张 佳
(四川双流棠湖中学 四川成都 610200)
《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课标》)明确指出生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。《课标》选择性必修1模块“概念1 生命个体的结构与功能相适应,各结构协调统一共同完成复杂的生命活动,并通过一定的调节机制保持稳态”中关于植物的激素调节有关的内容要求见表1。
表1 《课标》中选择性必修课程之1.6的内容要求
“植物激素调节”是属于个体水平的调节,但与动物生命活动调节又有差异,对这部分的学习有助于学生理解生命系统的稳态及差异性以及机体稳态与环境的关系。“生长素的生理作用”是本模块第二课时的内容,其研究是建立在大量实验基础之上的。教学时,教师应以探究性活动为载体,基于事实和问题启发,引导学生构建相关的概念模型(图1),渗透结构与功能观、稳态与平衡观、进化与适应观等生命观念。
图1 生长素生理作用的概念图
高考的核心功能是“立德树人、服务选才、引导教学”,新时代的高考着眼于学科核心素养,可以准确客观地对学生生物学学科核心素养的发展状况进行评估。教师分析近年高考题,更有利于引导和改进教学。笔者细化了近五年高考题中关于“植物激素调节”的考查形式,发现高考关于这部分内容的考查全面且常与其它知识跨章节综合,其中生长素的生理作用考查居多。每道题均以科研情境为载体,力求考查学生在新的问题情境中,以生命观念分析现象,探讨生命活动规律的能力。题目情境复杂,选择题和非选择题多以文本加图示形式综合呈现,要求学生在获取信息的基础上,熟练运用科学的思维方法分析实验结果,设计切实可行的实验方案,深入考查学生的科学思维和科学探究素养。
学生通过新课阶段的学习,已经知道了“生长素可以促进生长,也可以抑制生长”的概念,也能画出不同浓度生长素作用特点的坐标曲线图,但对概念的认知较为肤浅,利用概念论证、解释生物学问题的能力不足。结合学情,笔者确定了本节课的教学目标:
①通过对熟悉的生命现象的分析及问题探讨,构建生长素生理作用的概念模型,渗透生命观念(结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观)。
②利用所学知识分析复杂情境中的问题,升华对相关概念的理解,进一步渗透生命观念。
③通过分析坐标柱形图,掌握生长素浓度与作用的图表题的分析方法,培养利用数学模型解决问题的能力,发展模型与建模的科学思维。
④通过植物生长调节剂影响扦插枝条生根的最适浓度实验方案的评价与改进,掌握科学探究的基本思路与方法。
教师提供植物向光生长的实验视频以及某种植物茎背地生长和根向地生长图示。学生在学案上利用图画、坐标曲线图和简要文字解释生长素对三种生长现象的影响。
教师追问:①哪种现象和植物的向光性一致?②为什么高浓度的生长素可以促进茎的生长,却抑制了根的生长?你觉得根对生长素敏感与根细胞的什么结构有关?③这三种生长现象会给植物生存带来什么好处?
