《义务教育课程标准实验教科书·生物学》第二单元教材分析

  生物与非生物的本质区别是生物具有生命现象。具体地说,生物能够进行新陈代谢,能够繁殖,有遗传和变异的现象,生物的个体能够从小长大。生物的一切生命活动都是以细胞的生命活动为基础的。通过这一单元的教学应该让学生认识到细胞与生物的关系,意识到科学技术在人类认识生命过程中的重要作用。

  一、《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)中对本单元教学内容的要求

  本单元包括了《标准》中一级主题“生物体的结构层次”的全部内容以及二级主题“生物的多样性”中有关病毒的内容。通过本单元的教学,应该实现下列目标:说明显微镜的基本构造和作用,使用显微镜和模仿制作临时装片,阐明细胞是生命活动的基本结构和功能单位,说明单细胞生物可以独立完成生命活动,区别动、植物细胞结构的主要不同点,描述细胞核在生物遗传中的重要功能;描述细胞分裂的基本过程,概述生物体的各种组织是由细胞分裂、分化形成的,识别人体的几种基本组织,识别植物的几种主要组织;描述绿色开花植物体的结构层次:细胞、组织、器官、个体的结构层次;描述人体的结构层次:细胞、组织、器官、系统、个体的结构层次;描述病毒的主要特征以及它们与人类生活的关系。

  二、本单元的编写意图

  随着人类社会的发展、科学技术的进步,生命科学的研究向着宏观和微观两大方面推进。在第一单元中介绍了生物与生物圈,从宏观上引导学生认识了生物与自然界的关系。接着第二单元介绍生物与细胞。教材这样编排的目的,一是引导学生从微观上认识生物的结构,初步掌握进行实验观察的技能;二是为学生从整体上理解人与生物圈的关系奠定必要的知识基础。

  三、本单元的主要内容和编写特点

  本单元教材包括四章:“观察细胞的结构”“细胞的生活”“细胞怎样构成生物体”“没有细胞结构的微小生物──病毒”。这四章内容从观察细胞、了解细胞的生活、认识生物体的结构层次到没有细胞结构的生物──病毒,采用多幅彩图直观地介绍了细胞和生物体的基本概念,强调学生动眼观察、动脑思考、动手操作,让学生主动地参与学习活动,体现了基础教育课程改革中提出的转变学生学习方式的精神。通过“科学·技术·社会”栏目渗透科学技术与社会的教育思想,强调科学技术在科学研究和社会发展中的重要作用;利用科学家的故事等科学史内容促进学生情感态度与价值观的发展。以下分章加以阐述。

  (一)关于“观察细胞的结构”一章

  本章包括“练习使用显微镜”“观察植物细胞”和“观察动物细胞”三小节。第一节“练习使用显微镜”主要介绍了显微镜的构造,安排了学生实验“练习使用显微镜”。教材在介绍显微镜构造及使用显微镜进行观察的步骤时,以图代文,直观性强,有利于不同操作水平的学生自主地学习。实验后面安排的讨论题以及练习题不再是考查学生记忆了哪些显微镜的结构名称,而是设计了一些使用显微镜中可能遇到的问题,需要学生利用掌握的显微镜知识去解决。在“科学·技术·社会”栏目中介绍了显微镜技术发展的历程,让学生感受到显微镜研制的成功为人类认识微观世界打开了一扇门;显微镜技术的日臻完善,使人类对微观世界的认识不断深入。

  第二节“观察植物细胞”主要安排学生制作植物细胞的临时装片并观察植物细胞。在引言中,首先提出两个启发学生思考的问题,引出常用的三种玻片及制作方法。之后,利用彩图直观地指导学生制作临时装片。在观察植物细胞的材料准备上,教材提供了选择的余地,学生在多次制作临时装片的活动中熟悉操作技能。教材中还利用显微镜下的植物细胞图及植物细胞模式图,指导学生认识植物细胞。在实验后还附上了生物图的画法和注意事项,指导学生学习绘制生物细胞图的基本方法,掌握记录观察结果的一种方法。在本节中还安排了测量和计算的技能训练,具体内容是测量、计算细胞的大小,这与显微镜观察到的植物细胞联系起来,使技能训练成为学生学习的延伸。

