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【摘 要】以教学目标为引领，创新教材内容，调整教学内容呈现方式，渗透科学方法的培养，实现从编写者的教材到学习者的教材的转变，便于教学目标的实现和教学活动的开展。
【关键词】教学目标；内容创新；实验改进；拓展应用
【中图分类号】G633.91 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2019）11-0051-04
【作者简介】1.蒋选荣，江苏省扬州市新华中学（江苏扬州，225009）教师，正高级教师，江苏省特级教师，“江苏人民教育家培养工程”培养对象；2.徐鑫，江苏省沙溪高级中学（江苏太仓，215400）教师；3.刘思琪，江苏省无锡市玉祁高级中学（江苏无锡，214183）教师。
国内高中生物学教材有5种版本，每个版本的教材都有自己的特色，具有教学的普适性。不同的教材编写结构、呈现方式不尽相同。教材具体章节内容是教师组织教学的资源，由于区域地理位置的差异、经济文化背景的差异、不同学校学情的差异、教师教学方式的差异、实验设施的差异，教师需要对教材中的教学资源进行加工、整合，将编写者的教材转变成适应教师教的教材和适合学生学的教材。
教师对教材开发的前提是依据教学目标，根据教学目标确定教学内容。在教学目标的引领下对教材具体章节内容的创新主要体现在以下三方面。第一，教学内容的创新。增加新的教学内容，修改、替换部分教学内容。第二，教学内容呈现方式的创新。以教学目标为中心，有机整合教学资源。包含内容呈现顺序的调整、内容结构的调整。第三，融入科学方法。设计和改造部分教材内容以利于科学方法的运用。现以人教版“物质跨膜运输的实例”一节为例作些说明。
一、依据课程标准和教材内容，确定教学目标
人教版高中生物教材必修1“物质跨膜运输的实例”属于《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称“2017年版课标”）中“物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”的教学内容。为帮助学生对物质跨膜运输方式的理解，提升学生生物学学科核心素养，2017年版课标列出的活动建议是“模拟演示探究膜的透性”“观察植物细胞的质壁分离和复原”。细胞代谢涉及细胞内部和细胞与环境之间的物质转移和利用、能量转换和释放、信息传递和转换，其中物质变化是基础，细胞内外物质交换是前提，其结构基础是细胞膜。
人教版教材编制的内容分为3小节，每小节内容之间存在生物学科内在逻辑关系，即物质进出细胞案例呈现、生物膜结构的探索、物质跨膜运输方式的机理三个部分。教材内容之间存在内在联系，第1小节“物质跨膜运输的实例”以研究水分子进出细胞为素材，观察现象（渗透现象、动植物细胞失水和吸水现象），分析物质跨膜运输的其他实例等内容，得出结论（即作出假设，细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜）。在此基础上，教材依据结构与功能的关系，编制了第2节“生物膜的流动镶嵌模型”说明生物膜的选择性与膜的组成成分、结构特点密切相关。在阐明生物膜结构的基础上，编制了第3节“物质跨膜运输的方式”，教材内容从微观水平形象地揭示了物质出入细胞膜的不同方式。
人教版教材从现象到机理、从宏观到微观、从结构到功能、从假说到演绎、从实验分析到探究性实验设计等内容体现了“细胞生命活动过程贯穿着物质的变化”的学业质量要求。第1节的教材内容无疑是本章的关键，对其余两节教学内容起着纲领作用。根据对课程标准的理解和教材内容的分析，笔者将本节教学目标确定为：（1）通过观察渗透现象，说出渗透作用的原理，形成结构和功能观、稳态与平衡观；（2）通过对动植物细胞吸水和失水现象提出问题，作出假设，体验和领悟科学探究方法；（3）运用细胞失水和吸水的原理设计实验，解决问题，提高科学探究的实践能力；（4）举例说出生活中物质跨膜运输的实例，参与讨论并作出理性解释。其中，目标（1）中蕴含了培养学生科学探究、生命观念的学科核心素养要求；目标（2）（3）主要是培养学生的科学探究能力；目标（4）是培养学生的社会责任。
