落实核心素养的教育实践,需要与之相匹配的单元教学设计。笔者重构学科内容,将“粮食增产”作为核心概念,从农作物的生长历程入手,通过作业设计引领学生复习光合作用、呼吸作用及影响两大生理作用的因素,最终由学生构建有机物积累的模型,借助传统谚语解析作业,让学生读懂谚语并利用模型分析影响农作物生长的原因,最终尝试提出能实现“粮食增产”的几种方法。
一、夯实基础,绘制过程
在实际教学过程中,以核心概念为基础展开作业设计是推进核心素养培育的关键途径之一。生命观念的展现需建立在把握核心概念的基础上。何为光合作用及呼吸作用,其原理与过程又是如何展开?围绕上述核心概念,通过绘制过程图并填写原料及产物,有助于强化学生对两大关键过程的掌握,使学生对植物生命有更直观的感知,为解决粮食增产问题奠定基础。
基础作业1:①在图1中写出光合作用的原料及产物;②ATP在哪里产生?它在叶绿体中移动的方向是怎么样的?③光合作用分为哪两个阶段?它们的场所分是什么?④两个反应阶段的关系如何?⑤光合作用过程的能量变化如何?⑥光合作用的总反应式是什么?⑦光合作用的意义是什么?
基础作业2:①在图2中写出呼吸作用的原料及产物;②有氧呼吸和无氧呼吸的场所分别是什么?③呼吸作用过程的能量变化如何?④呼吸作用的总反应式是什么?⑤呼吸作用的意义是什么?
二、构建模型,建立联系
“模型与建模”作为核心素养中科学思维的一种方式,可探讨、阐释生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题。本作业设计旨在引导学生运用两大生理过程构建有机物积累或粮食增产的模型,使理论知识得以具体化,并通过模型进一步探究有机物积累的影响因素。
探究作业:图3中,①光合作用的原料和产物分别是什么?②呼吸作用的原料和产物分别是哪些?③有机物的积累和什么有关?④影响有机物积累的外界因素有什么?⑤假如你是农业技术者,如何运用所学生物学知识帮助农民提作物高产量(光照方面、温度方面、CO2的供应、无机盐的吸收、水的方面)。
三、运用所学,巧析谚语
我国的农耕文化源远流长,劳动人民数千年的勤劳与智慧结晶为农业领域积累了丰富经验。以农业谚语为情境,学生需运用已掌握的知识,通过逻辑推理,阐述其中蕴含的生物学原理。此类训练有助于增进学生对农作物生长及生理过程的理解,要求他们将文学感悟与严谨的科学语言相结合,精确表述,从而锻炼科学思维能力。
实践作业:①农民常说:“深耕一寸顶车粪”,原因是什么?②据古书记载,要求栽种农作物要“正其行,通其风”的原理是什么?③“粪是农家宝,庄稼离它长不好”,蕴含了什么生物学原理?④“玉米地里带绿豆,一亩多打好几斗”该农业谚语中采用了什么种植方式?目的是什么?
四、创设情境,解决问题
粮食产量的提升是全球最为关键的议题之一,各国都在农业领域加强科研力度,以期提高粮食产量。农业生产与生物学有着紧密的联系。对于学生而言,他们不仅需要掌握基础理论知识,更应将所学应用于解决实际问题。在前述作业的基础上,本文对高考题目进行了改编。该题目以农业生产为背景,涵盖了松土、除草、浇灌等措施,引导学生思考粮食增产的问题。
综合作业:农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题。①农耕时,农民先沤肥再施肥,目的是什么?俗话说“缺镁后期柱叶黄,老叶脉间变褐亡”怎么解释?②雨天前施肥效果比较好的原因是什么?庄稼施肥是不是越多越好呢?③在种庄稼时,勤劳的农民经常使用锄头除杂草、松土,这对植株生长有什么好处呢?④新疆的哈密瓜引种到其他地方甜度降低,其原因是什么?夏季中午炎热,光合作用强度会暂时降低,其原因是什么?⑤某果园使用除草剂除草,同时给果树施用化肥,对环境有一定的污染,林业工作者建议树下种植大豆,请简要说明其中的依据。
【注:本文系广州市越秀区教育科学规划2023年度课题“核心素养导向下高中生物学单元作业设计研究”研究成果】
责任编辑 黄博彦