基于系统论的初中生物学概念深度构建教学设计研究——以北师大版“植物的生殖方式”为例

王愉鑫

（四川省教育科学研究院 四川成都 610225）

系统的本质属性包括整体性、关联性、层次性和统一性。系统论的基本思想就是把研究和处理的对象看作一个整体系统来对待，其主要任务就是以系统为对象，从整体出发来研究系统整体和组成系统整体各要素的相互关系，以把握系统的本质属性。基于系统论的思想，教师在研究教材、设计教学时，可以从整个章或者整个单元，甚至整个教材体系来系统地深度解读某一节教学内容的地位、功能及意义。这样能够更全面准确地把握教学目标的科学设定和教学内容的本质特征，帮助学生建立概念间的联系，系统构建概念体系。

1 基于系统论的思想从单元的视角深度解析课时教学目标

教师需要切分教学内容，然后通过不同课时教学内容的累积，才能帮助学生构建一个相对复杂完整的概念体系。而单元教学设计是从一章或者一个单元的角度出发，根据章节或单元中不同知识点的需要，综合利用各种教学形式和教学策略，通过一个阶段的学习让学习者完成一个相对完整的知识单元的学习。因此，基于大单元的教学设计可以帮助教师系统整体地认识教学内容，再根据阶段需求划分单课时的教学内容和要求，从而使每个课时的教学目标明确、主线统一，并为达成最终的单元教学目标而服务。

从单元的构成来看，北师大版初中生物学教材八年级上册第六单元“生命的延续”包含“生物的生殖和发育”与“生物的遗传与变异”两章。本单元的总体目标是让学生理解生物的不同生殖方式和发育过程以及遗传、变异现象和规律。其中，“生物的生殖与发育”这一章旨在让学生认识人、动物和植物的不同生殖方式和发育过程，建立有性生殖与无性生殖的概念，为后面进一步学习遗传与变异奠定基础。而“植物的生殖方式”是“生物的生殖与发育”这一章的最后一节，与后面第二十章“遗传与变异”相衔接。故“植物的生殖方式”这一节从单元视角来看，其目标不仅仅是让学生了解植物的生殖方式，而是促进学生借助植物的不同生殖方式，联系前面学过的人与动物的生殖方式、七年上册学习过的种子植物的一生及细菌、真菌的生殖方式，系统深入地理解有性生殖和无性生殖的本质特征。

由此可见，教师可以将这一节内容定位为第十九章的总复习，引导学生通过学习植物的生殖方式，促进学生系统联系其他生物的生殖方式，深入理解有性生殖的本质特征，为学习遗传与变异奠定有性生殖的基础。

2 基于系统论的思想多方关联相关教学内容

生物学是一门研究生命现象和生命活动规律的自然科学，由于生命世界是一个相互关联的系统，每一个生命不可能孤立的存在，每个结构也不是单一地行使着特定的功能。因此，整体性、关联性、层次性和统一性在生命世界体现得尤为突出。那么，在教学中，教师也需要关注生物学知识之间的关联性和统一性。例如，在分析植物的生殖方式这一节内容时，可以从两个层面进行内容的系统关联。

2.1 寻找知识之间的横向联系

知识之间的横向联系是指同类型的内容因具有一些共同的特性，可以互相类比、互为例证，都为构建一个共同的上位概念而服务。寻找知识之间的横向联系可以帮助学生梳理相关概念的结构体系，突破共同的上位概念。例如，教师引导学生类比植物的有性生殖过程与人、动物的有性生殖过程，使他们发现：动植物都需要经过由亲本产生的两性生殖细胞结合成受精卵，再由受精卵发育成新个体。这样的过程就是有性生殖。同样，学生也可以将植物的无性生殖方式与细菌的分裂生殖、酵母菌的出芽生殖、草履虫的分裂生殖、霉菌的孢子生殖等相类比，会发现它们都不经过两性生殖细胞的结合，而是直接由母体直接产生新个体。这些横向的联系（图1）既为学生提供了丰富的事实性知识，有助于学生构建有性生殖和无性生殖的概念；同时，又可以帮助学生深入感悟生命世界的统一性，虽然动、植物的形态结构、生理功能等千差万别，但是它们也有着共同的地方，如它们结构功能的基本单位都是细胞，都具有相同的生殖方式等。

图1 与植物的生殖方式相关的知识横向联系

2.2 寻找知识之间的纵向联系

知识的纵向联系是指不同的知识内容之间具备前后逻辑顺序的联系，或是上下位的关系，即某个概念是另一个概念的下位概念或上位概念。例如，植物的生殖方式是生物的生殖与发育一章的总结，同时也是开启遗传与变异一章的关键一节。故这一节内容是整个单元承上启下的关键，呈上是回顾并复习生物的不同生殖方式，启下是因为有性生殖的本质特征——两性生殖细胞结合形成受精卵，决定了子代可以继承来自亲本的遗传信息，而且因为同时接受了两个亲本的遗传信息，又会发生变异现象。因此，“有性生殖”是相关知识纵向联系的关键点（图2），突破遗传与变异的关键就在于学生深度理解有性生殖的过程，发现遗传信息是随着有性生殖的过程代代相传。

3 基于系统论的思想整体设计教学环节

一般系统论承认客观物质运动的层次性和不同层次上系统运动规律的统一性。借鉴系统论的层次性和统一性，在进行教学设计时，教师应从小处着手，大处着眼，深入研究每一个教学环节的教学价值和意义，发现环节教学之上的知识统一性，让每一个教学环节都能为同一个目标而服务，实现教学的统一。

