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回归生活:以典型习题为例探讨如何让一些高中生物学知识在学生心中“接地气”

2024-04-07 09:07

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摘要 当下相当一部分高中生对生物学知识的学习存在着缺乏深度理解的问题,加之未能认清学习本质更难以做到活学活用。究其根源,可能是相关实践经验的缺乏,导致其对一些微观且抽象的高中生物学知识较易产生畏难情绪和抵触心理,以至于在一些涉及最新发现、科研成果甚至生活常识的习题中无法做到理论联系实际从而“屡屡败北”。针对这种情况,本文首先分析了目前部分学生的学习现状,然后结合典型习题,提出链接书本知识与生活常识——转陌生为熟悉、辨析表面现象与问题本质——变混乱为清晰、注重丰富讲解与修辞巧用——化抽象为具体等一系列教学措施,以期在助力学生深刻理解知识、应用知识和顺利解题的同时还能够提高其相应的生物学素养。

关键词 高中生物学,知识通俗化,深度理解,素养提升

1 关于部分学生高中生物学习现状的理性思考


生物解题能力是高中生物学习过程中的一个关键考查点,生物教学自然就避不开解题教学,而整个解题教学过程也是让书本上的专业知识在学生的认知中“落地”的过程。学生在解题中所遇到的困难点其实也侧面反映出学生在学习上的薄弱点,并且很大一部分薄弱点与学生对知识和题目理解不透彻,无法抓住问题本质存在着直接或间接的联系。进一步抽丝剥茧,我们发现导致这种现象发生的一个很重要的原因便是,面对一些抽象且生涩的高中生物知识,教师的生硬讲解会使得学生舍“理解性学习”而求“机械性学习”、弃“探索性学习”而就“强制性学习”。而高中生“机械性学习”和“强制性学习”所导致的弊端在很大程度上会阻碍知识的有效掌握。

鉴于以上情况,在生物解题的教学过程中尝试以问题解决为导向,根据具体的教学情境,通过丰富多样的教学途径,让知识以及题目本身在学生心中从晦涩难懂变得简单明了就显得尤为重要。并且,出色地完成题目解析教学任务,不仅能让学生在得到具体答案的同时学会转换问题思考方式、提升生物学素养;还使得教师自身的语言表达能力,知识综合能力及教学问题分析与解决能力等得到不同程度的锻炼与提高。从这一层次来说合理的解题教学过程有利于促进教学相长,符合新课改的教学观。

基于上述浅显的思考以及对解题教学过程中的问题分析,本文以典型习题为例,就如何在解题过程中做到“以知识通俗化促理解透彻化”提出了些许建议。以期为一些对高中生物知识理解有困难的学生提供些许帮助,并希望这些建议能对生物解题教学现状起到一定的改进作用。

2 立足知识落地,探究生物学有效解题教学路径

2.1 链接书本知识与生活常识——转陌生为熟悉

典例一、(2023年淮安市高一期末调研测试)浙大医学院的研究团队,用小鼠的软骨细胞质膜封装纳米化的植物类囊体,进而实现类囊体进入软骨细胞内。光照刺激使得软骨细胞内的ATP和NADPH水平显著提升,衰老细胞的合成代谢也得到恢复。下列相关叙述错误的是(C)

A. 新陈代谢速率减慢是细胞衰老的特征之一

B. 该技术实现了植物类囊体跨物种递送到动物细胞内

C. ATP、NADPH为合成代谢同时提供能量和还原能力

D. 该研究为延缓细胞衰老提供了新途径


师生互动:

生:老师,这道题不应该选D吗?

师:根据题目中的背景知识,你能给老师说说D选项错在哪里吗?

生:......(沉默,无法道出原因)

师:A选项和B选项的内容分别是书本知识和题目中点明的技术优点,这两

个选项有疑问吗?

生:没有。

师:那我们来看看你疑惑的D选项——该研究为延缓细胞衰老提供了新途径,

同学们无法理解这项科学研究和细胞衰老之间的联系?