  第三节是“观察动物细胞”,主要安排了学生实验“观察人的口腔上皮细胞”。在引言中,引导学生从已学的植物细胞结构入手,采用对比的方法学习动物细胞的结构。在介绍动物细胞时是以人的细胞为例的,一方面,让学生掌握临时装片的制作、显微镜使用和绘制生物图的技能;另一方面,通过观察了解人的口腔上皮细胞的结构,归纳出动植物细胞的主要异同点。教材安排了学生活动“制作动物细胞模型”,主要是培养学生利用已学知识进行实践活动的能力。练习题的设计除了考查学生对动植物细胞结构掌握的情况,还创设了一个问题情境:“公安部门得到一份生物样品,从外形上分辨不出该样品是取自植物体还是动物体。如果容许你借助显微镜,你怎样将它鉴定出来?”在解决这个问题时,学生只死记硬背动植物细胞结构名称是不行的,他们必须利用所学的细胞结构知识去分析、判断。这样设计的目的,是要引导学生在学习时重视对知识的理解和应用。在科学家的故事栏目中,介绍了“施莱登、施旺与细胞学说”,目的是通过两位年轻科学家一丝不苟的工作精神及细胞学说的创立过程,使学生感受到细胞学说的创立是一个发展的过程,是许多科学家共同努力的成果。

  (二)关于“细胞的生活”一章

  这一章是以全新的视角引导学生认识细胞是有生命的,细胞的生活不但需要物质和能量,还需要信息。本章包括“细胞的生活需要物质和能量”“细胞核是遗传信息库”和“细胞通过分裂产生新细胞”三小节。

  第一节“细胞的生活需要物质和能量”,主要讲述了细胞中有哪些物质。细胞膜控制物质的进出。细胞质中有能量转换器等内容。关于细胞中的物质,列举了学生熟悉的生活现象——蔗糖溶于水,并用彩图直观地表示出糖在水中溶解和水分子的结构,让学生知道水和糖是细胞需要的重要物质。之后,归纳出细胞需要的无机物和有机物及细胞生活过程中产生的废物。虽然细胞的物质组成是比较抽象的内容,但是这些知识是学生理解细胞生活的基础,因此教材在讲述的同时辅以彩图帮助学生加深理解。在讲述细胞膜控制物质的进出时,教材也是利用直观的彩图表示细胞膜控制物质出入细胞,帮助学生理解细胞膜能够让有用的物质进入细胞,还能把细胞内产生的废物排到细胞外。在介绍细胞质中有能量转换器的内容时,教材利用了贴近学生生活的内容和彩图,来说明细胞如同物体运动和生物的生活一样都需要能量,并深入浅出地举例讲述了能量的形式以及能量的转换,进而提出细胞也能进行能量转换。利用细胞中的叶绿体和线粒体的彩图,让学生了解叶绿体和线粒体在能量转换中的作用,明确叶绿体和线粒体就是细胞中的能量转换器。

  第二节“细胞核是遗传信息库”,讲述了遗传信息在细胞核中,细胞核中有储存遗传信息的物质一DNA,DNA和蛋自质组成染色体等内容。在本节的引言中,首先提出几个生活中的事例,如公共汽车站牌、天气预报、盖楼需要的图纸等内容,说明什么是信息。用人从一个受精卵发育长大的事实说明,人从父母那里获得了与遗传有关的信息。让学生了解到人类生活不但需要物质和能量,还需要信息。关于遗传信息在细胞核中,教材提供了资料分析“小羊多莉的身世”,让学生通过分析多莉产生的过程,自己得出细胞中的遗传信息在细胞核中的结论。有关细胞核中有储存遗传信息的物质—DNA的内容,教材辅以DNA分子片段示意图把抽象的知识形象化,并列举生活中的实例使学生了解DAN上的基因就是遗传信息。在讲述DNA和蛋自质组成染色体的内容时,教材除了提供染色体的彩图外,还将染色体数目异常的遗传病人的图片提供给学生,使学生从感性到理性认识细胞中遗传物质的作用。教材利用科学家的故事介绍了米舍尔发现核酸的过程,以及其他科学家对核酸功能的深入研究。

  第三节“细胞通过分裂产生新细胞”,主要讲述了细胞的生长和分裂。在引言中明确提出生物体由小长大,是细胞生长和分裂的结果。鉴于初中学生的认知水平,教材关于细胞分裂强调的是,一个细胞分裂成为两个新细胞,在细胞分裂时染色体已经加倍了,细胞分裂产生的新细胞所含的遗传物质与原细胞一样。在“科学·技术·社会”栏目中介绍了癌细胞及预防癌症的生活方式,讲述了细胞生物学和分子生物学在防治癌症方面的研究进展,引导学生通过多种媒体查询资料,获取更多的信息。