二、围绕教学目标，创新教材内容
教师对教材内容的创新是依据教学目标，对原有教材中内容的优化使用和有序组织，而不是对教材内容的否定或弃用。“物质跨膜运输的实例”一节教材内容主要包括：渗透现象、动物细胞的吸水和失水、植物细胞的吸水和失水、物质跨膜运输的实例等。
1.滲透作用实验改进。
教材中“问题探讨”展示了渗透现象示意图。教学中对该部分内容的运用应该符合以下几点要求：直观性，现象明显，便于观察；简易性，实验装置不复杂，简单且容易准备和实施；时效性，实验过程、实验结果等应该在课堂教学的一定时间内完成，实验效果好。而教材中录入的实验略有缺憾，主要表现为液面变化不明显、重力因素抑制了液面上升导致液面发生变化时间长；玻璃纸的材质直接影响实验效果，购买的玻璃纸往往是不透水的、玻璃纸和漏斗连接处难以密封。经过多次实验研究，为便于学生直接观察渗透现象且发生时间快，笔者对教材中“渗透实验的观察”设计了3组实验。具体如表1至表3所示。
通过第1组渗透实验，得出水分是顺浓度梯度进出半透膜的结论。基于此实验，提出问题：动物体内是否会发生渗透吸水和失水现象呢？设计第2组实验的目的就是引导学生认识到动物体内也会发生渗透作用，为进一步了解动物细胞失水和吸水进行了铺垫。第2组实验操作容易，现象明显，会启发学生的问题意识，如：动物细胞是否也会发生失水和吸水现象？如何让人体内细胞处于相对稳定状态？第2组实验的缺陷是时间较长，需要学生在课前完成。
第3组实验属于定量研究。定量研究强调的是事实、关系和原因。本组实验的目的是探究植物体是否会发生渗透作用，同时也为探究植物细胞发生渗透失水和吸水的原理进行铺垫。由于常温下NaCl在水中溶解度为35.9g/100ml，因此配制的NaCl最高浓度为30%，课前将萝卜条放置于清水、系列浓度梯度的NaCl中处理一定时间；课堂教学中，将萝卜条沥干取出后，记录量筒中液面读数，同时观察萝卜条体积变化。以量筒中液体体积为纵坐标、NaCl浓度为横坐标，绘制出曲线图，可以发现随着NaCl浓度增加，量筒中液体体积增加。结合萝卜条体积大小变化，可以得出萝卜条处于不同浓度外界溶液中会发生失水现象，外界溶液浓度越高，失水现象越明显，为探讨植物细胞质壁分离现象奠定了基础。 2.质壁分离及复原原理的拓展应用。
为实现“运用细胞失水和吸水的原理进行实验设计，解决问题”的教学目标，同时引导学生进行探究性学习，笔者设计了运用质壁分离及复原原理进行实验设计并解决实际问题的教学内容。设计的教学情境如下：用蔗糖溶液（不同浓度）、显微镜、不同品种洋葱鳞茎、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸等仪器材料，设计实验方案，探究下列问题：（1）判断洋葱细胞的死活；（2）测定同一品种洋葱细胞液浓度范围；（3）比较不同品种洋葱细胞的细胞液浓度大小。通过对实验方案的讨论和设计，培养学生运用所学知识解决问题的能力。
3.探究物质跨膜运输特点的演示实验。
人教版教材中对“物质跨膜运输的其他实例”内容是通过资料分析的形式，归纳总结出细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。教材中没有提供直观的实验内容。为了让学生通过实验演示直接观察到现象，通过现象推理出细胞膜的特性。设计了如下演示实验。