生:点头默认。

师:NADPH我们在学习光合作用的过程中曾了解过,它叫什么名字?有什么作用?

生:还原型辅酶II,是暗反应过程的还原剂。

师:知识点记得很扎实!那同学们再思考一下:我们经常在一些广告中听到商家宣传某护肤品含有抗氧化剂可以延缓衰老,还原型辅酶II也有一定的抗氧化作用。并且题干中提到光照刺激会使软骨细胞内的NADPH水平显著提升,如此一来,是否有可能延缓细胞衰老?

生:恍然大悟并点头。

师:这道题很多同学认为C选项是正确的。NADPH虽然可以提供能量和还原能力,但ATP只能提供能量,所以C错。

教学反思:本题将高中生物光合作用和细胞衰老相关的知识重点与最新科研成果有机地结合起来,使学生在解题过程中不仅可以了解到最新的科研进展,同时还可以养成科学思维的习惯、提高解决生产生活问题的担当和能力。如果学生对知识的理解始终囿于书本,理论联系实际的意识薄弱,那么这道题的优点便是这道题的难点之一。也正因如此,如何启发学生将二维的书本知识与三维的现实世界联结起来,且顺利做到对知识的理解与应用是该题解题教学的关键所在。

回顾整个师生谈话过程我们不难发现有些学生对书本上的知识掌握得还是很牢固的,但是面对知识的应用探索——科学研究时还是一头雾水。可能在学生的认知里还没有意识到科学研究的目的之一便是解决现实问题。因此,在日常的新课教授或解题教学中从本质出发,多举一些实例让知识“脱掉”高不可攀的外衣回到朴素的现实生活,或许会更有利于学生真正地掌握知识。


2.2 辨析表面现象与问题本质——变混乱为清晰

典例二、(2022年南通淮安高一期末)植物进行光合作用时,CO2可与RuBP羧化酶(Rubisco)的活性中心结合使之催化CO2与C5,反应生成1分子不稳定的C6化合物,并立即分解为2分子C3化合物。

下列相关分析错误的是(C)

A. CO2,既是Rubisco的底物,又是活性调节物

B. 突然降低环境中的CO2浓度可使C3 含量增多

C. 激活的Rubisco催化合成不稳定C6 的过程需光反应提供ATP和NADPH

D. 对正常进行光合作用的植物停止光照后,C3 的消耗速率和生成速率将会降低

师生互动:

师:这道题很多同学错选了A,同学们觉得这道题难吗?

生:难(齐声答)!

师:可以简单说说困住同学们的点都在什么地方?

生1:没看懂题目!

生2:题目中的化学反应我们没学过!

......

师:这道题中起催化作用的酶无论是中文名称还是英文名称都稍显陌生;除此之外,该题目虽然只有一句话,但信息量较大且交织在一起,同学们是不是也没办法在短时间内厘清思路?

学生随声附和表示赞同。

师:既然如此,我们就先想办法把复杂问题简单化。既然这个酶的名字是一个解题干扰项,那同学们就把这个酶简写成R酶。接着,我们来分析一下R酶催化的整个化学反应,有同学愿意尝试着把整个化学方程式写出来吗?(学生3举手)

生3:CO2+C5→C6→2C3

师:写得非常正确!由这个方程式我们可以清楚地看到CO2与C5反应虽然生成了C6,但C6 最终分解为C3,如果略过中间产物C6 ,这个化学反应本质上是不是CO2与C5反应生成C3?这是光合作用中的什么过程?

生(齐声答):CO2的固定过程。

师:这个过程需要需光反应提供ATP和NADPH吗?

生(齐声答):不需要。

师:那C选项就错了。那我们再来分析一下多数同学错选的A选项:CO2是R酶的底物应该没有异议,同学们不明白它为什么又是R酶的活性调节物是不是?

