抓住核心概念，做好內(nèi)容分析

趙婷婷

(天津師范大學(xué)教師教育學(xué)院 300387)

如何在教學(xué)中呈現(xiàn)邏輯化的教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生建構(gòu)核心概念、落實核心素養(yǎng)提供幫助，是每一位教師在備課時應(yīng)該思考的問題。下面以人教版高中教材“物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗币还?jié)為例，介紹圍繞核心概念的教學(xué)內(nèi)容分析方式。

1 教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)內(nèi)容除理論知識外，還包括一個探究實驗，一般分2課時完成，實驗單獨占1課時，其原理可以在理論課學(xué)習，本文的分析均針對1課時的理論課。

1.1 知識點整理 本節(jié)內(nèi)容為物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?，學(xué)生通過學(xué)習能夠闡述細胞膜如何控制不同物質(zhì)的進出，保證細胞保持相對獨立并與外界進行物質(zhì)交換。具體內(nèi)容涉及水與其他物質(zhì)的跨膜運輸，其中細胞的吸水與失水是本節(jié)重點。

細胞的吸水與失水部分，具體涉及細胞吸水與失水的原理、滲透作用的發(fā)生條件、動物細胞的吸水與失水和植物細胞的吸水與失水，其中動物細胞與植物細胞的半透膜不同，吸水與失水的表現(xiàn)也不完全相同。本部分內(nèi)容較多，且存在原生質(zhì)層和質(zhì)壁分離等學(xué)生初次接觸的概念，動物細胞與植物細胞的不同特點也使學(xué)生在記憶知識點時易發(fā)生困難，教師在教學(xué)中要厘清頭緒，幫助學(xué)生克服教學(xué)難點。

其他物質(zhì)的跨膜運輸部分內(nèi)容相對較少，學(xué)生主要通過資料分析得出細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜的結(jié)論，從而進一步理解生物膜在細胞這一生命系統(tǒng)中的重要作用。

1.2 核心概念與重要概念梳理 查閱課程標準的內(nèi)容標準，可以看出本節(jié)內(nèi)容落腳點為模塊1的2.1.1“闡明質(zhì)膜具有選擇透過性”，從屬于核心概念2“細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖”下的重要概念2.1“物質(zhì)通過被動運輸或主動運輸方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”。所以在教學(xué)時，教師不能只把教學(xué)目標定在記憶細胞吸水或失水的條件與表現(xiàn)這種水平，甚至不能簡單停留在闡明質(zhì)膜具有選擇透過性。而要站在更高的層次上，以生命系統(tǒng)宏觀視角來進行分析，使學(xué)生思考質(zhì)膜的選擇透過性對細胞來講有什么意義，對我們每一個生命體來講又有怎樣的意義，這樣才能隨著課程的進行使學(xué)生逐步構(gòu)建相應(yīng)的核心概念。

同時，通過知識點的整理，可以看到本節(jié)內(nèi)容與先前所學(xué)的知識有著千絲萬縷的聯(lián)系，學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習，不僅可以構(gòu)建重要概念2.1，也可以為構(gòu)建核心概念1“細胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”下的一些重要概念添磚加瓦。重要概念1.2為“細胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細胞的各項生命活動”，本節(jié)內(nèi)容中所闡明的生物膜的選擇透過性正是這一重要概念的良好注腳。重要概念1.3為“各種細胞具有相似的基本結(jié)構(gòu)，但在形態(tài)與功能上有所差異”，植物細胞與動物細胞在吸水與失水方面表現(xiàn)出的異同很好地對其進行了詮釋。所以教師在教學(xué)中可以借助這些核心概念來組織教學(xué)內(nèi)容，使看似零碎的知識點形成整體的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

1.3 構(gòu)建概念圖 根據(jù)上述思想，本文對本節(jié)內(nèi)容作了分析，并構(gòu)建了概念圖(圖1)。

圖1 “物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗币还?jié)概念圖

物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗ㄋ推渌镔|(zhì)，它們的跨膜運輸都體現(xiàn)出了細胞選擇透過性的特點。

