趙 嬌(江蘇省泗洪中學(xué) 223900)

高中生物學(xué)“大概念”教學(xué)具有簡(jiǎn)潔性和實(shí)用性的特點(diǎn)。學(xué)生通過對(duì)“大概念”探究,對(duì)知識(shí)會(huì)從感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí),能更好地理解相關(guān)原理和理論,深化對(duì)生物學(xué)核心概念的理解。

生物學(xué)涵蓋的理論內(nèi)容和對(duì)象都是生命體或者與生命體相關(guān)的物質(zhì)。生命觀念是生物學(xué)學(xué)習(xí)的基本和觀念,需要學(xué)生圍繞著生命進(jìn)行探究,學(xué)會(huì)辯證思考和邏輯推理,在思考和推理中了解生命的形成,建構(gòu)“大概念”體系,在主動(dòng)加工中提高學(xué)科素養(yǎng),在課程上提高靈活應(yīng)用知識(shí)的能力。

一、培養(yǎng)生命觀念的重要作用

學(xué)生通過對(duì)生物學(xué)知識(shí)的探究和分析會(huì)感受到生命的存在,理解生命的可貴和重要價(jià)值。教師要引導(dǎo)學(xué)生在生物學(xué)探究中感受生命觀念,加深對(duì)生物學(xué)理念的認(rèn)知。學(xué)生通過對(duì)“大概念”的探究和分析,會(huì)深化對(duì)知識(shí)的認(rèn)知,學(xué)會(huì)主動(dòng)遷移應(yīng)用,在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)生命觀念的培養(yǎng),建構(gòu)生命概念,實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的落實(shí)。

二、“大概念”教學(xué)下的高中生物學(xué)教學(xué)

“大概念”教學(xué)是一種教學(xué)理念和教學(xué)思想,它引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)高中生物學(xué)教學(xué)中“大概念”的探究,深化學(xué)生對(duì)生物學(xué)理念的認(rèn)知,讓學(xué)生更好地理解生物學(xué)知識(shí),完成知識(shí)建構(gòu)。學(xué)生通過對(duì)“大概念”的梳理,會(huì)了解生物學(xué)要點(diǎn)知識(shí),把握關(guān)鍵信息,建構(gòu)知識(shí)框架,形成系統(tǒng)性認(rèn)知。學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)會(huì)在實(shí)踐中深化對(duì)生物學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解,在主動(dòng)加工中理解其中的生命知識(shí),體會(huì)到其中的生命觀念,產(chǎn)生生物學(xué)探究興趣,從而實(shí)現(xiàn)思維品質(zhì)的提升和學(xué)習(xí)能力的提高。

三、指向生命觀念提升的高中生物學(xué)“大概念”教學(xué)策略

1.圍繞核心素養(yǎng),指向生命觀念

一是趣味性導(dǎo)入,引導(dǎo)學(xué)生形成生命觀念。教師用學(xué)生熟悉的情境來呈現(xiàn)生物學(xué)知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生觀察生命現(xiàn)象,使學(xué)生在思考和分析中形成生命觀念。以“DNA 的結(jié)構(gòu)和DNA 的復(fù)制”學(xué)習(xí)為例。DNA 是生物學(xué)中的重要概念,它被稱為核酸,是細(xì)胞的遺傳物質(zhì),也是生命基礎(chǔ)分子,可以組成遺傳指令。為了使學(xué)生更好地理解與之相關(guān)的知識(shí),教師可以以此為“大概念”,呈現(xiàn)出DNA 雙螺旋模型,用真實(shí)的、直觀的模型來引導(dǎo)學(xué)生思考:DNA 模型的結(jié)構(gòu)是什么,這種模型有什么特點(diǎn)?創(chuàng)設(shè)情境會(huì)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)觀察,進(jìn)而使學(xué)生在觀察中對(duì)模型進(jìn)行分析,促進(jìn)其形成對(duì)知識(shí)的直觀認(rèn)識(shí),最終深化對(duì)DNA 進(jìn)行遺傳調(diào)控的理解。

