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        基于深度學(xué)習(xí)的“生物工作坊”實踐研究
        ——以“探究植物的呼吸作用”教學(xué)為例

        2020-05-18 14:05:44江蘇省如皋經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)實驗初中韓梅紅
        青年心理 2020年36期
        關(guān)鍵詞:植物探究實驗

        江蘇省如皋經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)實驗初中 韓梅紅

        當(dāng)前,課程改革正向深度推進(jìn),生活大舞臺也為生物課堂提供了博大多元的“課程資源庫”支持,因此,根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展特點和行動能力特點,我在執(zhí)教“探究植物的呼吸作用”時,嘗試開展“生物工作坊”教學(xué)實踐活動,支持和引導(dǎo)他們從原有水平向更高水平發(fā)展,按照自身的速度和方式到達(dá)《生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》所呈現(xiàn)的發(fā)展“階梯”,獲得身心全面發(fā)展。

        一、教材分析

        “植物的呼吸作用”是蘇科版教材第7 章第1 節(jié)中的內(nèi)容。課標(biāo)要求能描述綠色植物的呼吸作用。我認(rèn)為理解呼吸作用的關(guān)鍵所在就是對呼吸作用氣體變化和能量的理解,可以建立“工作坊”,深度學(xué)習(xí),所以我這樣設(shè)計這一課:設(shè)置開放性實驗器材超市,讓學(xué)生自主完成科學(xué)探究,促進(jìn)了學(xué)生的深度合作學(xué)習(xí);提供實驗室等場所,支持學(xué)生的探究需要,突破難點。

        二、教學(xué)目標(biāo)

        1.理解呼吸作用會消耗氧氣、釋放二氧化碳和能量。

        2.學(xué)會檢測呼吸作用消耗氧氣、釋放二氧化碳的方法;通過自主探究,深度學(xué)習(xí),提高通過探究和實驗建構(gòu)科學(xué)概念的能力。

        3.認(rèn)同生物學(xué)結(jié)論來自實驗和探究,認(rèn)同呼吸作用知識在生產(chǎn)生活中的科學(xué)價值和社會價值。

        三、教學(xué)重、難點

        1.通過實驗建立呼吸作用的概念。2.理解“呼吸作用”概念的實質(zhì)。

        四、教學(xué)過程

        (一)環(huán)節(jié)1:創(chuàng)設(shè)生活情境,引入新知

        通過PPT 展示研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)做的小實驗:將新鮮的大蒜頭放在透明牙簽瓶內(nèi),瓶蓋邊緣和牙簽出口用透明膠帶密封,以阻止水分散失,放置一段時日,發(fā)現(xiàn)還是會變軟變空。提出問題:廚房里的大蒜頭放置久了就會變軟變空,這是什么原因引起的呢?

        設(shè)計意圖:把學(xué)生習(xí)以為常的生活現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為生物學(xué)問題,引導(dǎo)學(xué)生用心從日常生活現(xiàn)象去發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。

        (二)環(huán)節(jié)2:科學(xué)探究——提出問題、作出假設(shè)

        針對學(xué)生對植物的呼吸作用提出的三個問題:不同植物的不同器官都能進(jìn)行呼吸作用嗎?死亡的植物可以進(jìn)行呼吸作用嗎?植物的呼吸作用會像人一樣吸收氧氣,釋放二氧化碳,同時釋放能量嗎?引導(dǎo)學(xué)生圍繞最后一個問題開始探究之旅:小組先討論確定一個研究課題,作出假設(shè)。同時做三點提醒:氧氣具有助燃的特性,當(dāng)氧氣減少或者沒有氧氣的情況下,燃燒的蠟燭會熄滅;二氧化碳具有使澄清石灰水變渾濁的特性;熱能是能量的一種最常見的表現(xiàn)形式,會使溫度升高。

        設(shè)計意圖:將學(xué)生提出的問題進(jìn)行提煉,讓學(xué)生的探究活動有探究的必要和價值。同時這三個問題也是直擊本節(jié)實驗課的重難點,分而化之,有助于各個擊破。