学生点头默认。

师:题干中提到CO2可与R酶的活性中心结合使之(加重语气)催化CO2与C5反应。这句话的意思是不是CO2不仅可以与R酶的活性中心结合,还能够促进R酶催化CO2与C5反应起到调节作用?如此一来,它是不是活性调节物?

生(齐声答):是。

师:那A选项就是正确的。

教学反思:本题旨在考查学生对光合作用暗反应阶段具体过程以及酶活影响因素相关知识的掌握情况。值得一提的是,这道题对课本知识进行了适当的纵向拓展。表面上看,题目中描述的化学反应过程纷繁复杂,学生很难抓住重点并理出头绪,但删芜就简,紧抓主线就不难发现整个反应的实质是暗反应中CO2 的固定。如果学生能够穿透表层迷雾、识别问题本质、做到拨云见月,答案也就呼之欲出了。社会发展的关键离不开人才发展,并且随着课程标准的不断改革,提升育人质量也是势在必行。这对教育者和命题者都提出了更高的要求,而本题的命题者很好地践行了新课标。这道题不仅侧面考查了学生巧除干扰 、辨析主次的能力,还在酶活的影响因素知识考查中附带检测了学生的题目理解力。为此,教师在解题教学中不仅要引导学生如何区分表面现象与问题本质以及教授对应的解题方法,还要在平时的学科教学中给学生灌输看问题要透过现象看本质的思想,让学生在解题过程中能够做到快速识别、合理反应并能将这一方法应用到其他学科学习中去。


2.3 注重丰富讲解与修辞巧用——化抽象为具体

典例三、(2022淮安高一期中节选)下图是探究植物细胞的吸水和失水实验的操作步骤示意图,请回答有关问题:

下图是步骤D中观察到的细胞三种物像示意图,分析:

在显微镜下观察到甲处颜色是      ,其颜色不同于丙处,与乙处的结构具有     性密切相关。

师生互动:

:细胞III出现了什么现象?

生(齐声答):质壁分离。

师:实验材料是紫色洋葱鳞片叶表皮放入蔗糖溶液中才发生质壁分离,那丙是液泡,甲是原生质层与细胞壁之间的空隙,分别呈什么颜色?

生(齐声答):紫色和无色。

师:那既然同学们都知道甲、丙两处颜色不同,为什么一半以上的同学在接下来的填空中都错填了流动性呢?

生:......

师:细胞膜在结构和功能上分别具有什么特性?

生(齐声答):具有一定的流动性和一定的选择透过性。

师:那同学们思考一下:一小区保安只让本小区的居民进出是不是相当于要对通过的人员进行选择?这种情况与细胞膜在允许一定的物质透过的同时拦截其他物质的过程是不是相似?这体现的是细胞膜的什么特性?

生(齐声答):具有一定的选择透过性!

师:那同学们再接着思考:原生质层相当于一层半透膜,液泡中的色素无法轻易出去,外界溶液中的蔗糖无法进入,是不是同样体现原生质层具有一定的选择透过性?

生:点头默认。

师:那回过头来思考:无论是细胞膜还是液泡膜如果像一块钢板那样坚硬固定,质壁分离还能正常发生吗?

生(齐声答):不能!

师:所以,在质壁分离与复原过程中原生质层的伸缩变化体现的是膜具有一定的流动性,而在涉及物质进出受限方面体现的是膜具有一定的选择透过性。

教学反思:这道题主要涉及观察植物细胞的质壁分离和复原现象相关实验的知识点,并在此过程中着重检测了学生对细胞膜不同特性的理解程度。这道题从难度等级来说中等偏低,选择这道题作为解题教学典例的主要原因是:其命题方向明确、命题思路清晰,在考查学生对生物膜相关知识点的掌握方面是一道十分经典的题目。除此以外,还有很重要的一点是这道题在问题表述方面具有一定的迷惑性——乙处的结构具有的特性被一部分学生主观误解为乙处的结构特性,如此考查利于学生细心的培养。