二是科學(xué)史學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科探究精神?？茖W(xué)史是學(xué)生探究生物學(xué)知識(shí)的最佳素材。在“DNA的結(jié)構(gòu)和DNA 的復(fù)制”的學(xué)習(xí)中,教師可以讓學(xué)生思考科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的,這個(gè)“大概念”是一個(gè)承載了豐富知識(shí)的概念,會(huì)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)教材中的科學(xué)史內(nèi)容,使學(xué)生在探究中形成對(duì)脫氧核苷酸成分的初步認(rèn)知。學(xué)生通過對(duì)科學(xué)史的閱讀和學(xué)習(xí),會(huì)認(rèn)識(shí)到沃森和克里克兩位科學(xué)家的探究過程,思考他們成功的原因,在學(xué)習(xí)和加工中逐步理解概念,建構(gòu)“大概念”系統(tǒng),認(rèn)識(shí)到科學(xué)家敏銳的洞察力、堅(jiān)持不懈的毅力和嚴(yán)密的邏輯推理能力,從而提高自身的學(xué)科探究精神。學(xué)生在科學(xué)家的間接帶領(lǐng)下不僅會(huì)掌握生物學(xué)知識(shí),更會(huì)了解如何探究、如何分析,學(xué)會(huì)用邏輯和推理的方式來思考問題,用探究的方式來學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的掌握和探究能力的提高。

三是動(dòng)手去操作,鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)會(huì)理性思維。在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的過程中,教師要關(guān)注學(xué)生的參與度,引導(dǎo)學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐的方式來理解知識(shí)、掌握知識(shí)規(guī)律,使學(xué)生形成系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)。學(xué)生動(dòng)手操作會(huì)深入到知識(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,主動(dòng)探究DNA 模型,形成對(duì)脫氧核苷酸的認(rèn)識(shí),主動(dòng)構(gòu)建DNA 的立體結(jié)構(gòu),在操作中形成自己的理解,建構(gòu)“大概念”系統(tǒng),形成整體性認(rèn)識(shí)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生按照折星星的方式來制作脫氧核糖。制作磷酸的時(shí)候要比脫氧核糖稍小一些,可以將其制作成圓形。堿基的制作比較復(fù)雜,要將它們分類,制作成4種,分別是A、T、G、C,并且要注意數(shù)量的一一對(duì)應(yīng),這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)互補(bǔ)。在制作的時(shí)候,可以大致將堿基制作成長(zhǎng)方形。當(dāng)所有的模型元件都制作完成之后,學(xué)生可照一定的原則將它們組合起來。組合的過程就是學(xué)生探究DNA結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要過程,學(xué)生之間可以通過交流和溝通的方式來探究,以便更好地理解其雙螺旋結(jié)構(gòu),建構(gòu)出模型,形成DNA“大概念”認(rèn)識(shí),梳理出知識(shí)框架。

四是生活中應(yīng)用,增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)。為了在生物學(xué)教學(xué)中落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng),增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí),教師應(yīng)將生物學(xué)知識(shí)與生活結(jié)合起來,引導(dǎo)學(xué)生通過“大概念”探究來分析知識(shí)。同時(shí),用生活中的生物學(xué)“大概念”來培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探究生物學(xué)知識(shí),達(dá)到熟練應(yīng)用的程度。例如,在本課的學(xué)習(xí)中,教師可以讓學(xué)生探究DNA 識(shí)別技術(shù)在偵查破案中的作用。通過探究,學(xué)生會(huì)進(jìn)一步理解DNA 分子的基本組成單位,明白DNA 四維空間結(jié)構(gòu),在探究過程中理解DNA 分子結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定性、多樣性和特異性。