水的跨膜運輸原理為滲透作用，體現(xiàn)為順濃度梯度進出細胞，與細胞膜的功能密切相關(guān)，體現(xiàn)了重要概念1.2“細胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細胞的各項生命活動”和重要概念2.1“物質(zhì)通過被動運輸或主動運輸方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”。借助問題探討中的實驗可以使學(xué)生很好地對動物與植物細胞的吸水與失水進行類比推理和比較：滲透作用的條件之一為具有半透膜，動物細胞的細胞膜相當于半透膜，而植物細胞的相應(yīng)結(jié)構(gòu)為原生質(zhì)層；另一條件為半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差，動物細胞的兩側(cè)溶液分別為細胞內(nèi)液和細胞外液，植物細胞則為細胞液和細胞外液；滲透作用的表現(xiàn)為實驗中的液面變化和細胞的吸水與失水，由于植物細胞存在細胞壁，所以動植物細胞吸水與失水時的表現(xiàn)不完全相同。動植物細胞的這些差異體現(xiàn)了重要概念1.3“各種細胞具有相似的基本結(jié)構(gòu)，但在形態(tài)與功能上有所差異”。

其他物質(zhì)的跨膜運輸不一定表現(xiàn)為順濃度梯度，細胞膜存在選擇透過性，而且不同生物、不同細胞的選擇透過性有所差別，體現(xiàn)了重要概念1.2、1.3和2.1。

2 教學(xué)方法建議

在將教學(xué)內(nèi)容組織成系統(tǒng)知識網(wǎng)絡(luò)后，教師下一步要做的是將其以合適的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，教學(xué)過程應(yīng)條理清晰、邏輯嚴密，并適應(yīng)學(xué)生的認知規(guī)律。不同教師所采取的教學(xué)方法不可能是千篇一律的，本文在此僅做出一些建議，供廣大教師參考，開拓思路。

2.1 利用先行組織者，促進知識體系建構(gòu) 先行組織者是奧蘇伯爾于20世紀60年代初提出的一個教育心理學(xué)的重要概念，它是先于學(xué)習材料呈現(xiàn)之前呈現(xiàn)的一個引導(dǎo)性材料，它在概括與包容的水平上高于要學(xué)習的新材料，但以學(xué)習者易懂的通俗語言呈現(xiàn)，是新舊知識發(fā)生聯(lián)系的橋梁[1]。在本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習中，問題探討中的實驗正是這樣的一個先行組織者。

問題探討中的實驗呈現(xiàn)了一個滲透裝置，學(xué)生可以根據(jù)已學(xué)過的物理化學(xué)知識輕松理解其原理，并通過問題串得出滲透作用發(fā)生的條件：存在半透膜且半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差。之后，教師可以將動物細胞與植物細胞分別與該滲透裝置進行類比，在學(xué)習了先行組織者后，學(xué)生就可以將動物細胞與植物細胞的吸水與失水納入到剛剛形成的認知結(jié)構(gòu)中了：不同的細胞其半透膜分別是什么？半透膜兩側(cè)的溶液又指什么？當外側(cè)溶液濃度小于內(nèi)側(cè)溶液濃度時細胞有什么表現(xiàn)？大于呢？等于呢？而其他物質(zhì)跨膜運輸和水的運輸特點一樣么？這樣，學(xué)生腦海中即可形成一定的認知網(wǎng)絡(luò)，并理解生物學(xué)現(xiàn)象符合物理化學(xué)規(guī)律但生物體也存在自己的特點的道理。

要注意的是，一般教師在進行細胞的吸水與失水的教學(xué)時所采用的順序都是問題探討中的實驗—動物細胞的吸水與失水—植物細胞的吸水與失水，與上述利用先行組織者的方式的教學(xué)步驟看似完全一致，但是否有意識運用先行組織者，其教學(xué)效果是不同的。如果教師在進行后續(xù)內(nèi)容教學(xué)時缺乏與先行組織者的聯(lián)系，學(xué)生往往容易將新學(xué)的內(nèi)容孤立理解，學(xué)了后面忘了前面，而在注重聯(lián)系時，后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習是一個概念同化的過程，舊知促進新知的理解，新知也促進舊知的記憶。

2.2 用好導(dǎo)學(xué)案，體現(xiàn)核心素養(yǎng)教育 導(dǎo)學(xué)案是當前中學(xué)教學(xué)中用得較多的一種教學(xué)輔助手段，良好的導(dǎo)學(xué)案有利于學(xué)生自主建構(gòu)知識，也便于課后復(fù)習。

