石丁玲 袁茂坤 王愛(ài)民

（1江蘇師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 江蘇徐州 221116 2江蘇省徐州市銅山新區(qū)教育局 江蘇徐州 221116 3江蘇省常熟中學(xué) 江蘇常熟 215500）

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》明確指出：“生物學(xué)重要概念包括了對(duì)生命基本現(xiàn)象、規(guī)律、理論等的理解和解釋，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)具有重要的支撐作用。教師需要關(guān)注如何在生物學(xué)課上圍繞重要概念進(jìn)行教學(xué)［1］?！辈剪敿{則強(qiáng)調(diào)：“在課堂中，學(xué)生要主動(dòng)參與建立學(xué)科的知識(shí)體系，積極思考、勇于探究，進(jìn)而理解和掌握所學(xué)知識(shí)［2］。”因此，在概念教學(xué)中，教師需要根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知水平，精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生主

喉口面積明確之后，由經(jīng)驗(yàn)公式可知文丘里管噴嘴長(zhǎng)度L1、混合段長(zhǎng)度Lt和擴(kuò)壓器長(zhǎng)度L2。為讓文丘里管收縮角度及擴(kuò)張角度在合適錐角范圍以內(nèi)，由試驗(yàn)臺(tái)架的位置布置，分別計(jì)算得到文丘里管收縮段、喉口混合段和擴(kuò)壓段長(zhǎng)度。具體結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表1,實(shí)物見(jiàn)圖3。

直流配電網(wǎng)接地設(shè)計(jì)的目的是給裝置提供一個(gè)零參考電位，避免設(shè)備電位懸空而發(fā)生意外，一般分為直流側(cè)接地和交流側(cè)接地兩種形式。

動(dòng)參與學(xué)習(xí)活動(dòng)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、數(shù)據(jù)分析、探究實(shí)驗(yàn)等多種形式的活動(dòng)中，完成對(duì)重要概念的建立、理解和應(yīng)用，發(fā)展生物學(xué)科核心素養(yǎng)。本文以“呼吸作用”為例，介紹學(xué)生如何在主動(dòng)參與學(xué)習(xí)活動(dòng)的過(guò)程中構(gòu)建生物學(xué)重要概念。

1 教學(xué)背景分析

1.1 課程標(biāo)準(zhǔn)及重要概念分析 課程標(biāo)準(zhǔn)提出生物學(xué)概念的描述方式有2種，一種是使用專業(yè)術(shù)語(yǔ)，另一種是描述概念內(nèi)涵。例如“呼吸作用”是生物學(xué)概念的術(shù)語(yǔ)，其內(nèi)涵具體描述為“生物體的細(xì)胞分解有機(jī)物，生成二氧化碳和水，同時(shí)釋放能量的過(guò)程。”教師參考蘇科版7年級(jí)上冊(cè)第7章第1節(jié)“能量的釋放和利用”，設(shè)計(jì)A、B、C 3條次位概念，并提供支撐次位概念的事實(shí)，依次陳述如下：

4.1 情境體驗(yàn)：食物中的有機(jī)物為人體活動(dòng)提供能量 利用現(xiàn)代教育手段，以視頻導(dǎo)入新課，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)輕松、愉悅的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣；再設(shè)置相關(guān)問(wèn)題，將學(xué)生思維引導(dǎo)到本節(jié)課的課題中來(lái)。

“Canterbury”英格蘭肯特郡的一個(gè)城市，有許多古舊精美的建筑，包括英國(guó)國(guó)教會(huì)的著名的中心大教堂。1170年托馬斯·貝克特在這里遇害后，此地成為基督徒朝圣地?，F(xiàn)在是重要的旅游勝地。1988年坎特伯雷大教堂入選世界遺產(chǎn)名錄（克勞瑟，2007）。[13]譯者采用音譯的方法，保留了源語(yǔ)言文化，但是由于兒童讀者在身心發(fā)展兩方面都還沒(méi)有發(fā)育完全，太多的異質(zhì)語(yǔ)言會(huì)超過(guò)他們的知識(shí)范圍和理解能力。添加注釋，會(huì)更易于兒童讀者接受。