2.關(guān)注課堂環(huán)節(jié),滲透生命觀念

一是新課自主探究,培養(yǎng)科學(xué)思維。面對(duì)新知識(shí),教師要鼓勵(lì)學(xué)生自主探究。自主學(xué)習(xí)中,學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到生物學(xué)中的“大概念”,從而進(jìn)行主動(dòng)加工,在主動(dòng)加工中更好地理解知識(shí),形成生命觀念。

例如,在學(xué)習(xí)“人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”時(shí),圍繞概念自主探究,學(xué)生會(huì)了解到:諾貝爾獎(jiǎng)獲得者俄國(guó)生理學(xué)家伊萬(wàn)·巴甫洛夫(Ivan Pavlov,1849-1932)是最早提出經(jīng)典性條件反射的人。實(shí)驗(yàn)觀察中,他注意到狗一看到食物就淌口水,這是食物在無形中對(duì)動(dòng)物帶來的一種刺激。這是通過視覺刺激產(chǎn)生的,并不一定非得接觸到食物。通過進(jìn)一步的研究,巴甫洛夫?qū)⒎瓷浞殖煞菞l件反射與條件反射兩類。實(shí)驗(yàn)過程中,巴甫洛夫認(rèn)識(shí)到非條件反射是遺傳的,而條件反射則是后天獲得的。

通過自主學(xué)習(xí),學(xué)生在探究中了解到“調(diào)節(jié)”這個(gè)概念,也會(huì)了解到神經(jīng)纖維上電位測(cè)定的方法。首先是靜息電位的測(cè)量,可以通過將靈敏電流計(jì)一極與神經(jīng)纖維膜外側(cè)連接,另一極與膜內(nèi)側(cè)連接,只觀察到指針發(fā)生一次偏轉(zhuǎn),如圖一中的圖甲。兩極都與神經(jīng)纖維膜外側(cè)相連接,指針不偏轉(zhuǎn),如圖一中的圖乙。而動(dòng)作電位的測(cè)量則需要注意靈敏電流計(jì)的兩極都連接在神經(jīng)纖維膜外側(cè),可觀察到指針發(fā)生兩次方向的偏轉(zhuǎn),如圖二。學(xué)生借助對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和思考成為課堂的主體,通過探究逐步地活躍了思維,學(xué)會(huì)通過邏輯思考和推理的方式來探究問題,進(jìn)而掌握知識(shí)。

圖一

圖二

二是合作深入討論,參與科學(xué)探究?！皩W(xué)起于思,思源于疑”,問題會(huì)啟迪思維,為學(xué)生提供更多的思考空間,幫助學(xué)生建立“大概念”意識(shí)。教師在課堂探究中要積極地通過問題來引導(dǎo)學(xué)生思考和探究,用問題來活躍學(xué)生的思維,促進(jìn)其參與科學(xué)探索,總結(jié)生物學(xué)中的“大概念”。

例如,為了使學(xué)生了解興奮傳導(dǎo)的特點(diǎn),教師可以提出問題:“用什么樣的方式可以驗(yàn)證沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)?”問題會(huì)促進(jìn)學(xué)生思考,學(xué)生會(huì)在探究中主動(dòng)分析,設(shè)計(jì)出如圖三所示的實(shí)驗(yàn)圖。學(xué)生會(huì)用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),利用電刺激圖三中的①處,觀察A 的變化,同時(shí)測(cè)量圖三中②處的電位有無變化。學(xué)生通過積極思考,并認(rèn)識(shí)到若A 有反應(yīng),且②處電位改變,說明沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是雙向的;若A 有反應(yīng)而②處無電位變化,則說明沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是單向的。

