指向發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“物質(zhì)出入細(xì)胞的運(yùn)輸方式”為例

趙恩粉

(江蘇省灌云高級(jí)中學(xué),江蘇 連云港 222200)

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》明確生物學(xué)科教學(xué)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的必要性,指出發(fā)展學(xué)生生物核心素養(yǎng)是當(dāng)前生物學(xué)科教學(xué)的首要任務(wù).而教學(xué)設(shè)計(jì)是協(xié)調(diào)教與學(xué)關(guān)系的“過程”,肩負(fù)著優(yōu)化課堂教學(xué)目標(biāo)、方法、媒介等課堂要素關(guān)系的重要責(zé)任,同時(shí)也是高中生物發(fā)展落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵手段.對(duì)此,筆者將基于個(gè)人對(duì)生物核心素養(yǎng)的認(rèn)識(shí),以“物質(zhì)出入細(xì)胞的運(yùn)輸方式”為例簡(jiǎn)述本人對(duì)其教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化的見解,以供相關(guān)教育工作者參考交流.

1 架構(gòu)素養(yǎng)情境,導(dǎo)入建構(gòu)生命觀念

直觀生動(dòng)的素養(yǎng)教學(xué)情境,能帶給學(xué)生視聽上的直接刺激,立體展現(xiàn)生命現(xiàn)象,導(dǎo)向?qū)W生情境中思考認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)功能,進(jìn)化適應(yīng)、物質(zhì)能量之間的關(guān)系,使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)了解生命現(xiàn)象的基本內(nèi)涵,掌握生命現(xiàn)象的規(guī)律特征,繼而逐步建構(gòu)個(gè)人的生命觀念體系,學(xué)會(huì)利用生命觀念解釋所遇到的各種生命現(xiàn)象、生命變化[1].對(duì)此,教師教學(xué)設(shè)計(jì)的第一步,不妨利用立體成像技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),播放與生命現(xiàn)象相關(guān)的微課、短視頻、音頻等,建構(gòu)多感官刺激的生動(dòng)教學(xué)情境,盡可能還原各種生命現(xiàn)象發(fā)生的最真實(shí)情況,使學(xué)生在情境中具體感受生命現(xiàn)象的奧妙、內(nèi)涵及本質(zhì),體會(huì)認(rèn)識(shí)研究生命現(xiàn)象手段的特點(diǎn),并掌握其具體運(yùn)用方法,實(shí)現(xiàn)個(gè)人生命觀念的逐步發(fā)展建構(gòu).

以“物質(zhì)出入細(xì)胞的運(yùn)輸方式”情境導(dǎo)入設(shè)計(jì)優(yōu)化為例,教師可先借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)立體展示“流動(dòng)鑲嵌模型理論下的細(xì)胞膜建構(gòu)”,讓學(xué)生根據(jù)教師展示的立體虛擬模型,分析細(xì)胞膜的建構(gòu)特點(diǎn)特征及其與細(xì)胞膜的選擇透過性生理功能的聯(lián)系,這時(shí)學(xué)生就會(huì)在教師所建構(gòu)的虛擬情境中思考分析“細(xì)胞膜功能結(jié)構(gòu)特征對(duì)不同物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊憽?然后教師再利用電教多媒體技術(shù)播放視頻“物質(zhì)分別在流動(dòng)鑲嵌模型以及人工合成脂雙層模型建構(gòu)中運(yùn)輸?shù)姆绞健?引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步比較二者在物質(zhì)運(yùn)輸上所存在的區(qū)別,使學(xué)生潛意識(shí)中強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與功能相適配的思想,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步深入探究思考的興趣.最后,教師則需要再次利用電教多媒體技術(shù)播放視頻“人工合成的脂雙層無法透過葡萄糖,而葡萄糖卻能不斷地被人血中的紅細(xì)胞吸收”,促使學(xué)生進(jìn)一步深入思考細(xì)胞膜架構(gòu)對(duì)其功能的影響,并在多次對(duì)比情境中引導(dǎo)學(xué)生逆向分析二者膜結(jié)構(gòu)所存在的區(qū)別.這樣,學(xué)生就能在逐步深入導(dǎo)學(xué)情境中,深刻認(rèn)識(shí)“架構(gòu)與功能相適配”的思想,明白細(xì)胞膜的特殊結(jié)構(gòu)對(duì)其物質(zhì)吸收產(chǎn)生最為直接的影響.而教師也通過素養(yǎng)情境建構(gòu),達(dá)到了切實(shí)發(fā)展學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能的生命觀念素養(yǎng)目的.