台盼蓝可以穿过变性的细胞膜，与解体的DNA 结合，使其着色。而活细胞能阻止染料进入细胞内，故可以用台盼蓝染液鉴别死细胞与活细胞。新鲜的活细胞不能被台盼蓝染成蓝色，说明细胞膜具有选择透过性。实验现象可观察、实验结果清晰明了，有利于得出结论。
三、教材内容呈现方式的调整
教师在组织教学时，为有效利用教材内容，可以对教材内容呈现方式进行调整。依据教学目标，“物质跨膜运输的实例”一节分成五个模块的学习内容，依次为：观察渗透现象及分析原理，细胞的吸水和失水，质壁分离及复原原理的拓展应用，物质跨膜运输的其他实例，探究植物细胞的吸水和失水实验。从教材内容的整体性考虑，前四个教学模块安排为1课时，安排學生分组实验1课时，保证学生有充分的时间进行质壁分离及复原实验设计、实验操作、实验总结。
四、创新教材内容的目的和意义
高中生物学教材既是教师教学的主要资源，也是学生学习的主要内容，创新教材内容的目的有三点。第一，有利于教学目标的实现。教学活动以教学目标为导向，且始终围绕实现教学目标而进行。目标决定内容，内容达成目标，教材内容要适应教学内容，就需要对教材资源进行整理、加工、延伸和拓展。第二，有利于组织教学。组织教学过程就是实现教学目标的过程，组织教学的核心要素是教师的“教”、学生的“学”，通过“教”引导学生更好的“学”，“教”和“学”之间信息传递的主要渠道就是教学“内容”，“内容”主要来自教材，通过对教材内容结构的调整、延伸和拓展，科学方法的渗透等创新，有利于教学活动的开展。第三，促进课程开发。课程开发是根据教育的构想，将教材与学习活动具体化，有策略地组织儿童成长与发展的文化经验活动。[1]教材是课程实施内容的具体化，体现了课程目标和课程内容，指导教学活动的开展。教材内容的创新是课程内容不断完善、发展的必然，从教学实践中推动课程改革。
创新教材内容可以将更多的教学资源融入教学内容中，避免教材成为唯一的教学资源，促进教师成为课程开发的参与者。需要注意的是，教材内容的创新必须依据教学目标和组织教学的需要，切不可盲目修改教材内容，也不必对所有教材内容进行修改。
【参考文献】
[1]佐藤学.课程与教师[M].钟启泉，译.北京：教育科学出版社，2003：34.
【关键词】教学目标；内容创新；实验改进；拓展应用
【中图分类号】G633.91 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2019）11-0051-04
【作者简介】1.蒋选荣，江苏省扬州市新华中学（江苏扬州，225009）教师，正高级教师，江苏省特级教师，“江苏人民教育家培养工程”培养对象；2.徐鑫，江苏省沙溪高级中学（江苏太仓，215400）教师；3.刘思琪，江苏省无锡市玉祁高级中学（江苏无锡，214183）教师。
国内高中生物学教材有5种版本，每个版本的教材都有自己的特色，具有教学的普适性。不同的教材编写结构、呈现方式不尽相同。教材具体章节内容是教师组织教学的资源，由于区域地理位置的差异、经济文化背景的差异、不同学校学情的差异、教师教学方式的差异、实验设施的差异，教师需要对教材中的教学资源进行加工、整合，将编写者的教材转变成适应教师教的教材和适合学生学的教材。
教师对教材开发的前提是依据教学目标，根据教学目标确定教学内容。在教学目标的引领下对教材具体章节内容的创新主要体现在以下三方面。第一，教学内容的创新。增加新的教学内容，修改、替换部分教学内容。第二，教学内容呈现方式的创新。以教学目标为中心，有机整合教学资源。包含内容呈现顺序的调整、内容结构的调整。第三，融入科学方法。设计和改造部分教材内容以利于科学方法的运用。现以人教版“物质跨膜运输的实例”一节为例作些说明。
一、依据课程标准和教材内容，确定教学目标