圖三

三是當(dāng)堂綜合訓(xùn)練,靈活應(yīng)用知識(shí)。核心素養(yǎng)歸根結(jié)底關(guān)注的是學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用,讓學(xué)生通過將生物學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐的方式來理解生物學(xué)規(guī)律,促進(jìn)學(xué)生理解能力的提高,從而幫助學(xué)生建構(gòu)出“大概念”模型。教師要引導(dǎo)學(xué)生借助所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)來嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題,達(dá)到活學(xué)活用的程度。例如,在本課的學(xué)習(xí)中,教師要鼓勵(lì)學(xué)生去探究,讓學(xué)生真正掌握知識(shí)。教師為學(xué)生提供圖四圖片,這是反射弧結(jié)構(gòu)模式圖。a,b分別是放置在傳出神經(jīng)和骨骼肌上的電極,用于刺激神經(jīng)和骨骼肌;c是放置在傳出神經(jīng)上的電位計(jì),用于記錄神經(jīng)興奮電位;d是為神經(jīng)與肌細(xì)胞接頭部位,是一種突觸。

圖四

第一,用a刺激神經(jīng),產(chǎn)生的興奮傳到骨骼肌引起的收縮________反射。

第二,用b 刺激骨骼肌,_________在c處記錄到電位。

第三,正常時(shí),用a刺激神經(jīng)會(huì)引起骨骼肌收縮;傳出部分的某處受損時(shí),用a刺激神經(jīng),骨骼肌不再收縮。根據(jù)條件,完成實(shí)驗(yàn):

①如果_________表明傳出神經(jīng)受損。

②如果_________表明骨骼肌受損。

在對(duì)問題的分析中,學(xué)生會(huì)想到:用a刺激神經(jīng),產(chǎn)生的興奮傳到骨骼肌引起的收縮因沒有經(jīng)過完整的反射弧,所以不屬于反射。在分析中,學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到:因?yàn)榕d奮在經(jīng)過突觸傳遞時(shí)具有單向性,所以用b刺激骨骼肌不能在c處記錄到電位。在分析中,學(xué)生還會(huì)認(rèn)識(shí)到:用a刺激神經(jīng),骨骼肌不再收縮,可能是傳出神經(jīng)受損,也可能是骨骼肌或部位d受損。要證明傳出神經(jīng)受損,只需用a刺激神經(jīng),在c處不能記錄到電位;要證明骨骼肌受損,只需用b刺激骨骼肌,骨骼肌不收縮;要證明部位d受損,只需用a刺激神經(jīng),在c處記錄到電位,骨骼肌不收縮,而用b刺激骨骼肌,骨骼肌收縮。學(xué)生通過對(duì)知識(shí)的分析和探究,會(huì)在思考中總結(jié)問題的答案,在探究中找到解決問題的方法,明白生命活動(dòng)的現(xiàn)象和道理。

四是課后教學(xué)反思,落實(shí)核心素養(yǎng)。在進(jìn)行“神經(jīng)調(diào)節(jié)”教學(xué)時(shí),教師首先創(chuàng)設(shè)趣味性的情境來導(dǎo)入課堂,鼓勵(lì)學(xué)生自主探究。了解本課的基本概念之后,教師可呈現(xiàn)相關(guān)科學(xué)史經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生科學(xué)探究的主動(dòng)性和積極性。在學(xué)生掌握了知識(shí)后進(jìn)行當(dāng)堂訓(xùn)練,會(huì)讓學(xué)生靈活應(yīng)用知識(shí),在實(shí)踐中掌握知識(shí)。學(xué)生通過對(duì)神經(jīng)調(diào)節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí),建構(gòu)出“大概念”體系,形成“大概念”框架,在潛移默化中樹立生命觀念和社會(huì)責(zé)任感,使學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)得到落實(shí)。

四、結(jié)語(yǔ)

學(xué)生通過對(duì)生物學(xué)“大概念”的探究,理解生物學(xué)中的抽象知識(shí),感受生命存在的價(jià)值和意義,內(nèi)化生命觀念。通過學(xué)生之間的相互交流和動(dòng)手操作的方式來探究生物學(xué)知識(shí),會(huì)促進(jìn)學(xué)生更好地理解“大概念”,使學(xué)生在體驗(yàn)中將知識(shí)具體化,在實(shí)踐中形成認(rèn)識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)科意識(shí),促進(jìn)學(xué)生在探究中更好地理解“大概念”,感受其中的生命觀念,培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。