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浅谈高中生物课堂中创设情境构建重要概念

2021-12-19常思美

现代科教论丛 2021年10期
关键词:细胞膜葡萄糖生物学

常思美

摘要:要发展生物学学科核心素养,就是要学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念。创设情景来构建出重要概念,学生才能真正理解并会应用生物学概念。

关键词:创设情景  构建概念

在新课改背景下,2017年版《普通高中生物学课程标准》凝练了生物学学科核心素养,明确了学生学习高中生物课程后应该达成的正确价值观、必备品格和关键能力。对以前的三维目标(知识与技能、过程与方法、情感态度价值观)进行了整合。在高中生物学科教学内容上精选了学科内容,重视以学科大概念为核心,使课程内容结构化、情景化来落实生物学学科核心素养。要发展生物学学科核心素养,就是要学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念。要构建概念,情景很重要。说到情景,很多老师包括我在内不知道从哪里找,找什么情景才能构建重要概念。通过一段时间的教学实践,我逐渐发现,只要用好新教材上的情景和生活中的一些现象,就很容易构建重要概念了。教材中的问题探讨、正文、与社会的联系、旁栏思考、批判性思维等等都涵盖了很多情景,都可以用来构建重要概念。下面我将举例说明创设情景构建概念。

案例一:“细胞中的水”这个知识点要我们和学生构建两个重要概念:

1.水的存在形式:水在细胞中以两种形式存在,绝大部分的水呈游离状态,可以自由流动,叫作自由水;一部分水与细胞内的其他物质相结合,叫作结合水。

2.自由水的功能:①细胞内良好的溶剂;②参与细胞内许多生物化学反应;③为绝大多数细胞提供液体环境;④运输营养物质和代谢废物。

新课标以前的导学案中的罗列出来与水的存在形式和生理功能相关的系列问题:水在细胞中以哪两种形式存在?什么是自由水?什么是结合水?自由水和结合水分别占细胞内全部水的多少?自由水的功能是什么?结合水的功能是什么?从导学案中给出的问题可以看出,当时是没有构建概念的意识,也就没有构建概念的过程,更没有创设任何情景来构建概念。学生只是根据导学案上给出的问题来课本上找到相应知识点,然后死记硬背记住,没有任何思维含量。

现在的导学案中罗列出来的问题:心脏(含水量83%)和血液(含水量84%)含水量相近,但是形态差异非常大,这是什么原因?当你咬一口西瓜时,冒出的汁水主要是什么形式的水?有哪些物质溶解在其中?说明自由水有什么功能?回忆初中所学知识,植物光合作用的反应物中有水吗?说明自由水有什么功能?血液是由血浆和血细胞组成,离开血浆的血细胞很快就会死亡。说明自由水有什么功能?血液中的水主要是什么水?通过血液循环,小肠吸收的葡萄糖被运输到全身各处,小肠产生的CO2被运输到肺泡,这说明自由水有什么功能?高温烘干的作物种子,浸泡后能否萌发?这说明结合水的作用是什么?导学案中第1个问题“心脏(含水量83%)和血液(含水量84%)含水量相近,但是形态差异非常大”这个问题情景可以激发学生动脑思考,从而来构建出“水的存在形式分为自由水和结合水”这个概念,特别是对结合水的认识有了依据;表中第2个问题情景,学生通过思考可以构建出“自由水是细胞内良好的溶剂”这个功能;表中第3个问题情景,学生通过思考可以构建出“自由水参与细胞内的许多生物化学反应”这个功能;表中第4个问题情景,学生通过思考可以构建出“自由水为生物体内的绝大多数细胞提供以水为基础的液体环境”这个功能;表中第5个问题情景,学生通过思考可以构建出“自由水可以运送营养物质和代谢废物”这个功能;表中第6个问题情景,学生通过思考可以构建出“结合水是细胞结构的重要组成部分”这个功能。这些问题情境直观化、身边化、趣味化,容易激起学生思考从而构建出概念,对概念深刻理解并应用于现实生活中。

案例二:构建“葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质”重要概念的情境:

[情景1]人在患急性肠炎时,往往采取静脉输液治疗,输液的成分中就含有葡萄糖。

[情景2]体外培养动物细胞时,需要为细胞分裂和生长提供营养。绝大多数情况下,培养基中都会有葡萄糖。

[情景3]某节课上,有个女生脸色苍白,老师把她带到办公室。她连凳子都看不清,一下子蹲了下去,校医给她喝了葡萄糖,10多分钟就缓过神来了。

通过这三个情景,同学们能够理解葡萄糖的重要性,能够理解“葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质”这一概念。

案例三:构建“脂肪的功能”的情景:

[情景1]1g糖原氧化分解释放出17KJ的能量,二1g脂肪可以释放出39KJ的能量。此情景能让同学们构建出“脂肪是细胞内良好的储能物质”这一概念。

[情景2]鲸、海豹、北极熊、企鹅都是胖胖的,它们的皮下都有厚厚的脂肪层。此情景能让同学们构建出“脂肪是很好的绝热体,起到保温作的用。”这一概念。

[情景3](生活实例)甲同学不小心膝盖磕碰在讲台的台阶上,乙同学不小心踩滑了一屁股坐在讲台的台阶上,哪个同学疼一点?这一问题情境可以构建出“分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。”这一概念。

案例四:构建“蛋白质的功能”的情景:

[情景1]图中这个帅小伙的肌肉、头发的成分主要是什么?说明蛋白质有什么功能?

[情景2]消化道中淀粉要水解成葡萄糖需要淀粉酶催化,脂肪要水解成甘油和脂肪酸需要脂肪酶催化,蛋白质要水解成氨基酸需要什么酶催化?绝大多数酶都是蛋白质,说明蛋白质有什么功能?

[情景3]血液中的氧气怎样到达组织细胞?说明蛋白质有什么功能?

[情景4]当血糖升高时,胰岛素能降低血糖,胰岛素的化学本质是蛋白质,说明蛋白质有什么功能?

[情景5]抗体有什么作用?抗体的化学本质是什么?说明蛋白质有什么功能?

案例五:构建“细胞膜的功能”的情景:

[情景1]打破鸡蛋壳,将蛋清和蛋黄倒入培养皿中。观察:鸡蛋黄(卵细胞)和蛋清之间被什么结构分隔开?用手轻触或针扎鸡蛋黄,感受细胞膜的存在。思考:卵细胞的细胞膜在细胞的生命活动中起什么作用?根据这两个情景问题构建出“细胞膜将细胞與外界环境分隔开”这一功能。

[情景2]用染料给培养皿中的蛋清和蛋黄染色,观察现象。思考:蛋清被染色了吗?蛋黄被染色了吗?为什么?这体现了细胞膜的什么功能?根据这个思考可以构建出“细胞膜具有控制物质进出细胞的功能”这个概念。

[情景3]鼻子接触香水分子,为什么大脑皮层能产生“香”的感觉?这说明细胞膜还要具备什么功能?根据这个问题可以构建出“细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能”这个概念。

通过一段时间的教学实践,我发现通过创设情景来构建概念,学生能深刻理解高中生物学中的概念,并能和实际生活紧密联系起来,无形中就把生物学学科核心素养的生命观念、科学探究、科学思维、社会责任渗入课堂中,不仅使高中生物课堂身边化、趣味化、直观化,更能让学生真正学到有用的知识。其实,创设情境构建重要概念不仅适用于高中生物教学,也能适用于初中生物教学,还能适用于其他学科。

创设情景是为构建重要概念服务的,不能把中心偏向情景,所以教学中也应该注意一些问题。情景可以来源于日常生活、社会生活和生产、科学进展或新闻报道等各个方面。情景应包括值得学生讨论的问题,即问题具有一定的思维含量。情景中的问题不宜过易或过难。容易的问题学生不感兴趣,难度过大的问题,学生又无从回答,感觉高不可攀。应在学生的“最近发展区”提出问题,才能促进学生最大限度地调动已有的相关知识来积极探究,找到新知识的“生长点”,从而实现从“现有水平”向“未来发展水平”的迁移。

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