從表5中可以發(fā)現(xiàn)，第一，被解釋變量滯后項(xiàng)的系數(shù)rho反映了地理因素對(duì)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的影響，其取值為0.3768，且在1%的顯著性水平下通過(guò)了檢驗(yàn)，這表明我國(guó)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展存在空間溢出效應(yīng)與空間依賴性，地理因素對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展有著顯著的正向作用，即相鄰區(qū)域農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展變動(dòng)會(huì)引起本區(qū)域農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展相應(yīng)變動(dòng)。事實(shí)上，相鄰區(qū)域有著相似的農(nóng)業(yè)環(huán)境，有利于各區(qū)域農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的相互借鑒學(xué)習(xí)，最終形成相鄰區(qū)域農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的趨同。

A.1人體內(nèi)能量的釋放與呼吸密切相關(guān)

數(shù)碼互動(dòng)系統(tǒng)在形態(tài)實(shí)驗(yàn)考試中的優(yōu)勢(shì)：教師可以提前制作考試圖片庫(kù)，學(xué)生在考試時(shí)自動(dòng)生成一定數(shù)量的題目，學(xué)生通過(guò)觀察圖片做出解答診斷，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化考試，節(jié)省了人力物力，計(jì)算機(jī)可以對(duì)考試答案結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)分析，提高了工作效率，同時(shí)對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)更加透明公平。

A.3人體細(xì)胞內(nèi)存在消耗氧氣和有機(jī)物，產(chǎn)生水和二氧化碳、釋放能量的生理過(guò)程

B.植物細(xì)胞能進(jìn)行呼吸作用

B.1植物呼吸消耗氧氣，釋放二氧化碳

A.2人（動(dòng)物）通過(guò)呼吸，吸入氧氣、呼出二氧化碳

1.2 學(xué)情分析 根據(jù)皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論，7年級(jí)學(xué)生（12～15歲）處于形式運(yùn)算階段。該階段學(xué)生已掌握進(jìn)行科學(xué)探究所需的一些最基本的運(yùn)算（例如控制變量），能按照假設(shè)、驗(yàn)證科學(xué)方法思考問(wèn)題；學(xué)生在先前學(xué)習(xí)過(guò)程中構(gòu)建了 “光合作用”概念，這是構(gòu)建“呼吸作用”概念的有力鋪墊。

B.3活細(xì)胞才能進(jìn)行呼吸作用

3）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：在探究活動(dòng)中，樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成勇于探索的科學(xué)精神。

A.人體細(xì)胞能進(jìn)行呼吸作用

B.2植物體通過(guò)呼吸作用消耗糖類和氧氣，產(chǎn)生水，釋放二氧化碳和能量

2 教學(xué)目標(biāo)

1）知識(shí)目標(biāo)：理解“呼吸作用”；區(qū)別“呼吸”與“呼吸作用”。

2）能力目標(biāo)：通過(guò)分析“起蹲活動(dòng)”觀察記錄表中的數(shù)據(jù)，學(xué)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)、結(jié)果進(jìn)行分析、處理；在設(shè)計(jì)“探究植物呼吸過(guò)程中消耗氧氣”的實(shí)驗(yàn)方案中，加強(qiáng)科學(xué)探究能力與實(shí)驗(yàn)操作能力；能夠運(yùn)用呼吸作用的原理解釋生活中常見(jiàn)現(xiàn)象。

C.植物光合作用與呼吸作用具有一定的聯(lián)系［3］

其父祁承爜(1562-1628)，字爾光，號(hào)夷度，又號(hào)曠翁、密園老人。明代藏書家、目錄學(xué)家。祁父亦有“園林之好”，造有密園、夷軒、澹生堂、曠亭、紫芝軒、快讀齋、蔗境等。并撰有《密園前記》《密園后記》等。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

基于對(duì)重要概念的分析，教師需要向?qū)W生提供支撐次位概念的事實(shí)。這些事實(shí)既可由教師直接提供，也可由學(xué)生通過(guò)各種學(xué)習(xí)活動(dòng)獲得。學(xué)生親歷證據(jù)的收集與處理，更能發(fā)展生物學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中收集獲得的各項(xiàng)證據(jù)、資料相對(duì)較零散，教師可借助概念圖對(duì)其進(jìn)行整合，構(gòu)建“呼吸作用”的概念，實(shí)現(xiàn)新、舊知識(shí)之間的銜接，為學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中構(gòu)建生物學(xué)重要概念打下基礎(chǔ)。

1.人民積極性的調(diào)動(dòng)。人民群眾是社會(huì)物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富的創(chuàng)造者，是社會(huì)變革的決定力量。毛澤東提出了人民創(chuàng)造歷史的觀點(diǎn)，他說(shuō)：“人民，只有人民，才是創(chuàng)造世界歷史的動(dòng)力?！保?］1031改善民生最終要靠“發(fā)動(dòng)群眾的創(chuàng)造力和積極性”［4］933。

