隨著教學改革的持續(xù)推進,項目化課程在初中生物學教學中凸顯了一定的教育價值,旨在將課程知識融入一個學習項目中,引導學生在完成項目任務(wù)的過程中學知識、長技能,不僅可以培養(yǎng)學生的實驗?zāi)芰陀^察感知能力,激發(fā)學生對生物學的興趣,還讓學生在團隊合作中感受生物學學科的魅力,提高學生的實踐能力和協(xié)作能力,從而促進學生綜合素質(zhì)的發(fā)展,促進生物學教學效果的提升?;诖耍浴把鞯墓艿馈堋苯虒W為例,對生物學項目化的實施展開如下研究。
一、情境引導,導入項目目標
項目導入環(huán)節(jié)重點激發(fā)學生對項目化課程的學習興趣,為后續(xù)學習做好鋪墊。為此,教師可以結(jié)合學生的生活經(jīng)驗為學生創(chuàng)設(shè)情境,并通過情境問題和情境任務(wù)啟發(fā)學生思考,培養(yǎng)學生的思維能力,從而導入項目目標。
在教學“血流的管道——血管”的時候,教師可以為學生創(chuàng)設(shè)如下情境:血液在人體內(nèi)流經(jīng)的管道稱之為血管,人體的血管像城市的交通網(wǎng)一樣至關(guān)重要,血管因創(chuàng)傷出血時會出現(xiàn)不同的出血情況,血管堵塞則會導致血液在人體內(nèi)的輸送不暢通,影響生命健康。這是為什么呢?我們該如何判斷并做出處理呢?基于此情境,教師向?qū)W生展示本項目的主題“探究血管的奧秘”以及學習目標:
1.通過觀察小魚尾鰭內(nèi)血液流動情況,說出三種血管血流速度的不同。
2.通過拼圖游戲,結(jié)合文本概述動脈、靜脈和毛細血管的結(jié)構(gòu)和功能特點。
3.結(jié)合生活實際、情景演繹,解釋不同血管出血時的癥狀,并說出正確的止血方法。
基于上述目標,教師組織學生展開項目化學習。
二、講學結(jié)合,實施項目過程
(一)動手實驗,感知血管
動手實驗環(huán)節(jié),重點引導學生初識血管,了解血管在生物體中的存在形式、主要功能等,從而開闊學生的學習視野,同時激發(fā)學生對項目化學習的興趣,促進學生科學思維的形成。為此,在本項目化學習中,教師首先以小魚尾鰭作為研究對象,指導學生展開實驗觀察。
教師啟發(fā):既然要學習血管,首先我們要觀察血管內(nèi)血液的流動。我們要選用哪種材料呢?既要與人體血液和血管組成類似的生物,又要觀察起來清晰,因此,我們選擇了薄而透明的小魚尾鰭。請大家思考三個問題:
1.應(yīng)該選擇色素多的還是色素少的小魚?
2.如何保持小魚的活性,同時又不傷害小魚的生命?
3.你觀察到了幾種血管?這些血管中血流速度一樣嗎?
