主题式教学促进初中生物重要概念建构

孙小木

摘要 通过对“绿色植物与生物圈的水循环”案例的分析，探讨采用主题式教学活动建构初中生物重要概念的途径。

关键词 主题式教学 重要概念 大情境

中图分类号G633. 91

文献标志码 B

主题式教学活动是指围绕生物学重要概念的内涵和外延确定教学活动主题，围绕主题设计大情境下的驱动问题，以一系列主题式活动为引导，让学生跟随情境的发展，自主建构重要概念并解决生产生活中的实际问题。在《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）的一级主题包括“生物与环境”“生物圈中的绿色植物”，《课程标准》中提出了10个课程一级主题及50个重要概念。其中，“绿色植物与生物圈的水循环”是一级主题“生物圈中的绿色植物”中的二级主题及重要概念之一。下面以苏科版初中生物学八年级上册的“绿色植物与生物圈的水循环”为例，阐述如何利用主题式教学活动促进初中生物重要概念的建构。

1 案例呈现

1.1 情境导入

教师展示拔河的图片，创设情境：“拔河比赛大家肯定都参与过，在拔河比赛中获胜的一方是因为产生的拉力比较大。同学们是否见过植物之间的拔河比赛呢？今天，我们就一起来见证神奇的植物拔河比赛。”

1.2 学习过程

教师介绍植物拔河比赛的装置（图1）：铁架台、大试管、直导管、乳胶管、止水夹、带孔橡皮塞、凡士林、碘酒、同种植物枝段若干等。

课前，师生将植物拔河比赛装置放在阳光下3-4h。课上，教师提出问题，引导学生思考：①同时打开止水夹，会出现什么样的拔河比赛结果呢？②这样的比赛结果说明哪一侧植物对碘酒产生的拉力比较大？③推测产生拉力比较大的这一侧植物有什么特点？④在阳光下，叶片多的植物为什么会对碘酒产生更大的拉力呢？

然后，教师介绍：由于近期气温比较低，为了防止植物冻伤，于是给拔河比赛装置两端的植物套上了塑料袋。并提出问题：①一段时间后，在塑料袋的内壁上出现什么现象？②塑料袋内壁上出现的水珠可能来源于哪些？③如何排除空气中水分的干扰？④为什么叶片多的植物套袋后，大试管内壁上产生的水珠较多？⑤如何进一步验证叶片是植物散失水分的器官？⑥不套袋为什么观察不到水分从植物体内散失到体外？⑦蒸腾作用在植物的其他器官是否也可以发生？

教师展示蒸腾作用的主要器官——叶片，引导学生推测叶片上可能具有的结构，并启发学生思考：①气孔的数量在植物叶片的上、下表皮上有何不同？为什么会出现这样的不同？②不同植物叶表皮上是否都有气孔存在？③观察同种植物的气孔的状态有何不同？④同种植物在什么状态下，会出现气孔开闭？⑤植物吸水和失水意味着植物细胞（保卫细胞）的吸水和失水，为什么保卫细胞的吸水和失水会造成气孔的开闭？⑥保卫细胞的细胞壁有什么特点？

接着，教师提示学生：气孔开闭属于微观现象。用普通光学显微镜观察气孔开闭难度很大，教师可以借助模拟实验（图2）进行类比观察，并提出问题：①选用什么材料制作气孔模型，并能模拟气孔开闭？②紫鸭跖草模型分别模拟的是组成气孔的什么结构？③将气孔模拟装置置于清水和浓盐水中，会出现什么变化？

1.3 学习拓展

教师描述植物拔河比赛的原理：由于植物具有蒸腾作用，大试管中的水分减少，密闭的大试管中气压降低，對直导管中的碘酒产生拉力。蒸腾作用的主要器官是叶片，在其他条件相同时，叶片数量越多，蒸腾作用越强烈，试管中的气压越低，对碘酒产生的拉力就越大。并引导学生思考：①蒸腾作用产生的拉力对植物自身有何意义？②植物通过叶片蒸腾大量水分，对于植物自身和整个生态系统有何意义？

2 案例分析

本案例是主题式教学活动促进重要概念建构的一节课。案例选择了生活中熟悉的拔河情境，利用特殊的拔河来激发学生的学习兴趣。本节课以植物的拔河比赛结果产生的原因为明线，将主题内容问题化，由学生对拔河结果的观察分析，引发其主动思考，初步感受植物叶片数量对拔河结果的影响。本节课以蒸腾作用这一重要概念为暗线，设置有效的问题串，将问题情境化，在主题情境和动态生成中，促进学生对蒸腾作用这一重要概念的自我建构和深入理解。

本案例，涉及到的学科重要概念有：一级主题“生物与环境”中的“生物与环境相互依赖、相互影响”;一级主题“生物圈中的绿色植物”中的“绿色植物对生物圈有重大作用”“描述绿色植物在生物圈水循环中的作用”。涉及到的概念外延有：阐述植物拔河比赛结果产生的原因，建构蒸腾作用的概念，并体会蒸腾作用的意义所在。例如，教师通过“对植物拔河装置的套袋——现象观察——现象分析——设置对照——得出结论——建构概念”，培养学生的科学探究能力，发展学生的科学思维和自我建构知识的能力;引导学生观察多种植物叶表皮，帮助学生建立生物结构特点适应环境的观念和气孔在植物叶片上是普遍存在的观念。教师利用模型建构，使学生了解模型建构中材料的选择与需要模拟的对象越接近越好;引导学生观察模拟的气孔放入清水和浓盐水中气孔出现的开闭现象，发展学生的结构与功能观。教师通过问题，帮助学生形成“生物能够影响环境”的观念，并使学生基于对学科知识的认识，深入理解蒸腾作用的重要意义，从而更全面、深刻地认识植物在生态系统中的重要作用，树立保护植物的生命观念。

3 案例反思

掌握生物学知识并不是生物教学的最终目的，在“现象观察——现象分析——归纳总结——理解内化”的问题解决过程中活用所学知识并发展科学思维才是生物教学的最终目的。生物学学科核心素养的形成需要学生在解决真实情境问题中逐渐形成。在主题式教学活动过程中，教师围绕重要概念，选编并整合相关材料，联系生活实际创设情境;学生通过情境体验、分析教师或同学所提问题、提炼总结等学习过程，主动建构和生成初中生物学重要概念，并拓展延伸出外延知识，实现对生命现象、生物学原理的理解，为解决现实生活问题打下良好基础。在教学过程中，如何选择合适的主题，设计合理的主题式教学活动，促进学生对重要概念的理解和建构，同时发展学生的生物学学科核心素养是课程设计的关键。

在主题式教学活动中，情境围绕主题，情境为学习服务，问题为概念建构，设计为素养形成。情境的设计和推进以概念建构为出发点和落脚点。课堂既要大情境贯穿，又要主题明确，才能最终实现运用生物学概念和良好的生物学学科核心素养解决生活中的生物学问题。