基于学科逻辑与心理逻辑沟通的教学——以“被子植物体的结构层次”为例

□应良西

（台州市路桥区桐屿街道中学，浙江台州 318053）

基于学科逻辑与心理逻辑沟通的教学
——以“被子植物体的结构层次”为例

□应良西

（台州市路桥区桐屿街道中学，浙江台州 318053）

课堂教学可以通过激活经验，顺应学生认知顺序，实现学科逻辑和心理发展逻辑的有效沟通。以“被子植物体的结构层次”教学为例，在单元整体学习的思想指导下，依据学生认知水平，适当调整教学内容先后顺序，在解决真实的问题中建构科学概念。

学科逻辑；心理逻辑；有效沟通；教学

初中科学教材以“整合”与“探究”为主要特点，在课程标准引领下，结合各学段学生的认知特点、生活经验和其他相关课程衔接的基础，围绕提高每一个学生科学素养的课程总目标,做到了精心选择和组织学习内容，有利于学生从整体上认识自然、建构科学概念进而形成科学观念。但是在课程具体的教学实施过程中，我们也会发现：因教材的部分内容过于关注学科逻辑，追求知识的整体性和连贯性，忽视学生学习心理发展特点，加之部分科学教师不善于灵活处理教学内容，而严格依照教材安排，往往导致难以达到理想的教学效果，甚至使学生误解科学学习方式，难以体会学习科学的意义而丧失学习兴趣。由于知识逻辑不断发展和凝练，学科逻辑与心理逻辑的距离不断扩大，进而出现了学科逻辑和心理逻辑的鸿沟[1]。为此，我们以《生物体的结构层次——被子植物体的结构层次》为例，在单元整体学习规划的指导下，通过激活经验跨越鸿沟，实现学科逻辑与心理逻辑的沟通，设计教学并投入课堂教学实践，试图引领教师转变教材观、学生观和教学观，激发学生的学习兴趣，促进学生改变学习科学的方式。

一、问题与分析

当前初中科学教材按照细胞的分裂→生长和分化→组织、器官和系统→结构与层次这一学科逻辑顺序展开，从微观到宏观层层提升推进，思路严密清晰，图文并茂，同时配以多样的活动，有利于知识的落实和掌握并形成条理化的概念图。但是在具体的教学实践中，如果过分追求学科逻辑的成人思维，忽视学生认知发展特点的心理逻辑，可能会遭遇意想不到的困境。在本节课的课堂教学中，我们常常会发现：学生在学习细胞分裂、生长和分化模块时，学习的积极性和投入度都不错，但是到了学习组织、器官和系统这一模块时却兴趣不强、昏昏欲睡，概念理解不够深入且容易混淆，学习方式上陷入了读、记、背的误区。面对如此教学困境，我们仔细分析发现：组织、器官和系统这两部分的教学内容，在教材中以“展示组织的概念→五大植物组织名称、结构特点及功能→四大动物组织名称、结构特点及功能→器官的概念→被子植物各种器官名称、功能及其相互关系→动物各种器官、系统的概念及其相互关系→归纳总结植物体和动物体的结构层次及其各系统协调统一整体”这一顺序展开，通过观察、比较平衡推进一一落实具体知识点，再归纳总结形成系统知识。这样的学科逻辑貌似有利于在比较异同中掌握知识、培养能力，提升科学素养，但实际上如此关注落实知识点的碎片化学习，难以引发学生的学习兴趣；而且这样的教学内容安排，往往会使许多教师在同一课时中既教植物组织又教动物的组织，既教植物体的结构层次又教动物体的结构层次，这样往往容易使所学知识发生混淆，不利于概念的理解和建构。因为脑科学研究表明：如果概念之间非常相似，脑就会建立相同的学习路径，造成概念混淆。[2]

二、教学改进思路

基于上述遭遇的问题与分析，本节课在计划三课时不变的情况下，对教学内容的顺序进行调整，其中第一课时细胞的分裂、生长和分化不变，第二、三两课时分别为植物体的结构层次和动物体的结构层次。这样既可以避免了在同一课时采用相同学习路径学习相似概念而造成概念混淆，又能加深对组织、器官和系统概念的理解和建构，促进“结构与功能相适应”和“生物体各个组成部分是相互协调、统一的整体”的科学观念形成。在此单元整体规划下，针对调整内容精心进行课时整体设计。以植物体（被子植物体）的结构层次教学为例，做如下具体教学改进。