隨后,教師指導學生針對上述問題展開探究,并按照如下步驟完成實驗。
準備工作:準備一個透明的容器,倒入適量的鹽水。鹽水的濃度應(yīng)該與小魚生存的水體相似,這有助于小魚更好地生存。將小魚放入鹽水中,確保小魚的尾鰭可以被清晰觀察到。(為了減少小魚的活動,便于觀察,同時保證小魚正常呼吸,可以提前用濃度為5%的酒精將小魚麻醉。)
觀察尾鰭:使用放大鏡仔細觀察小魚的尾鰭,特別是尾鰭薄的部分。如果條件允許,可以使用小刀或剪刀輕輕地剪下一小段尾鰭,并用紙巾輕輕地將其表面的水分擦干凈。
染色觀察:在一定范圍內(nèi),向尾鰭表面均勻滴一些熒光素染色劑(熒光素染液),并等待一段時間。使用紅光或紫外線照明器具照射尾鰭,觀察尾鰭的血管分布情況和熒光素染色劑的擴散情況。
記錄結(jié)果:使用紙筆記錄觀察到的結(jié)果,包括血管的分布情況、熒光素染色劑的擴散情況以及觀察到的其他現(xiàn)象。
通過該實驗,我們不僅實現(xiàn)了理想的項目導入,同時讓學生直觀地觀察到小魚尾鰭的血管分布和血液循環(huán)情況,熟悉了血液在生物體中的存在,更好地理解了生物的結(jié)構(gòu)與功能,促進了項目化課程的有效實施。
(二)任務(wù)引領(lǐng),構(gòu)建概念
基于上述實驗探究,學生已經(jīng)明確了血液在生物體中的存在形式以及循環(huán)過程。在任務(wù)引領(lǐng)環(huán)節(jié),教師重點引導學生通過完成課堂任務(wù),學習血管的分類以及每一種血管的概念,豐富學生的知識體系。
教師組織學生自主預(yù)習,引導學生思考中醫(yī)常說的切脈、青筋、醫(yī)院指尖采血的實例,并分析這些血管分別屬于哪種血管,不同的血管具有怎樣的特點,不同的血管對人體生命起到了怎樣的作用。
教師為學生展示項目化學習的課堂任務(wù):制作卡紙模型,分別模擬動脈、靜脈,思考動脈管壁和靜脈管壁哪個更厚,管腔大小如何,這和它們內(nèi)部的血流速度有什么聯(lián)系。
基于學生的動手操作和觀察,教師引導學生認識動脈管壁比靜脈管壁厚,管腔比靜脈小,同時歸納總結(jié)動脈管壁厚與血流速度快相適應(yīng)的生物學觀點。
隨后,教師指導學生聯(lián)系生活經(jīng)驗區(qū)分動脈、靜脈和毛細血管。動脈,一般負責將氧氣富集的血液從心臟輸送到身體各部位。在觀察時,動脈一般較粗,壁厚,血管壁較堅實,通常在體表處容易觸摸到位置,如手腕、頸部、大腿等。靜脈,一般負責將血液從身體各部位輸送回到心臟。在觀察時,靜脈通常較粗,但管壁較薄,常見于肌肉之間或動脈之間。生病輸液的時候,多采用靜脈注射,以促進藥物效果的發(fā)揮。毛細血管是動脈和靜脈之間的連接血管,負責氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的交換,以及二氧化碳等代謝產(chǎn)物的傳遞。在觀察時,毛細血管是極細的血管,通常無法用肉眼直接觀察到。
基于上述知識講解,教師為學生展示如下課堂小練習。
1.下列有關(guān)動脈的敘述,正確的是( )
A.是把血液從心臟送到全身各處的血管
B.管內(nèi)血液流動速度平緩
C.是把全身各處的血液送回心臟的血管
D.一般分布較淺
2.中醫(yī)切脈的“脈”和手背青筋暴起的“青筋”分別是指( )
A.動脈和神經(jīng) B.動脈和毛細血管
C.動脈和靜脈 D.靜脈和動脈
上述練習題考查學生對動脈、靜脈以及毛細血管概念的認識,同時引導學生聯(lián)系生活實際區(qū)分三種血管的功能,加深學生對血管概念的理解和掌握。
通過上述教學,教師為學生展示各種動脈、靜脈以及毛細血管的圖片,引導學生進行識別和判斷,從而豐富學生對血管的認識,培養(yǎng)學生用所學知識解決問題的能力。
(三)小組合作,拼圖探究
小組合作環(huán)節(jié),重點引導學生對血液的循環(huán)流動展開探究性學習,認識血液流動的方式以及原因,并掌握血液流經(jīng)路徑,從而培養(yǎng)學生的探究能力,同時引導學生更進一步地掌握血管知識。
教師首先向?qū)W生提出驅(qū)動性問題:本項目化學習的主題是“探究血管的奧秘”,接下來,以一滴血的旅行為例,想象一滴血從心臟泵出,依次要經(jīng)過什么血管,最后再回到心臟。如果讓你給這滴血畫一個旅程路線,你會怎么畫呢?