4 教學(xué)過(guò)程

1.3 治療 所有患者術(shù)后第1天重新測(cè)D-二聚體，對(duì)D-二聚體＞300 μg/L且無(wú)出血傾向者，給予低分子那屈肝素鈣4 000 U或肝素鈉5 000 U皮下注射，每日1次，共3～7 d;對(duì)D-二聚體＞400 μg/L除了給予藥物外另加穿血栓襪或抗血栓泵等治療;對(duì)D-二聚體雖然正?；蚵愿哒叩懈呶Ｒ蛩鼗颊呓o予穿血栓襪或用抗血栓泵每日2次，每次2 h預(yù)防治療。

上課伊始，教師播放“士力架”廣告視頻，最后定格廣告詞“橫掃饑餓，補(bǔ)充能量”及“士力架營(yíng)養(yǎng)成分表”。提出問(wèn)題：士力架中的哪些成分可以為人體活動(dòng)提供能量？有機(jī)物中的能量是如何被釋放的？引出本節(jié)課的課題。

4.2 感知體驗(yàn)：人體細(xì)胞能進(jìn)行呼吸作用 學(xué)生在教師指導(dǎo)下將手指放置于鼻腔處感受呼吸，然后以小組為單位，完成“不同生活狀態(tài)下每分鐘呼吸次數(shù)”的測(cè)定活動(dòng)，同時(shí)注意觀察起蹲者“有無(wú)出汗”和“身體是否發(fā)熱”。討論：不同狀態(tài)下，人體呼吸頻率是否有差異？何種狀態(tài)下耗能最多？能量的釋放與呼吸是否有關(guān)？學(xué)生在問(wèn)題指引下，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析，發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)能量的釋放與呼吸關(guān)系密切；學(xué)生觀察教師展示的“人體吸入氣體成分和呼出氣體成分含量對(duì)照表”，思考：人體呼吸時(shí)吸入與呼出的氣體分別是什么？吸入的氧氣去哪兒了？二氧化碳又是由哪里產(chǎn)生的？在數(shù)據(jù)對(duì)比中，學(xué)生認(rèn)識(shí)到人體呼吸吸入氧氣呼出二氧化碳。對(duì)于氧氣的去處和二氧化碳的來(lái)源，學(xué)生難以推斷，教師引導(dǎo)學(xué)生推理：吸入的氧氣最終會(huì)被運(yùn)送到全身各處的組織細(xì)胞，在細(xì)胞中存在一項(xiàng)消耗氧氣和有機(jī)物、產(chǎn)生二氧化碳和水并釋放能量的生理過(guò)程。

4.3 探究體驗(yàn)：植物呼吸消耗氧氣釋放二氧化碳

為順利過(guò)渡到對(duì)植物呼吸過(guò)程中的氣體變化的探究活動(dòng)，教師以問(wèn)題“植物也會(huì)像人一樣進(jìn)行呼吸嗎？”作為過(guò)渡的橋梁。學(xué)生的回答各有不同：有的學(xué)生認(rèn)為植物不會(huì)呼吸，因?yàn)樗鼪](méi)有像人一樣的呼吸器官；有的學(xué)生則認(rèn)為植物會(huì)像人一樣進(jìn)行呼吸；還有的學(xué)生認(rèn)為植物呼吸會(huì)釋放氧氣。針對(duì)學(xué)生的回答，教師展示“顯微鏡下的蠶豆葉表皮氣孔”，簡(jiǎn)單介紹氣孔的功能。在教師引導(dǎo)下，學(xué)生認(rèn)識(shí)到植物可與外界進(jìn)行氣體交換，即植物也會(huì)呼吸。但植物呼吸消耗和釋放的氣體究竟是什么還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

4.3.1 驗(yàn)證植物呼吸過(guò)程釋放了二氧化碳 消除學(xué)生對(duì)植物呼吸過(guò)程中氣體變化錯(cuò)誤認(rèn)知的最好方式，就是讓學(xué)生親自在實(shí)驗(yàn)探究中收集證據(jù)。具體活動(dòng)過(guò)程如下：