        (三)環(huán)節(jié)3:科學(xué)探究——制定計劃、交流計劃

        設(shè)置開放性實驗器材超市,介紹超市實驗材料為生活中常見的不同植物的不同器官,胡蘿卜、芹菜莖、青菜葉、花菜、花生、大豆等,包括新鮮的和煮熟的。在呈現(xiàn)實驗器材時讓學(xué)生猜各個器材的用途,可供選擇的實驗器材簡單易得,變廢為寶,各種飲料瓶、保溫杯、保溫瓶、空洗手液瓶、注射器等;學(xué)生根據(jù)活動單的引導(dǎo)制定計劃:參觀超市,選購合適的材料器材,搭建實驗裝置,討論檢驗方法、預(yù)估實驗結(jié)果;交流計劃:各主題代表展示實驗裝置并做簡要說明,其他同學(xué)提出質(zhì)疑或給出合理建議。

        設(shè)計意圖:設(shè)置開放性實驗器材超市,意在為學(xué)生創(chuàng)造一種自主選材、自主設(shè)計、多角度探究的開放性實驗氛圍,引導(dǎo)學(xué)生主動參與在科學(xué)探究活動中,培養(yǎng)合作能力與實踐能力。用學(xué)生熟悉的生活化用品做實驗,讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)和社會、科學(xué)和日常生活的關(guān)系。

        方案展示:

        (1)第1 組和第4 組方案展示:他們的研究課題相同(探究吸收氧氣),檢測方法相似。小組比較發(fā)現(xiàn)對照組的設(shè)置不同:一個是用等量的煮熟胡蘿卜作對照,一個是空白對照,其他同學(xué)認(rèn)為實物對照更科學(xué),更遵循單一變量原則;實驗條件第4 小組設(shè)置為光下4 小時,同學(xué)認(rèn)為設(shè)置錯誤,青菜葉在光下影響實驗結(jié)果的檢測;另外為了保證植物充分進(jìn)行呼吸作用裝置放置時間要適當(dāng)延長。之后他們即時修正方案。

        表一 活動單部分展示

        (2)第2 小組和第6 小組的方案展示(探究釋放二氧化碳):比較發(fā)現(xiàn)檢驗方法不同:一個是將瓶內(nèi)氣體利用洗手液瓶的按壓裝置擠出檢驗,一個是將澄清石灰水用注射器注入瓶內(nèi)檢驗,同學(xué)認(rèn)為都是切實可行的。

        (3)第3 小組和第5 小組的方案展示(探究釋放能量):兩者都有保溫裝置,同學(xué)們認(rèn)為都可以,但第5 小組的同學(xué)認(rèn)為他們的方案更佳,理由是:如果本實驗是在冬天做,室溫低,植物的呼吸作用可能會受到抑制,溫度變化不明顯,他們的方案可以在兩個保溫桶內(nèi)倒入適量的溫水,以促進(jìn)植物的代謝更有利于實驗結(jié)果的觀察。他們的解釋得到大家的認(rèn)可。

        設(shè)計意圖:方案展示、交流評價讓學(xué)生勇于發(fā)表自己的意見,能認(rèn)真聽取他人建議;同時培養(yǎng)學(xué)生具有初步的創(chuàng)新能力。

        (四)環(huán)節(jié)4:科學(xué)探究——實施計劃、得出結(jié)論、表達(dá)交流

        將第二課堂的同學(xué)前一天做的實驗裝置展示出來。學(xué)生按照本小組研究的課題,領(lǐng)取相似實驗裝置和材料說明,繼續(xù)完成實驗檢測記錄(手機(jī)攝像,上傳班級微信群)、觀察交流,得出結(jié)論。我作三點提醒:1.檢測氧氣要快速及時;2.檢測二氧化碳要緩慢震蕩;3.檢測能量要觀察細(xì)微。