基于上述情境問題,教師啟發(fā)學生思考:血液為什么要在全身循環(huán)流動呢?隨后,教師向?qū)W生展示不同的路徑卡片,分別包括心臟、動脈、靜脈、毛細血管等,要求學生依據(jù)教材提示以及生活經(jīng)驗,按照血液從出心臟出發(fā)回到心臟,中間經(jīng)過的血管路徑依次進行排序拼圖。最后,學生匯報成果。
學生匯報:
1.血液循環(huán)是為了和組織細胞進行物質(zhì)交換,這樣才能為身體活動供能。
2.血液循環(huán)證明了生命機體處于活著的狀態(tài),死亡的時候,血液也停止循環(huán)。
3.血液循環(huán)可以促進人體生命健康。
這樣的小組探究能培養(yǎng)學生的探究思維,拓展學生對血管的認識,同時營造積極、活躍的課堂氣氛,增進師生溝通,促進項目化學習的有效實施。
(四)磁吸演示,攻克重點
在磁吸演示環(huán)節(jié),教師同樣采用實驗展示的方式,重點引導學生觀察學習血管中血液物質(zhì)的交換過程,從而理解血液細胞在血管中的通行方式,更深層次地掌握血管的功能與作用。
首先,教師提出驅(qū)動性問題:通過小組合作探究,我們明白了血管中血液的循環(huán)流動是為了讓血液與組織細胞發(fā)生物質(zhì)交換,那么物質(zhì)交換是在哪種血管中進行的呢?這種血管是因為擁有哪種結(jié)構(gòu)才能夠完成物質(zhì)交換的任務(wù)的?
隨后,教師指導學生閱讀教材,并為學生播放血管中血液流動的視頻,啟發(fā)學生認識毛細血管是血液與組織細胞發(fā)生物質(zhì)交換的主要血管。緊接著,教師提出啟發(fā)性問題:毛細血管具有哪些結(jié)構(gòu)特點利于它和組織細胞進行物質(zhì)交換?
基于上述問題,教師為學生展示磁吸實驗需要的實驗材料:玻璃或塑料容器、水、食用色素(如紅色食用色素)、磁鐵、透明塑料管(作為“血管”的模型)等。緊接著,教師組織學生展開課堂實驗。
準備工作:在玻璃或塑料容器中加入水,并加入適量的食用色素,攪拌均勻,使水呈現(xiàn)明顯的顏色,類似于血液的顏色。準備一根透明塑料管,這根管子代表血管,你可以預(yù)先在管子的內(nèi)壁上涂抹一些混有鐵粉的膠水,制作成磁性的“血管”。
物質(zhì)交換演示:將透明塑料管放入容器中,并確保它不會浮起來。使用磁鐵靠近容器的一側(cè),可以觀察到涂有鐵粉的“血管”發(fā)生運動,仿佛磁鐵控制了“血管”內(nèi)物質(zhì)的運動。移動磁鐵的位置,演示血管內(nèi)物質(zhì)的運動和交換過程,讓學生觀察并理解血管功能的模擬情況。
引導學生探討:針對觀察到的現(xiàn)象進行討論,總結(jié)血管內(nèi)物質(zhì)交換的過程,包括氧氣的運輸、二氧化碳的排出以及營養(yǎng)物質(zhì)的輸送等過程。
通過磁吸演示,學生可以直觀地觀察到“血管”內(nèi)的物質(zhì)交換過程,加深對血管功能的理解,同時培養(yǎng)動手能力和觀察力。另外,教師指導學生歸納得出毛細血管分布廣、管壁薄、流速慢,引導學生通過磁吸模型理解“單行通過”的含義,進一步認同結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的生物學觀點。
(五)情景演繹,解決問題
情景演繹環(huán)節(jié)重點引導學生認識新的情境,并用所學知識對情境問題展開探究,以此培養(yǎng)學生解決問題的能力。為此,教師需要結(jié)合學生的實際生活經(jīng)驗,為學生演示情境。
▲情境一:水往低處流,那么身體下部靜脈中的血液在流回心臟的過程中會不會倒流?
探究方式:教師組織學生通過做雙手微微合并的手勢來模擬靜脈瓣的狀態(tài),另一位同學用一支筆來模擬血液回流的狀態(tài)。學生親身體驗,直觀感受靜脈瓣在血液經(jīng)過前后的狀態(tài),認同結(jié)構(gòu)和功能觀。
▲情境二:血液循環(huán)保證了機體的健康生活,如何促進身體內(nèi)的血液循環(huán)呢?