在解题教学过程中不难发现,有时学生虽然对一些微观抽象的知识点倒背如流,却未能做到真正理解其概念内涵,进而难以在习题中恰如其分地加以甄别。很多学生成绩的滞后往往与其努力与否相关性不大,很大一部分原因可能在于其抽象逻辑思维能力在生长发育初期没有得到很好的启蒙,从而成为阻碍其成绩提升的绊脚石。倘若教师在日常教学中对一些微观抽象的知识进行讲解时,能先在概念分析上做到入木三分,再利用多样的修辞手法把一些晦涩难懂的专业名词与具体的事物巧妙地进行联结,将会便于学生的透彻理解与全面掌握。


3 题目解析兼顾生物学科核心素养培育,促进学生长足发展

  以上是解题教学中的课堂实录典例,面对解题教学中多样的题型,借助问题串进行密切的师生互动可以逐渐了解到学生在不同方面存在的不足。为了尽可能降低这些不足对学习产生的负面影响以及避免“头痛医头,脚痛医脚”引起的“治标不治本”,本文尝试着遵循“以终为始”的原则来解决层出不穷的问题。反向思考,无论是命题还是解题最终目的主要还是让学生获得知识,而获得知识的法门之一便是真正地理解知识。为此,笔者在解题教学中渗透不同的知识理解路径和窍门,以期能弥补学生存在的不足。

促进学生长足发展除了上述几种让知识“通俗化”、“接地气”的方法之外,还可以考虑一些策略。例如,不管面对怎样的难题,教师可以先给学生吃个“定心丸”——让学生意识到无论题目难度如何都是在书本知识的基础上变幻而来,从而使得学生注重对基础知识的掌握。接着,叮嘱学生再难的题目都是“纸老虎”,这样做的目的是让学生从战略上藐视题目,摆脱对难题的恐惧心理。最后,揪出中关键点,指出其所考查的知识范围,带领学生一步步理清思路。在最后一步实施的过程中,还要让学生去思考解决每一个小问题的办法,最终完成整个问题的解决。这样不仅可以让杂乱的题目变得条理清晰,还能让学生明白要从战术上重视难题,不可掉以轻心。这样的解题教学策略可以有效地培养学生运用对立统一的规律去审视或论证生物学社会议题。

4 结语

现今是一个重视“核心素养”时代,让学生做到对知识的深刻理解与合理应用就显得尤为重要。在此背景下若要达成这一目标,其中一个较为直接简便的方法便是教师在解题教学中让平面文字变成立体知识。当其变得“接地气”且“鲜活”,无论是知识的掌握还是题目的解答自然就变得水到渠成。推而广之,若这种教学思路在其他教学过程中得到充分应用,相信会对解决高中生群体认知过程阶段性和个体认知差异性等特点所带来的问题有所帮助。


参考文献

[1]尤佳.生物解题教学中科学思维的渗透与培养[J].教育研究与评论(中学教育教学). 2019(05):81-84.

[2]管天.关于“理解性学习”的思考[J].教育教学论坛. 2020(19):353-355.

[3]沙向丽.融合真实情境开展高中生物概念教学[J]. 数理化解题研究. 2023(03):137-139.

[4]李克刚.浅谈生物学教学中“问题串”的设计与应用[J].中学生物学.2008(2):45-46.

[5]毛硕,李治.初中生物学错误概念的主要类型及产生原因[J].中学生物教学.2023(2):23-25.


文末小贴士


01作者介绍
时佳惠,任教于盱眙县第二高级中学,2022年8月正式成为一名高中生物教师,从教时间只有不到两年的时间,目前已获得的荣誉有:撰写的《关于教育信息化和数字化助力乡村振兴过程中的利弊思考》论文获得2022年淮安市一等奖,江苏省三等奖;执教的《性别决定和伴性遗传》一课在2023年盱眙县智慧课堂(高中组)创新教学大赛中被评为一等奖;在盱眙县第二届“教学节”解题能力大赛决赛中荣获高中组生物学科二等奖等。


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