设计意图:教师联系学生生活,创设情境和生活实例情境,引导学生回顾旧知,为构建新知做好铺垫。教师有效利用问题情境,帮助学生深入理解生长素概念的内涵,渗透结构与功能观,并通过引导学生分析环境因素的影响,渗透稳态与调节观、进化与适应观。
学生小组讨论交流单侧光对暗箱培养中水稻直立生长的根的影响,并说明理由。在学生讨论交流的基础上,教师呈现暗箱中单侧光照射后水稻根的生长情况(图2),肯定学生的主张。
图2 单侧光照射暗箱中培养水稻的生长现象
设计意图:教师利用研究人员已开展的科研,创设情境,加深学生对概念模型的理解。学生需要利用已构建的概念模型,对新情境中的问题大胆推测,谨慎分析,培养在简单情境中迁移运用的能力。本环节既是课堂反馈的评价,又是课堂教学的延伸。
学生从生长素的作用角度,分析半边茎向外弯曲生长现象的原因。该半边茎取自某植物长势一致的黄化苗的幼茎段(无叶和侧芽),自茎段顶端向下对称纵切至约3/4处。将切开的茎段浸没在蒸馏水中,一段时间后,观察到半边茎向外弯曲生长(图3)。教师依次呈现3种不同的条件:①若两侧生长素浓度不同;②若两侧生长素浓度相同;③若生长素是促进生长的。
图3 实验结果示意图
设计意图:关于学生科学探究能力的考查,最常见的方式是利用生物学基本概念解释实验结果的原因、找出实验结论的依据等。通过复习,学生已经抓住了分析现象的两个着眼点——生长素的浓度和靶细胞的敏感程度。从学生容易想到的生长素浓度不同的情况过渡到生长素浓度相同的情况再过渡到生长素促进生长的角度,其实就是利用一种情境,教会学生如何利用已有的生物学知识对问题进行思考、论证,发展学生的科学思维。生长素的作用效果与生长素的浓度以及靶细胞的敏感程度有关。这也是在生长素作用机制的基础上概念的再生成,是本节课知识体系的一次升华,这样处理比教材显性知识带给学生的启发更深刻。教师通过对生命现象的解释、演绎推理等方式训练学生的科学思维能力。
教师呈现不同浓度NAA对某植物插条生根的影响的实验结果(图4)。学生分析比较三种NAA的浓度大小,并结合坐标曲线图阐述理由。
图4 实验结果柱形图
设计意图:学生将坐标柱形图信息转化为坐标曲线图再转化为生长素作用两重性的内涵,就可以顺利确定三个生长素浓度的大小情况。为了检测学生的掌握是否到位,教师还可以要求学生在坐标曲线图中将符合要求的情况表示出来,将学生隐性的思考过程外显,充分发展学生的思维。
兴趣小组的学生用两种浓度的生长素类似物分别处理迎春花扦插枝条作为2个实验组,用蒸馏水处理作为对照组进行实验,结果发现三组扦插枝条生根无差异。教师针对该实验,提出问题:下一步实验中如何改进,才能确定生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度?说明理论依据。并设计一个简单的实验来确定两个生长素浓度大小情况。
本环节所选实验改编自2007年的一道高考题,要求学生对提供的实验方案进行评价,指出方案不足的原因并进行改进。该科学探究活动充分考查了学生的科学思维。由于定势思维,学生很容易想到在两个浓度之间进一步设置浓度梯度进行实验。教师板画生长素浓度对生长素作用的坐标曲线图,引导学生思考:符合题目要求的浓度一定是一个低浓度,一个高浓度吗?学生打破定势思维,明确符合题意的生长素浓度是三种情况并在坐标曲线图中标注出来(图5)。进一步设计实验确定两个生长素浓度情况是关于本情境的深层次挖掘,充分发展学生的科学思维。
图5 生长素浓度与植物生长关系的曲线图
评价是检验教学效果的重要方式,是教学的重要环节,但评价又可以引导课堂教学改革的方向,对课堂教学发挥着“指挥棒”的作用。笔者采用了评价为先的逆向教学设计,根据《课标》和高考的评价要求,明确本节课的教学目标;然后,确定目标达成度的评价方案和证据,根据评价方案,确定本节课的教学内容、教学活动以及学生的学习方式;最后,收集教学材料和资源。这样的课堂教学设计是有的放矢的高效课堂的构建方式。只有“以评价为导向,以教师为主导,以学生为主体”,实现“教师-学生-评价”三维一体,共同发展,才能让学生核心素养真正落地。当然,这种一致性不止体现在课堂实施过程中,而是要浸润到教学活动的各个环节,包括课前准备设计,课后作业设计、阶段性检测设计等各环节。教师坚持心中有评价,心中有学生,心中有教法,就可以将日常教学与高考评价无缝对接,就可以将学校教育与社会需求精准匹配。