被子植物体的结构层次是在学生学习了细胞形态结构和功能，细胞的分裂、生长和分化，认识显微镜结构与功能及其正确使用的基础上，进一步学习细胞是如何组合形成生物体。对于七年级学生来说，他们除了有如上所述的建构基础外，还有小学科学认识植物体各种器官及其生活中各种植物基础。依据学生已具备的这些知识建构逻辑起点，把植物体结构层次相关内容从教材中提取出来并重组，设计教学的总体思路为：现象入手→聚焦问题→作出猜想→实验观察，收集证据→分析论证，作出解释。

三、具体设计方案

（一）教学目标和重点

教学目标：

（1）通过实验探究认同构成植物体的细胞有多种形态且有一定层次；

（2）能用自己的语言简述被子植物体的结构层次；

（3）知道组织与器官区别与联系；

（4）能区分植物五大组织并知道它们的大致功能和分布。

教学重点：植物体的结构层次；大致区分五大植物组织并知道它们的大致功能和分布。

教学难点：组织与器官区别与联系。

（二）教学媒体

一盆番茄植株（见图1）、显微镜、解剖刀、解剖盘、番茄表皮和果肉临时装片、被子植物茎的横切和叶的纵切永久装片、番茄果实、纸巾、电子目镜及课件。

图1

（三）前置任务

观察番茄植株，指出其各组成部分的名称（写在图1相应方框内），说说各自有何功能？

（意图：基于整体事物的观察，激活学生原有认知结构，为学生认同解决本课时的大问题作心理的铺垫）

（四）教学过程

1.引入聚焦大问题

我们已经知道动植物都是由细胞构成。构成同一生物个体的细胞都一样吗？这么多的细胞是随意堆砌成一个生物体的，还是按一定层次组成生物体的？今天让我们带着这些疑问，以多细胞植物——番茄为例，通过观察、实验甚至借助显微镜来研究绿色开花植物体的结构层次。

2.交流前置任务，初建器官概念

出示一株盆栽番茄植株，让学生指出各组成部分的名称，说出各自对植物体的作用。引出学生初步建构“器官”概念（生物体中有特定机能的结构）,依据功能对器官进行分类。

3.观察具体器官，建构“组织”概念

引发学生思考、讨论：番茄的各个器官又是由什么构成的？

在学生回答“细胞”后，出示“番茄果实”追问：你们看到组成的细胞吗？激发学生的探究欲望。指导学生用解剖刀纵向切开番茄，从外到内仔细观察并说出各组成部分及其作用。针对作用引出具体组织，引发思考：什么是组织？

让学生用显微镜观察番茄的表皮、果肉及经络的细胞，思考：同一组织的细胞形态都一样吗？结构功能也一样吗？同一器官的不同组织的细胞一样吗？结构功能呢？据此，请说说组织的概念。