本節(jié)課內(nèi)容經(jīng)梳理后，具有較強的邏輯體系，教師可以通過導(dǎo)學(xué)案上的問題設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生自主分析。同時，與任何一節(jié)課相同，本節(jié)課能夠且應(yīng)當體現(xiàn)核心素養(yǎng)教育，內(nèi)容中涉及細胞和生物膜的結(jié)構(gòu)與功能，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)決定功能的“生命觀念”，探究實驗?zāi)軌蝮w現(xiàn)“科學(xué)探究”，教師精心設(shè)計的問題串能夠幫助學(xué)生培養(yǎng)“科學(xué)思維”，這些核心素養(yǎng)教育可以體現(xiàn)于導(dǎo)學(xué)案中。

“物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗睂?dǎo)學(xué)案具體設(shè)計如下：

一、水

(一) 滲透作用

1. 半透膜可以讓________________通過，而________________不能通過。

2. 滲透作用發(fā)生的條件是(1)

(2)

3. 滲透作用中，水自________濃度溶液流向________溶度溶液，表現(xiàn)為(順/逆)濃度梯度。

(二) 動物細胞的吸水與失水

1. 哺乳動物成熟紅細胞是提取細胞膜的好材料，將其放于清水中，細胞會吸水脹破，這與滲透裝置有什么相似之處？

2. ________具有控制物質(zhì)進出細胞的作用，相當于一層半透膜，這與它的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？

3. 當外界溶液濃度小于細胞質(zhì)濃度時，動物細胞________________________；當外界溶液濃度大于細胞質(zhì)濃度時，動物細胞________________________；當外界溶液濃度等于細胞質(zhì)濃度時，動物細胞________________________；

(三) 植物細胞的吸水與失水

1. 原生質(zhì)層包括：________、________和這兩層膜之間的細胞質(zhì)。

2. 植物細胞與動物細胞的結(jié)構(gòu)存在明顯差異，其內(nèi)部液體環(huán)境主要由________決定，所以推測________相當于半透膜。

3. 探究實驗：

探究實驗的一般步驟：提出問題→________→________→________→________→

關(guān)于植物細胞的吸水與失水，除了教材上的問題，你還可以提出什么問題？請于下節(jié)實驗課上進行探究實踐。

4. 當植物細胞失水時，由于原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性________，因而會出現(xiàn)________和________分離的現(xiàn)象，稱為質(zhì)壁分離。質(zhì)壁分離后的細胞吸水后，原生質(zhì)層恢復(fù)原狀，稱為________________。

(四) 比較動植物細胞吸水與失水的異同。

動物細胞植物細胞相同點原理水運輸方向不同點半透膜半透膜兩側(cè)溶液吸水條件與表現(xiàn)失水條件與表現(xiàn)

動植物細胞在吸水與失水方面的差異由什么引起？請用結(jié)構(gòu)決定功能的觀點加以解釋。

二、其他物質(zhì)

其他物質(zhì)跨膜運輸?shù)奶攸c與水相同么？細胞對不同物質(zhì)的吸收是否存在選擇？不同生物對同一物質(zhì)的選擇性表現(xiàn)一致么？這些特點體現(xiàn)出生物膜的________________，是活細胞的重要特征。

3 總結(jié)

對于任意一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，教師都可以采取本文的方法進行分析，首先進行知識點的提煉，然后分析其涉及的核心概念與重要概念，再根據(jù)概念間的關(guān)系構(gòu)建概念圖，明確要通過教學(xué)幫助學(xué)生構(gòu)建的知識體系。當然，無論是概念圖的構(gòu)建，還是教學(xué)方法的選擇，甚至具體導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計，不同教師都不會完全相同，但只要遵循建構(gòu)核心概念、培養(yǎng)核心素養(yǎng)的原則，教師就可以自由發(fā)揮，運用自己的聰明才智靈活進行教學(xué)，取得良好的教學(xué)效果。

(基金項目：天津市2017年度哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃課題“基于學(xué)科核心素養(yǎng)的生物教師教育行動研究”，No.TJJXQN17-006)