  (三)关于“细胞怎样构成生物体”一章

  本章包括“动物体的结构层次”“植物体的结构层次”和“只有一个细胞的生物体”三小节。

  第一节“动物体的结构层次”,主要以人为例,介绍人体从细胞到个体的结构层次。采用图文结合的方式,讲述了细胞分化和组织的概念以及细胞分化形成组织的大致过程,符合学生从感性到理性的认知规律。安排了学生实验“观察人体的基本组织”,进一步熟悉使用显微镜的技能。在介绍器官和系统的概念时,强调学生对人体各个器官和系统的整体认识。

  第二节“植物体的结构层次”,主要介绍绿色开花植物的结构。教材内容的安排是从植物体及器官组成到主要的植物组织介绍,与讲述动物体的结构层次不同,是从宏观到微观。这样编排有利于学生明确细胞分化和组织形成的概念,学会知识的迁移和应用。

  第三节“只有一个细胞的生物体”,主要讲述原生动物、单细胞藻类和单细胞真菌。在引言中提出了两个具有启发性的问题,引入单细胞生物的结构和生活。学生实验“观察草履虫”进一步强化学生显微镜的操作和制作临时装片的技能。淡化了对草履虫结构的识记,采用示意图注释的形式介绍了草履虫的结构和主要功能。在讲述单细胞生物与人类的关系时,注意从有利和有害两个方面引导学生去认识,培养学生辩证地看待其他生物与人类的关系。

  (四)关于“没有细胞结构的微小生物──病毒”一章

  本章介绍了病毒的种类、结构和生活特点以及与人类的关系。在引言中利用问题引出病毒的发现史,提到了电子显微镜技术的应用使人类观察到了病毒。关于病毒的种类,教材介绍了与人类健康、动植物和细菌生活有关的病毒。病毒的结构和生活是学生不熟悉的,是学习的难点,应引导学生结合教材提供的彩图进行观察和思考。有关病毒与人类的关系,教材从预防病毒病,如何利用病毒,病毒对人有利有害等多方面进行了介绍,强调在基因工程中病毒的重要作用。在“科学·技术·社会”栏目中介绍了朊病毒、疯牛病,克雅氏病,目的是引导学生关注社会生活中科学技术的应用问题,思考人与其他生物如何和睦相处,共同发展的问题,从而在生活和未来社会活动中能够规范自己的行为,成为保护环境,保护生物的促进者。

  四、对本单元教学的几点建议

  (一)保障实验教学,提高学生科学素质

  生物学是一门以实验为主的自然科学。在生物教学中,保障实验教学的顺利进行,是培养学生观察、动手、思维等多种能力的重要途径;学生通过主动参与实验活动,有利于科学态度、情感和价值观的发展。本单元的实验主要是使用显微镜进行观察,因此,教师要少讲、精讲,让学生有充足的时间进行显微镜的操作练习和临时装片的制作,要让学生有充足的时间进行观察、思考和交流,使他们成为真正的学习者。

  (二)加强教学的直现性,培养学生的能力

  本单元主要讲述生物与细胞,涉及生物和细胞的形态、结构层次和功能。学生需要通过对生物体的形象思维上升到文字或图表的抽象思维。因此,教师在教学中应充分利用教材中的彩图,同时,广泛收集录像、光盘、计算机课件,有条件的教师还可以结合教学内容制作教学课件,加强教学的直观性,培养学生的观察能力、思维能力、交流与表达的能力。

  (三)采用多种教学方法,调动学生学习的积极性

  本单元的教学内容多,有显微镜操作、临时装片制作和模拟制作,知识跨越了物质分子、细胞结构、生物体结构层次,既有实验,又有概念,还有基础知识的应用。教学内容丰富,要求教师应采用多种教学方法进行教学。在教学中除了讲述的方法外,还应运用观察的方法,指导学生认识细胞、生物体;在学习细胞分裂时,应采用讨论的方法,让学生观察、思考后进行广泛的交流;在学习病毒的内容时,可以采用调查的方法,让学生了解病毒与人类生活的关系。教师要根据学生的情况、教学的内容灵活地使用上述方法,充分调动学生的学习积极性,让学生去观察、动手操作、思考、讨论、交流。通过生物课堂教学促进学生的全面发展,真正提高生物教学的质量。 


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