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        基于大情境的高中生物學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)
        ——以“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”為例

        2023-04-19 13:00:28陳海燕
        新課程 2023年22期
        關(guān)鍵詞:葉綠體光合作用生物學(xué)

        文| 陳海燕

        依據(jù)2016 年發(fā)布的《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》,在開(kāi)展生物學(xué)課程的教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)修養(yǎng)、科學(xué)精神和科學(xué)思維方式,以便更好地滿足學(xué)生在自主發(fā)展學(xué)習(xí)能力和健康生活觀念方面的需求。教師采用“大情境”的教學(xué)方法,可以更有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,為他們的持續(xù)和全方位成長(zhǎng)提供堅(jiān)實(shí)的后盾。本文以“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”為案例,基于情境教學(xué)方法,設(shè)計(jì)教學(xué)方案。

        一、大情境教學(xué)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

        情境化教學(xué)不僅是教學(xué)方法的一種進(jìn)步,也是新課程改革所推崇的一種教學(xué)策略。在教學(xué)活動(dòng)中,教師需要掌握如何運(yùn)用這一模式積極地引導(dǎo)學(xué)生。通過(guò)創(chuàng)設(shè)各種不同的教學(xué)情境,教師可以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與和認(rèn)真思考,提升他們對(duì)教材知識(shí)的理解能力,從而更有效地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

        在新課程改革的大背景下,情境化教學(xué)成為一種教學(xué)模式。隨著新課程改革的深入推進(jìn),教材的內(nèi)容也經(jīng)歷了顯著的變革,不再只是簡(jiǎn)單地列舉知識(shí),而是更加注重問(wèn)題的探索和各種情境的創(chuàng)設(shè),鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深入的思考和交流。教師在課堂中創(chuàng)造合適的學(xué)習(xí)環(huán)境,可以激發(fā)學(xué)生的思維,幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)。在日常的課堂教學(xué)活動(dòng)中,教師運(yùn)用情境化的教學(xué)方法可以幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與他們的日常生活緊密結(jié)合,這與僅僅教授知識(shí)的方式有所不同。情境化教學(xué)方式能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓課堂變得生動(dòng)而有活力,提高教學(xué)質(zhì)量。

        二、教材分析

        細(xì)胞的生命過(guò)程依賴(lài)于能量的推動(dòng)。教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題,然后探索、解決這些問(wèn)題,最后總結(jié)歸納出解決問(wèn)題的策略或規(guī)律。在幾乎所有的生命系統(tǒng)中,太陽(yáng)能都是能量的主要來(lái)源。因此,研究細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中能量代謝規(guī)律對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。細(xì)胞需要接受外部的能量并將其轉(zhuǎn)化為有用的物質(zhì),這一過(guò)程涉及一系列復(fù)雜的化學(xué)變化。這部分內(nèi)容與我們的日常生活有著緊密的聯(lián)系,深入探討了影響光合作用的各種環(huán)境要素,并通過(guò)精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)他們的合作探究能力,同時(shí)也體現(xiàn)了“鼓勵(lì)探究性學(xué)習(xí)”和“自主學(xué)習(xí)”的教學(xué)理念。光合作用的過(guò)程不僅是教學(xué)的焦點(diǎn),也是教學(xué)的難點(diǎn)。它是未來(lái)學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基礎(chǔ),具有承前啟后的作用。因此,本節(jié)是必修一的重點(diǎn)內(nèi)容,也是整個(gè)高中階段的重要內(nèi)容之一。

        三、學(xué)情分析

        學(xué)生對(duì)光合作用的基礎(chǔ)理論有了初步的了解,但他們對(duì)光合作用的定義和概念的掌握還不夠深入。雖然他們對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)有了初步的了解,但對(duì)于探究性實(shí)驗(yàn)的基本原理、操作步驟和方法尚未完全掌握。因此,教師需要采用一些有效措施來(lái)提高課堂效率,激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)他們的自主探索能力以及動(dòng)手實(shí)踐能力。

