量——ATP”這個(gè)本節(jié)重要概念后,教師可通過對(duì)課本“資料分析”中的案例進(jìn)行分析解釋,再擴(kuò)展一些課外應(yīng)用實(shí)例,如酸奶制作、面包發(fā)酵等,要求學(xué)生對(duì)其原理進(jìn)行解釋。

    4 小結(jié)

    將培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)到每一具體內(nèi)容的教學(xué),教師都應(yīng)按照素養(yǎng)培養(yǎng)的要求,分析學(xué)情、教材,梳理教學(xué)內(nèi)容,制定具體的教學(xué)目標(biāo)和方案。學(xué)科核心素養(yǎng)并不是教師直接教授給學(xué)生的,而是滲透在教學(xué)活動(dòng)過程中,需要學(xué)生在教師的引導(dǎo)下通過對(duì)概念的理解、科學(xué)思維和探究、社會(huì)問題探討等親身體驗(yàn)來加以發(fā)展的?!凹?xì)胞呼吸”一節(jié)所涉及的概念較多,教師在課堂上不應(yīng)照搬教材,而應(yīng)構(gòu)建概念層級(jí)體系,以此來組織問題,以學(xué)生為中心,靈活合理地對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì),逐級(jí)推進(jìn)教學(xué),培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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