2 探討問題設(shè)置,自主發(fā)展科學(xué)思維

教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化的第二步,便是翻轉(zhuǎn)師生課堂角色,助力學(xué)生自主發(fā)展科學(xué)思維素養(yǎng),促使學(xué)生主動(dòng)圍繞課堂核心主題發(fā)展科學(xué)思維,學(xué)會(huì)使用生物現(xiàn)象事實(shí)去分析、推理、研究及論證生物概念知識(shí),解決所遇到的各種生物問題,鍛煉強(qiáng)化個(gè)人的邏輯思維、逆向思維及分析思維等科學(xué)思維能力.同時(shí),探究問題的設(shè)置,能密切學(xué)生之間的溝通聯(lián)系,使其相互分享彼此的學(xué)習(xí)見解心得,指出彼此問題探究的不足缺陷,相互促進(jìn)共同提升生物科學(xué)思維能力.對(duì)此,教師可通過探究性問題的設(shè)計(jì)運(yùn)用,來為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)開展自主探究、合作探究學(xué)習(xí)活動(dòng),將生物科學(xué)事實(shí)轉(zhuǎn)化為與之適配的生物知識(shí)內(nèi)容,論證不同條件因素對(duì)生物現(xiàn)象所帶來的影響,掌握生物問題辨析處理的技巧方法,發(fā)展個(gè)人的邏輯思維、推理思維及逆向思維能力[2].

以“物質(zhì)出入細(xì)胞的運(yùn)輸方式”探討問題設(shè)置為例,教師可先舉例“麗藻細(xì)胞液與池水中離子濃度比”,并提出探討問題:“為何有些離子能夠逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?”讓學(xué)生與身邊的同學(xué)一同探究分析,聯(lián)系教材所對(duì)應(yīng)的知識(shí)內(nèi)容發(fā)現(xiàn)這是“麗藻細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸所需離子的結(jié)果”.然后教師再提出探討問題:“同學(xué)們,什么類型的物質(zhì)需要細(xì)胞進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸呢?”同時(shí)借助多媒體播放“細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)”的例子,為學(xué)生歸納總結(jié)細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)的特點(diǎn)提供一些參考要素,使學(xué)生合作深入探究細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)的種類及特點(diǎn),掌握主動(dòng)運(yùn)輸?shù)幕咎卣?最后教師再提出問題:“載體蛋白數(shù)量、物質(zhì)在細(xì)胞液的濃度會(huì)對(duì)主動(dòng)運(yùn)輸產(chǎn)生什么影響?”以此來導(dǎo)向?qū)W生更進(jìn)一步分析主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)特征,逆向分析細(xì)胞能逆濃度梯度進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸?shù)脑?學(xué)生均紛紛提出個(gè)人的觀點(diǎn)見解,形成自身的認(rèn)識(shí)看法.而教師則是借助一連串的探究問題設(shè)置,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維素養(yǎng)目的.

3 科學(xué)探究實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)

教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化的第三步,便是設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng).實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)能傳授學(xué)生生物科學(xué)探究技巧,幫助學(xué)生將科學(xué)思維所思通過科學(xué)探究方法具現(xiàn)化,并潛移默化提升學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí),使其學(xué)會(huì)通過觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果、討論結(jié)論等實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)開展來解答內(nèi)心疑惑,加深生物知識(shí)深入程度,養(yǎng)成堅(jiān)持不斷追尋真理的科學(xué)探究習(xí)慣[3].對(duì)此,教師不妨利用師生互動(dòng)來引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究,互動(dòng)導(dǎo)向?qū)W生嘗試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析、探討生物現(xiàn)象,不同實(shí)驗(yàn)條件變化所帶來影響以及各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法運(yùn)用的微妙,強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的思想意識(shí),以保障學(xué)生具備基本的生物科學(xué)探究技能.值得注意的是,教師優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),需圍繞探究的重點(diǎn)、難點(diǎn)、要點(diǎn)進(jìn)行側(cè)重性引導(dǎo),目的旨在將其轉(zhuǎn)化為學(xué)生探究能力的亮點(diǎn)優(yōu)勢(shì),提升學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)探究技能的掌握程度.

以“物質(zhì)出入細(xì)胞的運(yùn)輸方式”探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為例,教師可設(shè)計(jì)“植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原探究實(shí)驗(yàn)”,先互動(dòng)指導(dǎo)學(xué)生嘗試制取紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞以及制作其他臨時(shí)裝片,并使用顯微鏡的低倍鏡觀察其細(xì)胞結(jié)構(gòu),傳授學(xué)生制片、觀察的實(shí)驗(yàn)探究方法技巧,而學(xué)生在使用教師所傳授的實(shí)驗(yàn)探究技能時(shí),可以觀察到紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞有一個(gè)較大的中央大液泡及原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁,然后教師再讓學(xué)生將表皮細(xì)胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液浸潤后所出現(xiàn)的生物現(xiàn)象,這時(shí)學(xué)生可觀察到中央紫色大液泡變小,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離現(xiàn)象.最后教師讓學(xué)生將發(fā)生質(zhì)壁分離的表皮細(xì)胞置于清水中,再利用顯微鏡觀察其所發(fā)生的變化,而學(xué)生可觀察到發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞中央液泡逐漸變大直至恢復(fù)正常、原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁等生物現(xiàn)象.教師需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行深入探究分析,思考質(zhì)壁分離產(chǎn)生原因及恢復(fù)方法、溶液濃度高低對(duì)質(zhì)壁分離產(chǎn)生的影響等,并運(yùn)用已掌握的實(shí)驗(yàn)探究技能開展相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng),驗(yàn)證內(nèi)心的猜想.而教師也借此達(dá)到了實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的目的.