        設(shè)計意圖:利用第二課堂的活動成果可以將科學(xué)探究的每個環(huán)節(jié)落到實處!實驗現(xiàn)象視頻發(fā)送到微信群,可以實現(xiàn)資源共享,讓學(xué)生也看到其他探究主題的實驗結(jié)果,有利于得出實驗結(jié)論。

        結(jié)果展示:

        (1)第1 小組和第4 小組的結(jié)果展示(檢驗消耗氧氣):播放兩小組的檢測視頻,比較兩組實驗結(jié)果記錄情況,一致認(rèn)為第一小組的記錄更準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)。

        (2)第2 小組和第6 小組的結(jié)果展示(檢驗釋放二氧化碳):播放兩小組的檢測視頻,比較兩組發(fā)現(xiàn),第6小組增加了一個低溫實驗組,由此形成了甲乙和甲丙兩個對照實驗,生成了溫度影響呼吸作用的結(jié)論。第二課堂的同學(xué)對大蒜頭呼吸作用產(chǎn)生的氣體也進(jìn)行現(xiàn)場檢測。

        (3)第3 小組和第5 小組的結(jié)果展示(檢驗釋放能量):播放兩小組的檢測視頻,同樣發(fā)現(xiàn)第5 小組的更全面:比較了三種狀態(tài)的種子的呼吸作用釋放能量的多少。但溫度上升不是很明顯,課后探究可能的原因。

        設(shè)計意圖:增強(qiáng)學(xué)生對實驗現(xiàn)象準(zhǔn)確表述、結(jié)果全面分析和結(jié)論生成的能力。當(dāng)實驗結(jié)果不在預(yù)期范圍,進(jìn)一步考查學(xué)生分析問題的能力,也為下個環(huán)節(jié)作鋪墊。

        (五)環(huán)節(jié)5:拓展提升,總結(jié)升華

        我現(xiàn)場演示利用溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、電腦等探究萌發(fā)的大豆種子和煮熟的大豆種子呼吸作用釋放能量的實驗組裝過程,然后快速播放溫度變化曲線生成進(jìn)程,比較直觀地得出活的植物呼吸作用釋放能量的實證。在此基礎(chǔ)上總結(jié)歸納呼吸作用的概念。引導(dǎo)學(xué)生試著解釋現(xiàn)象:泥里生長的蓮藕為什么有孔?解決生產(chǎn)生活中實際問題:平時買回來的新鮮果蔬怎么存放才保鮮?國家糧食儲存關(guān)系國計民生,你有好的建議嗎?

        設(shè)計意圖:信息技術(shù)與課堂教學(xué)有機(jī)整合有利于知識的獲取和支持,使課堂教學(xué)內(nèi)容更加豐富和完善。引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決生活實際問題,認(rèn)識所學(xué)知識的作用和意義,整節(jié)課首尾遙相呼應(yīng)。

        五、教學(xué)反思

        在整個教學(xué)過程中,學(xué)生自主合作探究、深度學(xué)習(xí)的教學(xué)理念始終貫穿其中,充分體現(xiàn)了新課標(biāo)思想,以下是我的幾點反思:

        1.本課的導(dǎo)入為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個家庭的“生物工作坊”的情境,鼓勵學(xué)生在一種感性的、探究性的學(xué)習(xí)情境中,嘗試發(fā)現(xiàn)和解決問題,并基于問題的解決而開展一系列的實驗探究。

        2.本課在實驗方法上又創(chuàng)設(shè)了“生物工作坊”,開設(shè)了開放性實驗器材超市,能夠真正讓每個學(xué)生最大限度地在直接感知、實際操作和親身體驗中獲得經(jīng)驗,促進(jìn)了學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

        3.教師將學(xué)生需要和興趣,與大量課程資源及相應(yīng)的“生物工作坊”活動關(guān)聯(lián)起來,并不斷系統(tǒng)化,深化了學(xué)生的學(xué)習(xí),豐富了學(xué)生的經(jīng)驗,促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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