人教版高中生物教材必修1“物质跨膜运输的实例”属于《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称“2017年版课标”）中“物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”的教学内容。为帮助学生对物质跨膜运输方式的理解，提升学生生物学学科核心素养，2017年版课标列出的活动建议是“模拟演示探究膜的透性”“观察植物细胞的质壁分离和复原”。细胞代谢涉及细胞内部和细胞与环境之间的物质转移和利用、能量转换和释放、信息传递和转换，其中物质变化是基础，细胞内外物质交换是前提，其结构基础是细胞膜。
人教版教材编制的内容分为3小节，每小节内容之间存在生物学科内在逻辑关系，即物质进出细胞案例呈现、生物膜结构的探索、物质跨膜运输方式的机理三个部分。教材内容之间存在内在联系，第1小节“物质跨膜运输的实例”以研究水分子进出细胞为素材，观察现象（渗透现象、动植物细胞失水和吸水现象），分析物质跨膜运输的其他实例等内容，得出结论（即作出假设，细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜）。在此基础上，教材依据结构与功能的关系，编制了第2节“生物膜的流动镶嵌模型”说明生物膜的选择性与膜的组成成分、结构特点密切相关。在阐明生物膜结构的基础上，编制了第3节“物质跨膜运输的方式”，教材内容从微观水平形象地揭示了物质出入细胞膜的不同方式。
人教版教材从现象到机理、从宏观到微观、从结构到功能、从假说到演绎、从实验分析到探究性实验设计等内容体现了“细胞生命活动过程贯穿着物质的变化”的学业质量要求。第1节的教材内容无疑是本章的关键，对其余两节教学内容起着纲领作用。根据对课程标准的理解和教材内容的分析，笔者将本节教学目标确定为：（1）通过观察渗透现象，说出渗透作用的原理，形成结构和功能观、稳态与平衡观；（2）通过对动植物细胞吸水和失水现象提出问题，作出假设，体验和领悟科学探究方法；（3）运用细胞失水和吸水的原理设计实验，解决问题，提高科学探究的实践能力；（4）举例说出生活中物质跨膜运输的实例，参与讨论并作出理性解释。其中，目标（1）中蕴含了培养学生科学探究、生命观念的学科核心素养要求；目标（2）（3）主要是培养学生的科学探究能力；目标（4）是培养学生的社会责任。
二、围绕教学目标，创新教材内容
教师对教材内容的创新是依据教学目标，对原有教材中内容的优化使用和有序组织，而不是对教材内容的否定或弃用。“物质跨膜运输的实例”一节教材内容主要包括：渗透现象、动物细胞的吸水和失水、植物细胞的吸水和失水、物质跨膜运输的实例等。
1.滲透作用实验改进。
教材中“问题探讨”展示了渗透现象示意图。教学中对该部分内容的运用应该符合以下几点要求：直观性，现象明显，便于观察；简易性，实验装置不复杂，简单且容易准备和实施；时效性，实验过程、实验结果等应该在课堂教学的一定时间内完成，实验效果好。而教材中录入的实验略有缺憾，主要表现为液面变化不明显、重力因素抑制了液面上升导致液面发生变化时间长；玻璃纸的材质直接影响实验效果，购买的玻璃纸往往是不透水的、玻璃纸和漏斗连接处难以密封。经过多次实验研究，为便于学生直接观察渗透现象且发生时间快，笔者对教材中“渗透实验的观察”设计了3组实验。具体如表1至表3所示。
通过第1组渗透实验，得出水分是顺浓度梯度进出半透膜的结论。基于此实验，提出问题：动物体内是否会发生渗透吸水和失水现象呢？设计第2组实验的目的就是引导学生认识到动物体内也会发生渗透作用，为进一步了解动物细胞失水和吸水进行了铺垫。第2组实验操作容易，现象明显，会启发学生的问题意识，如：动物细胞是否也会发生失水和吸水现象？如何让人体内细胞处于相对稳定状态？第2组实验的缺陷是时间较长，需要学生在课前完成。