让学生用显微镜观察南瓜茎横切和迎春叶纵切的永久装片，从外到内组成细胞的形态，指出各部分组织的名称和结构特点。归纳总结：这些组织在其他植物中也有不同程度的存在。

引导归纳：显微镜下的观察告诉我们，组织是由细胞按一定层次构成的，不同组织的细胞形态和功能不同。

4.激活经验旧知，在链接中感悟被子植物体结构层次

追问激思：这么多的组织又是怎样形成的？

学生讨论激活旧知：细胞分裂；细胞分化；细胞分裂、分化。

让学生说出推理的依据，引导比较得出：组织由细胞分裂、分化而来；进而引出分生组织的概念，完善植物体五大组织概念的建构。

让学生通过读图，尝试说出组织与器官的区别和联系，明析细胞、组织、器官的概念及其关系。

5.从微观到宏观描述植物体的结构层次,检测核心概念建构

小组内同学互相说说：从一个细胞（受精卵）变成一株植物需要经历哪些变化过程？

小组派代表展示，全班同学聆听，作出评价。

6.归纳五大植物组织的结构特点、功能与分布，理解深化拓展知识

读图：根据图2中5幅图提供的细胞排列及结构特点，指出五大组织的名称及其功能、分布。

图2

（五）回顾总结，引发新问

让学生谈谈自己的收获和产生的新问题。

（六）反馈练习，检测应用知识

（1）什么组织会贯穿于植物的根、茎、叶等结构？

（2）剪去一根枝条的顶尖，这根枝条就不能继续往上生长了，其主要原因可能是什么？

（3）当你吃甘蔗时，首先你要把甘蔗茎坚韧的皮剥去；咀嚼甘蔗茎时会有很多甜汁；那些咀嚼之后剩下的渣滓被吐掉。试从组织构成器官的角度，说一说甘蔗茎由哪些组织构成？

四、讨论与反思

纵观本课时的课堂教学尝试，学生的学习状态得到极大的改善，学习兴趣浓厚，课堂参与的积极性高涨，思考问题的深入度强，所学知识能轻松自如、牢固灵活的掌握，更为重要的是他们在学习动物体的结构层次时，能延续本课时那种问题解决的学习方式，避免了那种读记背的机械学习模式。这些改变有赖于本课时教学设计所具有的以下特点。

（一）基于学生实际的单元整体规划

心理学家奥苏贝尔说：“如果我不得不将教育心理学还原为一条原理的话，我将会说，影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么，我们应当根据学生的原有知识状况进行教学。”[3]教学设计是课堂教学进程的前期规划，尤其单元教学的整体规划直接影响教师教什么、怎么教，影响学生的学什么、怎么学、学得怎么样，进而会影响学生的学习状态和学习方式。本节课的设计基于脑科学研究成果和学生原有知识经验，对本节课教学内容安排做合理的调整，使之更加符合学生认知特点，从观察具体植物体番茄植株开始，链接“生物体结构和功能的基本单位——细胞”旧知识，深入思考“细胞是如何构成植物体各部分结构的”这一大问题，激发学生解决这一真实问题探究欲望，为学生积极主动参与学习及后续学习做好了铺垫。

（二）活动中解决真实问题

本课时的真实问题的解决摆脱了机械的灌输，从肉眼直接观察到借助显微镜进行深入观察具体事物，思辨讨论中认同细胞有序组成植物体、不同部位的细胞形态和功能有所差异，使“组织”和“器官”的概念呼之欲出，使学习活动从枯燥的文本解读走向有趣的意义建构。

（三）学科逻辑与心理逻辑的有效沟通

顺应学科逻辑的教学有利于形成系统结构化的知识，但往往会陷入就知识论知识的枯燥学习深渊。顺应学生学习心理发展特点的心理逻辑的教学，使学习活动变得有趣、有味，但有时会使所学的知识散落而零碎，不利于掌握系统结构化的知识。面对缺乏成人思维的初中学生，需要通过激活经验将两个逻辑进行有效的沟通，才能达成课程标准三维目标要求的教学效果。本课时的设计通过观察番茄植株、番茄果实及其纵切等整体事物，引发思考，想象设计，参与显微镜观察比较等活动，顺应了学生学习从宏观到微观、从具体到抽象的心理发展逻辑，使学习活动变的有意义。让学生从微观到宏观描述被子植物体的结构层次，顺应了“细胞→组织→器官→植物体”的学科逻辑，形成了结构化的植物体的结构层次系统知识。尤其在解决“一个细胞怎么会变成具有不同组织和器官的植物体”时，使从微观到宏观的学科逻辑与从宏观到微观的学生心理发展得到了有效的沟通，突破了“分生组织”概念的有效生成。

任何一课时的教学设计具体方案都不是唯一的，本课时的教学设计方案也是如此，但是教学中追求学科逻辑和学生心理发展的心理逻辑的有效沟通却是永恒。只要我们心存这两个逻辑有效沟通，依据具体教学素材和环境设计教学，在课堂实践加以灵活的处理生成问题，就会达到预设的教学效果，促进学生积极主动参与学习，有效提升他们的科学素养。

［1］漆涛.教材学科逻辑和心理逻辑的二元对立与超越［J］.全球教育展望，2015（5）：24-25.

［2］宁彦锋.课堂里的脑科学——给教师的12条建议［J］.素质教育大参考（A版），2003（10）：35.

［3］奥苏贝尔.教育心理学——一种认知观［M］.佘星南，宋钧，译.北京：人民教育出版社，1999：253.