4 生活實(shí)踐運(yùn)用,提升社會(huì)責(zé)任意識(shí)

生物教學(xué)設(shè)計(jì)生活實(shí)踐活動(dòng),是教師教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化發(fā)展學(xué)生社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)、導(dǎo)向?qū)W生運(yùn)用生物知識(shí)處理生活問題的主要手段.同時(shí)生活實(shí)踐能幫助學(xué)生將生物知識(shí)學(xué)習(xí)與生活實(shí)際建構(gòu)聯(lián)系,使學(xué)生實(shí)踐檢視、反思、升華生物知識(shí)掌握程度,嘗試、理解并掌握利用生物知識(shí)解決生產(chǎn)生活中生物學(xué)問題的有效方法,擺脫停滯于生物理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài),繼而提升個(gè)人將生物知識(shí)運(yùn)用服務(wù)于生活社會(huì)事務(wù)的思想意識(shí).對(duì)此,教師應(yīng)推進(jìn)生活實(shí)踐板塊的教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作,結(jié)合情境導(dǎo)入、問題探討以及實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)情況,融合生物教學(xué)設(shè)計(jì)主題,設(shè)計(jì)開展針對(duì)性的生活實(shí)踐活動(dòng),為學(xué)生生物知識(shí)的運(yùn)用創(chuàng)造機(jī)會(huì),促使其運(yùn)用生物知識(shí)解決生活問題,調(diào)動(dòng)生活經(jīng)驗(yàn)閱歷,豐富生物知識(shí)內(nèi)涵,積累生物知識(shí)服務(wù)生活的經(jīng)驗(yàn)技巧,以持續(xù)提升學(xué)生的生物知識(shí)實(shí)踐能力,達(dá)到生活實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)發(fā)展學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)素養(yǎng)的目的[4].

以“物質(zhì)出入細(xì)胞的運(yùn)輸方式”生活實(shí)踐設(shè)計(jì)為例,為進(jìn)一步提升學(xué)生的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁復(fù)原知識(shí)的生活實(shí)踐運(yùn)用能力,教師可引案例:“某農(nóng)戶在施肥過程中,不小心弄錯(cuò)了施肥用量,導(dǎo)致單位面積農(nóng)作物的施肥量過多,引起‘燒苗’現(xiàn)象;蘿卜條放入鹽水中會(huì)發(fā)生怎么樣的變化?再放回清水中又會(huì)出現(xiàn)什么樣的變化?”要求學(xué)生根據(jù)自身對(duì)“質(zhì)壁分離、質(zhì)壁復(fù)原”知識(shí)概念的了解,嘗試向農(nóng)戶提一些意見,幫助其解決燒苗問題;解釋日常生活中腌蘿卜時(shí)“蘿卜條”所發(fā)生的生物現(xiàn)象,使學(xué)生在生活實(shí)踐的過程中,總結(jié)歸納出“質(zhì)壁分離及質(zhì)壁復(fù)原”知識(shí)服務(wù)生活的方法規(guī)律,掌握其具體運(yùn)用的技巧.這樣,教師就通過生活案例密切了學(xué)生生物學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系,導(dǎo)向?qū)W生利用生物知識(shí)服務(wù)生活實(shí)際,最終達(dá)到生活實(shí)踐導(dǎo)向?qū)W生社會(huì)責(zé)任意識(shí)發(fā)展的目的.

5 結(jié)束語

綜上所述,以生物核心素養(yǎng)為指向調(diào)整高中生物教學(xué)設(shè)計(jì),既是促進(jìn)生物教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化、賦能學(xué)科育人的重要手段,同時(shí)也能為學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展、知識(shí)技能提升搭建一個(gè)良好的平臺(tái),避免生物教學(xué)限制影響學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的情況發(fā)生.對(duì)此,高中生物教師需透徹理解生物核心素養(yǎng)的本質(zhì)內(nèi)涵,結(jié)合本校生物學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,聯(lián)系不同層次學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展概況,通過情境架構(gòu)、探究問題導(dǎo)學(xué)以及實(shí)驗(yàn)探究開展等多項(xiàng)活動(dòng),導(dǎo)向?qū)W生全面均衡提升學(xué)科素養(yǎng),彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)過于注重成績(jī)提升不足,最終達(dá)到核心素養(yǎng)導(dǎo)向高中生物科學(xué)優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的目的.