        四、教學(xué)目標(biāo)

        1.引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確了解葉綠素的概念與作用。

        2.建立起較完整的“光合作用”的知識(shí)網(wǎng)。

        3.運(yùn)用光合作用與能量轉(zhuǎn)化相關(guān)的知識(shí)解決日常生活中的問(wèn)題。

        五、教學(xué)重難點(diǎn)

        (一)教學(xué)重點(diǎn)

        1.了解光合作用的基本理念。

        2.明確在光合作用中,物質(zhì)與能量的變動(dòng)以及它們之間的聯(lián)系。

        3.研究影響光合作用效率的各種環(huán)境因素。4.葉綠體與光合作用的結(jié)構(gòu)特性相匹配。

        (二)教學(xué)難點(diǎn)

        引導(dǎo)學(xué)生在具體的情境中主動(dòng)參與探索活動(dòng)。

        六、教學(xué)方法

        1.運(yùn)用表現(xiàn)力強(qiáng)的多媒體教學(xué)手段,使學(xué)生嘗試提取和分離綠葉中的色素,簡(jiǎn)述綠葉中色素的種類(lèi)及其功能;有助于學(xué)生直觀、清晰地了解運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念,解釋葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);通過(guò)對(duì)光合作用光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的思考和討論,說(shuō)明光合作用過(guò)程,并從物質(zhì)與能量觀視角,闡明光合作用原理,認(rèn)同人類(lèi)對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程是逐步的、不斷發(fā)展的;設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn),探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響;關(guān)注光合作用原理的應(yīng)用。

        2.設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)親自實(shí)踐、觀察、猜想、驗(yàn)證等過(guò)程,加深對(duì)知識(shí)的感知,充分理解生物學(xué)知識(shí),將抽象的內(nèi)容具象化,積累生物學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)而優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。

        3.創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、生活情境、實(shí)踐情境,幫助學(xué)生理解相關(guān)理論知識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的課堂體驗(yàn),推動(dòng)其自主探究分析以解決問(wèn)題,令學(xué)生深刻理解生物學(xué)知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,進(jìn)而鍛煉學(xué)生的思考以及創(chuàng)新能力,提高其核心素養(yǎng)。

        七、教學(xué)過(guò)程

        (一)基于問(wèn)題情境,復(fù)習(xí)舊知,引出主題

        復(fù)習(xí)導(dǎo)入:(1)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)有哪些?(2)真核細(xì)胞中的細(xì)胞器主要有哪些?哪些細(xì)胞器與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)?(3)葉綠體有哪些功能?為何將葉綠體稱(chēng)為植物細(xì)胞的“養(yǎng)料制造車(chē)間”和“能量轉(zhuǎn)換站”?

        教師:哪位同學(xué)來(lái)回答一下問(wèn)題?

        學(xué)生:植物細(xì)胞包括原生質(zhì)體與細(xì)胞壁;真核細(xì)胞中的細(xì)胞器包括溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、中心體、高爾基體、線粒體、核糖體、葉綠體等,其中葉綠體是植物細(xì)胞特有的葉綠體的功能是進(jìn)行光合作用。

        (教師引導(dǎo)學(xué)生思考葉綠體的結(jié)構(gòu),自然滲透“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一生物學(xué)基本觀點(diǎn)。)

        (設(shè)計(jì)意圖:先以問(wèn)題串的形式引導(dǎo)學(xué)生回顧細(xì)胞器的種類(lèi)、葉綠體的功能等相關(guān)知識(shí),再引導(dǎo)學(xué)生從“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學(xué)基本觀點(diǎn)出發(fā)思考,從而引入“葉綠體結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用”的學(xué)習(xí)。這種導(dǎo)入方式,有利于促進(jìn)學(xué)生整合新舊知識(shí)形成完整體系,并培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念。)