1）教師提問(wèn)：植物呼吸過(guò)程是否釋放了二氧化碳？2）學(xué)生各抒己見(jiàn)，形成假設(shè)。3）教師提供驗(yàn)證二氧化碳的方法資料及具體驗(yàn)證方案。4）教師先利用多媒體課件展示興趣小組學(xué)生在課前24 h完成的預(yù)置實(shí)驗(yàn)視頻，保證預(yù)置實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。邀請(qǐng)學(xué)生在課上分別將未放入任何材料、裝有新鮮菠菜的塑料袋中的氣體通入澄清石灰水中，教師利用IP攝像頭（一種可以將視頻推送至電腦瀏覽器上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播的手機(jī)應(yīng)用軟件），將學(xué)生操作過(guò)程實(shí)時(shí)推送在教室的白板上，學(xué)生清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。5）學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（圖1A），得出結(jié)論：植物呼吸釋放了二氧化碳。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，生成科學(xué)探究程序：提出問(wèn)題→作出假設(shè)→制定計(jì)劃→實(shí)施計(jì)劃→得出結(jié)論。

4.3.2 探究植物呼吸過(guò)程是否消耗氧氣 基于上述活動(dòng)生成的科學(xué)探究程序，學(xué)生以小組為單位，開(kāi)展探究活動(dòng)。1）提出問(wèn)題：植物呼吸過(guò)程是否消耗氧氣？2）學(xué)生作出假設(shè)。3）基于假設(shè)，學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)方案并展示。在展示實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出“未設(shè)計(jì)遮光處理環(huán)節(jié)、未設(shè)計(jì)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)”的錯(cuò)誤方案，比較“空白對(duì)照”與“煮熟實(shí)驗(yàn)材料對(duì)照”方案設(shè)計(jì)思路的異同點(diǎn)。4）學(xué)生利用生物興趣小組提前24 h做好的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。具體實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：甲瓶中放入新鮮黃豆芽，乙瓶中放入等量煮熟黃豆芽，暗處理，靜置24 h。學(xué)生將燃燒蠟燭同時(shí)放入甲、乙瓶中，觀察蠟燭燃燒情況。在驗(yàn)證過(guò)程中，教師發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生還未點(diǎn)燃蠟燭就準(zhǔn)備打開(kāi)瓶蓋，教師及時(shí)提醒學(xué)生注意規(guī)范操作。5）學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（圖1B），放入甲瓶中的蠟燭熄滅，而放入乙瓶中的蠟燭持續(xù)燃燒。學(xué)生總結(jié)，得出結(jié)論：與人一樣，植物呼吸也消耗氧氣釋放二氧化碳，且植物細(xì)胞必須是活細(xì)胞。

4.4 認(rèn)知體驗(yàn)：呼吸作用的內(nèi)涵 學(xué)生活動(dòng)的最終目的是獲得構(gòu)建生物學(xué)概念的事實(shí)，但由于條件的限制,不能在有限課堂教學(xué)中讓學(xué)生直接獲得所有的事實(shí)證據(jù)，教師可合理展示科學(xué)家的研究結(jié)果。學(xué)生在教師指導(dǎo)下對(duì)各種事實(shí)資料進(jìn)行抽象和概括，構(gòu)建呼吸作用概念：生物體的細(xì)胞分解有機(jī)物，生成二氧化碳和水，同時(shí)釋放能量的過(guò)程。此后，學(xué)生在教師指導(dǎo)下構(gòu)建光合作用與呼吸作用聯(lián)系圖示模型（圖2），以實(shí)現(xiàn)新、舊知識(shí)的銜接。

圖2 植物體光合作用與呼吸作用聯(lián)系圖

4.5 應(yīng)用體驗(yàn) 在構(gòu)建“呼吸作用”概念后，教師設(shè)計(jì)思考題：為什么蘋果、梨久放后果實(shí)會(huì)變得松軟，且不如新鮮時(shí)甜？臥室放入過(guò)多的植物是否科學(xué)？學(xué)生在建立和理解 “呼吸作用”概念的基礎(chǔ)上，解釋生活中的實(shí)際問(wèn)題。

5 教學(xué)感悟

本節(jié)課，學(xué)生在多種活動(dòng)中親歷對(duì)事實(shí)證據(jù)的收集，構(gòu)建“呼吸作用”概念，而非教師強(qiáng)制性灌輸記憶。同時(shí)，學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、反思的過(guò)程中，發(fā)展了批評(píng)性思維；在由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程中，發(fā)展了邏輯思維；在實(shí)際操作中，提高了規(guī)范操作意識(shí)；在成功的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)下獲得滿足，增加了學(xué)習(xí)興趣及繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)探究的欲望，將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展落到實(shí)處。