第3组实验属于定量研究。定量研究强调的是事实、关系和原因。本组实验的目的是探究植物体是否会发生渗透作用，同时也为探究植物细胞发生渗透失水和吸水的原理进行铺垫。由于常温下NaCl在水中溶解度为35.9g/100ml，因此配制的NaCl最高浓度为30%，课前将萝卜条放置于清水、系列浓度梯度的NaCl中处理一定时间；课堂教学中，将萝卜条沥干取出后，记录量筒中液面读数，同时观察萝卜条体积变化。以量筒中液体体积为纵坐标、NaCl浓度为横坐标，绘制出曲线图，可以发现随着NaCl浓度增加，量筒中液体体积增加。结合萝卜条体积大小变化，可以得出萝卜条处于不同浓度外界溶液中会发生失水现象，外界溶液浓度越高，失水现象越明显，为探讨植物细胞质壁分离现象奠定了基础。 2.质壁分离及复原原理的拓展应用。
为实现“运用细胞失水和吸水的原理进行实验设计，解决问题”的教学目标，同时引导学生进行探究性学习，笔者设计了运用质壁分离及复原原理进行实验设计并解决实际问题的教学内容。设计的教学情境如下：用蔗糖溶液（不同浓度）、显微镜、不同品种洋葱鳞茎、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸等仪器材料，设计实验方案，探究下列问题：（1）判断洋葱细胞的死活；（2）测定同一品种洋葱细胞液浓度范围；（3）比较不同品种洋葱细胞的细胞液浓度大小。通过对实验方案的讨论和设计，培养学生运用所学知识解决问题的能力。
3.探究物质跨膜运输特点的演示实验。
人教版教材中对“物质跨膜运输的其他实例”内容是通过资料分析的形式，归纳总结出细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。教材中没有提供直观的实验内容。为了让学生通过实验演示直接观察到现象，通过现象推理出细胞膜的特性。设计了如下演示实验。
台盼蓝可以穿过变性的细胞膜，与解体的DNA 结合，使其着色。而活细胞能阻止染料进入细胞内，故可以用台盼蓝染液鉴别死细胞与活细胞。新鲜的活细胞不能被台盼蓝染成蓝色，说明细胞膜具有选择透过性。实验现象可观察、实验结果清晰明了，有利于得出结论。
三、教材内容呈现方式的调整
教师在组织教学时，为有效利用教材内容，可以对教材内容呈现方式进行调整。依据教学目标，“物质跨膜运输的实例”一节分成五个模块的学习内容，依次为：观察渗透现象及分析原理，细胞的吸水和失水，质壁分离及复原原理的拓展应用，物质跨膜运输的其他实例，探究植物细胞的吸水和失水实验。从教材内容的整体性考虑，前四个教学模块安排为1课时，安排學生分组实验1课时，保证学生有充分的时间进行质壁分离及复原实验设计、实验操作、实验总结。
四、创新教材内容的目的和意义
高中生物学教材既是教师教学的主要资源，也是学生学习的主要内容，创新教材内容的目的有三点。第一，有利于教学目标的实现。教学活动以教学目标为导向，且始终围绕实现教学目标而进行。目标决定内容，内容达成目标，教材内容要适应教学内容，就需要对教材资源进行整理、加工、延伸和拓展。第二，有利于组织教学。组织教学过程就是实现教学目标的过程，组织教学的核心要素是教师的“教”、学生的“学”，通过“教”引导学生更好的“学”，“教”和“学”之间信息传递的主要渠道就是教学“内容”，“内容”主要来自教材，通过对教材内容结构的调整、延伸和拓展，科学方法的渗透等创新，有利于教学活动的开展。第三，促进课程开发。课程开发是根据教育的构想，将教材与学习活动具体化，有策略地组织儿童成长与发展的文化经验活动。[1]教材是课程实施内容的具体化，体现了课程目标和课程内容，指导教学活动的开展。教材内容的创新是课程内容不断完善、发展的必然，从教学实践中推动课程改革。
创新教材内容可以将更多的教学资源融入教学内容中，避免教材成为唯一的教学资源，促进教师成为课程开发的参与者。需要注意的是，教材内容的创新必须依据教学目标和组织教学的需要，切不可盲目修改教材内容，也不必对所有教材内容进行修改。
【参考文献】
[1]佐藤学.课程与教师[M].钟启泉，译.北京：教育科学出版社，2003：34.