        (二)借助情境,導(dǎo)入新知

        1.引入葉綠素的概念

        教師:請(qǐng)大家看一下課件中的詩(shī)句:宋代詩(shī)人范仲淹的詩(shī):“碧云天,黃葉地,秋色連波,波上寒煙翠。山映斜陽(yáng)天接水,芳草無(wú)情,更在斜陽(yáng)外。”

        教師:大家通過(guò)顏色的對(duì)比,思考為什么有的葉子是綠色,有的葉子是黃色。

        學(xué)生:這與葉綠素的含量有關(guān)。

        教師:請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合現(xiàn)有的生活經(jīng)驗(yàn)、原有的生物學(xué)知識(shí)、生活中熟悉或關(guān)注的實(shí)例,討論一下與葉綠素有關(guān)的內(nèi)容。

        (設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生回顧生活中的生物學(xué)知識(shí),激發(fā)學(xué)生的好奇心,讓學(xué)生充滿期待,去探索未知。)

        2.對(duì)比分析,推出光能的捕捉過(guò)程

        教師:大家對(duì)比一下正常苗與白化苗,然后思考為什么綠色的葉子可以進(jìn)行光合作用發(fā)育成長(zhǎng),而白化苗就停止生長(zhǎng)了。

        學(xué)生1:光能的捕獲與葉片顏色有關(guān)。白化苗無(wú)法進(jìn)行光合作用,待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡。

        學(xué)生2:光能的捕獲與葉片顏色有關(guān)。

        (設(shè)計(jì)意圖:?jiǎn)l(fā)學(xué)生進(jìn)行討論、探究、分析,引導(dǎo)學(xué)生推出假設(shè):光能的捕獲需要綠葉所含的色素。)

        3.創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境

        教師:同學(xué)們思考一下,如何運(yùn)用蒜苗、蒜黃以及素描用紙,畫(huà)出過(guò)濾過(guò)程中濾液的線速度變化曲線?

        首先,從蒜苗上拿出葉片,在素描紙上進(jìn)行擦拭,這樣可以在素描紙上留下一道綠色的痕跡;然后拿出蒜黃的葉子,在素描紙上進(jìn)行擦拭,結(jié)果在素描紙上留下了一道黃色的痕跡。

        教師:同學(xué)們觀察一下,在紙上,蒜苗葉片留下的綠色和蒜黃葉片留下的黃色分別含有什么物質(zhì)?用不同顏色的濾紙條進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其效果如何?接下來(lái),大家自己動(dòng)手操作,通過(guò)觀察、思考、猜想,最后得出結(jié)論。

        (設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)使用蒜苗和蒜黃進(jìn)行的一個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn),迅速地激發(fā)了學(xué)生的興趣,幫助他們初步掌握了“色素”的概念,并激發(fā)了他們對(duì)色素研究的熱情,從而自然地引入“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)引入新的課程內(nèi)容,教師可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析技巧,并幫助他們培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。)

        教師:同學(xué)們,制備濾紙條時(shí)為什么要減去兩角?濾液細(xì)線的劃線原則是什么?待濾液干后,再重畫(huà)一到兩次的目的是什么?為何濾液細(xì)線不能觸及層析液?濾紙條上色素的分布情況說(shuō)明了什么?

        (設(shè)計(jì)意圖:有助于培養(yǎng)學(xué)生課堂上積極回答問(wèn)題、認(rèn)真思考、合作學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣;有助于提升學(xué)生的動(dòng)手操作能力。)

        教師:請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合色素的吸收光譜,分析一些實(shí)際問(wèn)題:冬季時(shí),為了增加蔬菜的產(chǎn)量,應(yīng)該選紅色、藍(lán)色還是無(wú)色的大棚塑料薄膜?為什么?陰天時(shí),為了增加蔬菜的產(chǎn)量,在功率相同的情況下,應(yīng)選擇什么顏色(“藍(lán)紫光和紅光”或“白光”)的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源?為什么?