3.1 关注情境设置的统一性，促进生物学概念深度构建

教师创设教学情境时,要综合考虑以下因素：①具有一定的趣味性，能引发学生的学习兴趣；②具有关联性，与即将学习的新知密切联系；③具有意义性，来源于真实生产生活，能激发学生的真实体验和经验；④具有贯穿性，能够贯穿教学过程始终。同时，还应关注不同情境之间的关联性和统一性，使教学过程中的不同情境具有逻辑联系，能够共同为上位概念的构建而服务。

例如，在“植物的生殖方式”一课时，某教师在引入环节让学生观看花生种子和土豆块茎萌发的幼苗，并猜测这两株幼苗分别由什么萌发而来。这样的情境既能激发学生的学习兴趣，又来源于真实生活，贯穿整节课教学，还与即将学习的新知相对应，顺利引入“植物可以通过种子或者营养器官繁殖后代”。接着，教师引导学生观察豌豆萌发成幼苗的过程，以及马铃薯的块茎、红薯的块根、洋葱鳞茎、多肉叶片等植物营养器官形成幼苗的过程，让学生直观感知大量的生活案例。这样的真实情境有利于帮助学生从事实分析中寻找共同点，归纳概念。接着，教师设计新的应用情境：如果你看到一株漂亮的月季花，想要得到同样的月季，是选择用种子繁殖呢，还是用月季的营养器官繁殖呢？学生根据有性生殖和无性生殖的特点，思考并讨论繁殖方案。由此，教师顺利引出扦插的内容。

学生在这样层层递进的情境中（图3），首先通过不同个案初步感知植物不同的生殖方式；接着，通过观察大量生物学事实，综合归纳出有性生殖与无性生殖的本质特征，达到知识理解的层次；随后，通过设置新情境，让学生运用已有知识解决新问题，实现知识迁移。这一系列不同层次的情境都指向有性生殖与无性生殖的概念深度构建，体现了情境设置的统一性。

3.2 关注教学程序的层次性，促进生物学概念体系构建

在研究复杂系统时，教师要从较大的系统出发，考虑各子系统间的层次关系。在教学中亦是如此，知识的呈现和构建具有一定的层次性，这就需要教师发掘知识的内在结构和逻辑关系，基于知识逻辑和学生思维发展逻辑来规划教学内容，帮助学生构建概念体系。本节课的教学内容之间也存在不同层次的逻辑关系：首先，教师通过真实情境让学生感知植物可以通过种子繁殖后代，也可以通过根、茎、叶等繁殖后代，使学生初步认识到植物可以通过不同的生殖方式繁殖后代；然后，联系植物的生活史，促进学生回顾种子的形成过程，让学生理解有性生殖的本质及意义；接着，引导学生类比不同生物的无性生殖方式，观察植物通过根、茎、叶等营养器官繁殖后代的现象以及组织培养的过程，发现无性生殖的本质和意义；最后，引导学生综合分析无性生殖和有性生殖的意义及关系。这样的教学程序层层递进，环环相扣，有助于学生建立知识与知识之间的联系，构建起结构性的知识框架。再如，植物常见的无性生殖方式包括扦插、压条、嫁接、组织培养等，教师也可以通过一些关键点建立这几种繁殖方式之间的逻辑联系：扦插与压条相比，扦插是用植物的营养器官，在离体的情况下繁殖，而压条是在非离体状态下将植物的茎埋入土壤中，等长出根后才离体培养，所以它们的关键区别在于是否离体；而嫁接和扦插相比其关键在于离体后是否有砧木，这就决定了它们的后代是否只保持母本一种性状。这样，教师引导学生寻找知识间的逻辑关系，就会将看似孤立、零散的知识点进行结构化串联。

3.3 关注问题设置的内在逻辑，促进生物学概念的理解应用

问题的设置不仅需要考虑问题本身指向明确，与相关知识紧密联系，还应该考虑一系列问题间的逻辑关系和内在统一性。具有较好逻辑结构和统一指向的问题串更有利于引导学生自觉运用科学思维的方式审视现实议题，解决现实问题，形成统一的生命观念。例如，本节内容中罗列了很多植物无性生殖的意义，如可以保持母本的优良性状，能够快速大量的繁殖等；而有性生殖需要时间周期长、不易保持母本的优良性状。因此，学生可能会误认为植物进行无性生殖比有性生殖更有意义。此时，教师可以设置一系列具有内在逻辑的问题冲突：既然，植物的无性生殖有那么多的好处，为什么在自然界中植物还要通过种子进行繁殖呢？这对于植物有什么意义？这样可以促进学生的思维峰回路转，使学生思考无性生殖与有性生殖的意义，引导学生认识到“有性生殖可以得到不同的后代，其中有利的变异使植物更能适应环境”。然后，教师进一步制造问题冲突：我们人类也是进行有性生殖，如果人类都进行无性生殖会怎样？这样可以引导学生思考人类进行有性生殖才成就了每一个独一无二的我们。最后，教师利用人工育种引导学生思考综合利用植物的有性生殖和无性生殖的措施。

这些具有逻辑的问题串能引发学生辩证的思考不同生殖方式的利与弊，综合分析有效利用不同生殖方式，使二者有机融合、相辅相成，从而促进生物学概念的理解应用。同时，在解释问题的过程中，学生的思维也会跟随问题的逻辑引导从二元的对立走向一元的统一，学会动态整体地认识生物世界。

由此可见，基于系统论的观点进行教学设计，可以帮助学生系统深入地构建生物学概念体系，发展生物学学科核心素养。