探究方式:教師組織學生展開小組討論,結(jié)合生活經(jīng)驗展開分析。多運動和鍛煉,可以增強心肺功能,從而促進血液循環(huán)。按摩、足浴等可以從物理角度促進身體內(nèi)的血液循環(huán)。
通過上述情境,教師啟發(fā)引導學生聯(lián)系生活實際探究人體血液循環(huán)問題,可以很好地開闊學生的學習視野,同時增強生物學項目化學習的趣味性,讓學生在了解基礎(chǔ)課程知識的同時接觸更多實際性的問題,從而提高項目化學習的實效性,促進項目化學習的有效實施。
三、總結(jié)梳理,落實項目評價
完成整個項目化學習的過程后,教師聯(lián)系項目化學習的主題引導學生進行總結(jié)和梳理,一方面回顧課程知識點,幫助學生構(gòu)建項目知識脈絡(luò);另一方面通過習題的方式落實項目評價,考查學生的學習情況,從而提高項目化學習的完整性。
首先,教師為學生展示如下項目化學習清單。(見圖1)
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圖1
緊接著,教師根據(jù)學生在整個項目中學習到的知識設(shè)計課堂練習題。
1.關(guān)于“觀察小魚尾鰭內(nèi)血液的流動”的實驗,下列敘述錯誤的是( )
A.為了便于觀察,應(yīng)選取尾鰭色素少的、活的小魚
B.應(yīng)用干燥的紗布包裹小魚
C.觀察到紅細胞呈紅色是因為其內(nèi)富含血紅蛋白
D.可觀察到管徑粗細、流速不同的三種血管
題目解析:選B。本題考查了學生對“觀察小魚尾鰭內(nèi)血液的流動”實驗的掌握情況。B選項中“應(yīng)用干燥的紗布包裹小魚”會導致小魚缺水而死亡。
2.圖2、圖3為“觀察小魚尾鰭內(nèi)血液的流動”實驗及顯微鏡下觀察到的物像,圖4為血液與組織細胞之間的物質(zhì)交換示意圖。請據(jù)圖回答下列問題:
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圖2 圖3 圖4
(1)該實驗在選擇活的小魚時,應(yīng)選尾鰭色素
的,以利于觀察。
(2)用濕棉絮包裹住小魚的頭部和軀干部,并時常往棉絮上滴加 ,目的是保持小魚的 。
(3)圖3中的血管③是 ,判斷的主要依據(jù)是 。
(4)圖4所示的血管類型是 ,與其對應(yīng)的是在低倍顯微鏡下看到的圖3中的血管 (填序號)。
(5)圖4中,紅細胞運輸來的氧氣通過 作用進入組織細胞。
題目解析:本題考查學生對血管分類、血液運動以及血液物質(zhì)交換的掌握,同時培養(yǎng)學生的實驗探究思維。
參考答案:(1)少;(2)清水、正常呼吸;(3)靜脈、血液由分支流向主干;(4)毛細血管、②;(5)氣體的擴散
在學生完成上述習題后,教師針對學生在本項目化學習中的表現(xiàn)以及課堂學習情況展開評價分析,并鼓勵學生采用自評、互評的方式分享學習中遇到的問題,同時分析教學過程中存在的不合理性,借此對教法、學法進行適當調(diào)整,從而促進項目化學習的有效實施。
綜上所述,項目化課程的實施在初中生物學教學中具有非常突出的實踐價值。教師需要基于課程知識,結(jié)合學生的生活經(jīng)驗,為學生創(chuàng)設(shè)合適的情境,明確項目目標;要通過講學結(jié)合的方式,引導學生展開動手實驗,并通過小組合作探究生物學知識,幫助學生攻克難點,培養(yǎng)解決問題的能力。另外,教師要做好項目的梳理匯總,落實項目評價,從而充分發(fā)揮項目化課程的實施價值。
(作者單位:福清元洪高級中學)
編輯:常超波
作者簡介:陳惠兵(1975—),男,本科,一級教師,研究方向:生物學教育教學。