张海鸥
(山东省威海市塔山中学 264200)
重要概念的构建需要大量事实性知识支撑,教师需要用不同的方式为学生提供足够的事实性材料,指导学生在了解事实的基础上去学习理解重要概念。教学中,呈现生物学事实的途径,可以是教师讲述、呈现图片、数据、视频等提供的生命现象或过程;也可以安排学生动手实践,用直接或间接的证据和事实帮助学生建立相对抽象的概念。特别是实践体验,让学生经历自己发现知识的过程,是构建重要概念的一种重要学习方法。如何组织学生进行充分、有序的实践活动,让学生自主获得更多事实性知识呢?笔者以“绿色植物参与生物圈中的水循环”一节为例,谈谈如何通过有效整合实践活动,促进重要概念的学习。
“绿色植物参与生物圈中的水循环”是人教版初中一年级上册第三单元第三章的内容。根据课标要求,本节课需要达成三个具体目标:①说明绿色植物的生活需要水;②描述绿色植物蒸腾作用的过程和意义;③描述绿色植物在生物圈水循环中的作用。其中核心目标是②和③。目标①需要从三个方面考虑:一是水参与构建细胞,二是水参与植物体内的生命活动(如溶解并帮助运输无机盐,在叶肉细胞参与光合作用),三是绝大部分水参与蒸腾作用促进无机盐的运输并降低叶片温度。而第三方面目标的达成融合在目标2中。所以解决了目标2和3,目标1也就达成了。
教学的起点应该建立在学生的前认知基础上,科学概念教学就是要将学生的前科学概念转变为科学概念。怎样充分地暴露学生的前科学概念?笔者专门拿出一节课的时间,通过问题情境“假如你是一棵绿色植物,你如何参与生物圈中的水循环?”,引导学生依据头脑中原有的知识和体验构建知识结构图,再通过全班交流展示,弄清学生的前认知和存在的疑问,以便有的放矢地设计教学活动。
通过前知展现课,发现学生从整体上了解绿色植物通过根部吸收水分、导管运输水分,叶片散失水分参与生物圈的水循环,但普遍存在的前科学概念是:①根尖成熟区的根毛适于吸水;②导管运输水分,但是对于导管的位置、结构和分布不了解;③叶片散失水分、进行蒸腾作用,但是对于叶片散失水分的结构——气孔的位置、功能、结构了解不足,不了解蒸腾作用的意义、绿色植物对于生物圈的水循环到底起到什么作用。
接下来就要根据学生的疑问,设计相应的实践活动,让学生亲身体验,自主获得构建重要概念的事实性知识。
对于学生已经了解的知识,课堂上不做探究,而对于学生的疑问,在学生原有认知的基础上,安排一系列观察、探究、实验等实践活动,让学生通过亲手体验解决疑问。本节课通过在时间和方法上整合实践活动,让学生在课前、课后、课中自主获得尽可能多的感性知识,达到建构、理解和应用概念的目标。
3.1 课前初步体验 有些实践体验活动,取材方便且操作简单,可以布置学生课前体验、上课交流,为概念的构建提供事实性知识。如根据课堂教学的需要,设置以下前置性体验活动:将生长旺盛的冬青枝条,放入滴有红墨水的水里,在阳光下照射3~4 h。观察一:你会发现叶片有什么变化?树皮有什么变化?观察二:将冬青茎横向和纵向剖开,从切面上发现了什么?
课上学生自带装置,展示交流实验现象,并分析现象得出结论。
3.2 课中自主实践 依据学生现有水平、人数和实验室条件,教师只提供实践活动的资源,让学生自主选择资源来解决自己的真实疑问。教师提供的资源包括实物器材(资源1、2、4、5,奖励资源)和PPT课件循环播放各种有助于问题解决的图片、文字等资料(资源3、6)。具体设计两个任务。
3.2.1 任务一:解惑释疑 两人小组自主选择教师提供的材料用具,解决前认知的疑惑,将疑惑和解决的资源(图1、图2)连线,并用关键字和图像简单记录讨论结果,教师随机抽选小组发言人上台交流运用哪个资源,解决了哪个疑惑,解决的方法过程。
教师提供尽可能多的资源,来满足学生个性化的探究需要。学生基于自己的思考,自主选择资源来解决自己的疑问。例如,通过观察木本植物茎在红墨水中的变化,认识导管在茎的木质部和叶片的叶脉中;通过观察芹菜叶、白菜叶球和百合花变红的部位,资源3学生的实践显微照片,让学生了解导管在根、叶脉、花和果实中都有存在;通过制作和观察导管临时装片,了解导管的形态结构与功能相适应的特点;通过资源4和学生实验“观察叶片表皮临时装片”,让学生观察萎蔫和新鲜的韭菜叶、菠菜叶的气孔,认识气孔的多样性;通过观察到气孔可以张开和关闭,了解气孔的结构、功能和位置。再通过全班交流展示,进一步释疑解惑。通过交流,学生可以感知同样的问题可利用不用的资源解决,如利用红墨水中的冬青枝条和红墨水中的芹菜叶柄都可以解决导管的位置和宏观形态。同时利用学生的好奇心设置“奖励资源”(图3)作为任务驱动,因为奖励资源要在问题解决完后才可以使用,借此督促学生分工合作提高效率,集中精力解决问题。
图1 疑惑与资源(1)
图2 疑惑与资源(2)
图3 奖励资源
3.2.2 任务二:总结提升 在完成任务一的基础上回答问题:①导管有哪些形态结构与它的功能相适应?②气孔有哪些奇妙的特点与水分散失的功能相适应?③用关键字加箭头的形式来表示水分进出植物体内的途径,在路径上标明蒸腾作用的过程,并指出:绿色植物怎样参与了生物圈中的水循环?
任务二既是任务也是对学习情况的一个综合评价。在学生观察的基础上,总结出生物体结构与功能相适应的特点,理解基本观点。同时通过任务二中的③,评价学生对于水分进出植物体途径的理解程度,并在此基础上初步描述蒸腾作用的过程和绿色植物怎样参与生物圈中的水循环。初步建构起“蒸腾作用”和“绿色植物参与生物圈水循环”这两个重要概念。初步达成教学目标②和③。对于目标②中蒸腾作用的意义、目标③中绿色植物对水循环起怎样的作用,放到下一节课讨论解决。
3.3 课后深入探究 在生物学概念基本形成后,还必须在实践中或练习中应用,才能深入理解概念。学生初步了解蒸腾作用和绿色植物参与了生物圈的水循环基本概念后,让学生课后在校园中用干湿计分组测量裸地、草地和茂密树林的相对湿度。
通过测量数据比较,可以直观地看出“植被茂盛可以增加大气湿度”,进一步理解绿色植物能够通过蒸腾作用提高大气湿度,为形成“绿色植物参与并促进生物圈中的水循环”重要概念再次提供事实性知识。