        (設(shè)計(jì)意圖:基于問(wèn)題情境和生活情境,引導(dǎo)學(xué)生深化理解,強(qiáng)化理論與實(shí)踐的聯(lián)系。)

        (三)歸納總結(jié)

        教師:在幻燈片中展示光合作用與能量轉(zhuǎn)化的相關(guān)知識(shí)(葉綠體的結(jié)構(gòu)、葉綠體色素的分類(lèi)及功能、光合作用的原理及其應(yīng)用)。

        教師:大家來(lái)談?wù)勥@節(jié)課有什么收獲?學(xué)會(huì)了什么?(對(duì)本節(jié)課程知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和綜合性的闡述)

        學(xué)生1:了解到了葉綠素的概念、種類(lèi)與功能。

        學(xué)生2:了解到了影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素,明晰了光合作用的原理。

        (設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建清晰的知識(shí)結(jié)構(gòu),有助于培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的良好習(xí)慣。)

        (四)課后作業(yè)

        教師應(yīng)摒除傳統(tǒng)的“題海戰(zhàn)術(shù)”,減少重復(fù)的機(jī)械練習(xí),布置少而精的課后作業(yè)題,并引導(dǎo)學(xué)生將課堂中講的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)整理到筆記本上。

        (設(shè)計(jì)意圖:加深學(xué)生對(duì)光合作用與能量轉(zhuǎn)化知識(shí)的認(rèn)識(shí),提高學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)的掌握程度與運(yùn)用熟練度,培養(yǎng)學(xué)生復(fù)習(xí)、獨(dú)立完成作業(yè)、認(rèn)真思考、總結(jié)歸納、整理錯(cuò)題集的良好習(xí)慣。)

        八、教學(xué)總結(jié)與反思

        (一)教學(xué)總結(jié)

        《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版2020 年修訂)》明確表示,教學(xué)應(yīng)滿足學(xué)生的實(shí)際需求,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性和多元化成長(zhǎng)。高中生物學(xué)課堂應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際來(lái)選擇相應(yīng)的教學(xué)模式,輔以科學(xué)的教學(xué)方法,對(duì)相關(guān)的專(zhuān)題制訂適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)目標(biāo),以促進(jìn)學(xué)生形成高中生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和科學(xué)觀?!肮夂献饔门c能量轉(zhuǎn)化”這節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)在于幫助學(xué)生構(gòu)建光合作用相關(guān)的知識(shí)體系,明確光合作用的過(guò)程以及影響光合作用的各方因素。而通過(guò)實(shí)際教學(xué)來(lái)看,將情境式教學(xué)模式融入其中不僅可以提高學(xué)生的課堂參與度,而且能夠使學(xué)生較好地掌握所學(xué)知識(shí)。這樣提升了教學(xué)效率,在后續(xù)的教學(xué)中筆者將繼續(xù)沿用。

        (二)教學(xué)反思

        第一,如何激發(fā)高中生對(duì)生物學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情是每位一線生物學(xué)教師需要思考的問(wèn)題。在教學(xué)中教師要努力創(chuàng)設(shè)一種有利于培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)、提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力和發(fā)展創(chuàng)新思維的真實(shí)情境。

        第二,教育情境能夠激發(fā)學(xué)生的探究欲望,促使學(xué)生在具體情境中主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)。只要我們能有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情和參與意愿,讓他們完全沉浸在實(shí)際情境中,那么就構(gòu)建了一個(gè)合適的學(xué)習(xí)大環(huán)境。

        第三,大情境應(yīng)該與學(xué)生學(xué)習(xí)的每個(gè)階段緊密相連,并且貫穿始終,使其成為學(xué)生大單元學(xué)習(xí)活動(dòng)的真實(shí)載體。因此,大情境和大單元教學(xué)是一個(gè)相輔相成的整體,沒(méi)有大情境,教學(xué)的實(shí)施就失去了背景支持。

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