【摘要】在高中生物学教材中,生物学概念是组成生物学知识的基本骨架,具有高度概括性,比较抽象、难懂。搞好生物概念教学是提高教学质量的根本,将生物学概念教学策略灵活、巧妙运用在本原教育“三学课堂”教学模式中,能有效提高课堂教学质量,为了进一步深化课堂教学改革,丰富学校本原教育“三学课堂”教学模式,本文以一轮复习课中《光合作用的原理与应用》为例,重点研究基于概念教学策略的本原教育“三学课堂”的前置研学设计与运用。
【关键词】概念教学;教学策略;本原教育;前置研学
《普通高中生物学课程标准(2017年版)》的课程理念包括“以核心素养为宗旨,内容聚焦大概念,教学过程重实践,学业评价促发展”。教学应做到“少而精”让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念,发展生物学学科核心素养。生物核心概念是高中生物学科教学的基石和精髓,是生物学课程的基础内容,位于学科的核心位置。生物学核心概念反映生命现象、生命活动规律的本质属性。只有牢固掌握生物学概念,学生才能对生物问题和生命现象进行科学的分析、正确的推理和判断。高中生物核心概念比较多,学生难以全面准确地理解与掌握,让学生全面准确地理解与掌握生物核心概念的内涵与外延是新课程标准的基本任务之一。人教版高中生物学教材中含有众多科学史资料、模型资料、探究活动资料等,教师可以根据教学内容的需要采用不同的概念教学策略。教材中涉及众多概念,每一个概念都有其独特性,因此在进行概念教学的过程中教师需要选择恰当的教学策略进行教学。
教育必然走向生本!教学必须回归本原!本原教育是以人的学习本能为本,以课程标准为原,让教育回归本原,实行国家课程学生化教学策略的教育。本原教育是以生本教育为主要理论基础而创建的特色教育模式,主要体现了“少教多学”的教学理念,明确目标,突出教学重点和学习难点。由“教”为中心转向以“学”为中心,把学习的权利还给学生,让学生在老师的帮助下自主学习。本原教育“三学课堂”教学模式包括前置研学、团队互学、班级群学和教师帮学四个环节,前置研学的内容主要是前置研究。教师要抓住知识的根本,遵循根本、开放、简单的原则,根据学情从简单的知识点切入精心设计前置研究,前置研究以探究学习的方式展开对将要学习的内容进行思考和研究,让学生在自主学习和探究的过程中有自己的想法和疑问,让学生通过追本溯源的方式抽丝剥茧,从自发性地深度研究延仲至深层思维拓展,引导学生先学,让学生的学习过程从“好(hǎo)学”过渡到“好(hao)学”。前置研学要求课前学生围绕前置研究自主解决60%以上的问题,并标注出疑点和难点,课堂拒绝零起点,坚持“不做不议”。
一、生物科学史教学策略设计前置研学:光合作用的探究历程
生物科学史以时间为轴,以学科知识和科学技术手段的发展为主线,以详细的史实资料的呈现形式介绍了不同科学家的科学探究成果,客观系统地论述了他们进行科学探究的思维方法和探究历程。教师在课堂教学中恰当地使用科学史教学,不仅可以有效引导学生找出概念的发展过程,深入理解,加深记忆,更能通过学习科学家的思维方式和科学方法培养学生的理性思维和科学态度,从而提高其生物学学科核心素养。例如,“光合作用概念的构建可以在重温科学家的光合作用的探究历程中进行归纳和总结,从而构建光合作用的概念。光合作用的探究历程前置研学设计如下:
1.阅读必修一教材第101-102页,分析各个时期各位科学家所做实验的选材、处理、结果和结论。
2.分析萨克斯和恩格尔曼的实验,思考:(1)两实验均需要进行“黑暗”处理吗?(2)两实验如何设计对照实验?
3.分析鲁宾卡门实验、卡尔文实验中的实验方法,自变量、因变量以及实验结论。
4.根据探究历程中相关科学家的实验结论构建光合作用的概念。
5.根据探究历程中相关科学家的实验结论及光合作用的概念写出光合作用的反应式。
设计意图:1.学生通过分析光合作用探究历程中每位科学家所做实验的选材、处理、结果和结论。培养学生根据史实科学分析资料,从资料中获取有效信息的能力,同时培养学生从实验角度分析科学家的探究过程,培养学生的科学思维和方法,从而培养学生态度。通过重温科学家的光合作用的探究历程可以得出光合作用的条件:光、叶绿体;反应物有:CO2和水;产物有:O2和糖类等有机物。2.学生通过分析萨克斯和恩格尔曼的实验,理解暗处理的目的、自主分析自变量和因变量以及从对照原则角度如何设计对照实验,从而提高学生实验设计能力,通过这两个实验学生了解到光合作用的产物有淀粉和氧气。3.通过对鲁宾卡门和卡尔文实验实验方法的分析,更直观理解同位素标记法的概念以及作用,通过自变量、因变量以及实验结论的分析培养学生的科学思维,并了解到光合作用过程中氧气中的氧和水中的氧的来源。4.根据探究历程中相关科学家的实验结论构建光合作用的概念,这与教师直接给出光合作用的概念比较,前者是通过学生分析各个实验,根据实验结果结论构建出光合作用的概念,这样对光合作用概念的理解会更透彻而不是单纯地靠死记硬背。5.由于学生通过重温科学家的光合作用的探究历程理清了光合作用的过程,构建并理解光合作用的概念,再根据探究历程中的实验成果和光合作用的概念写出光合作用的反应式。理清反应式中产物元素的来源、反应条件和反应物等,通过理解去记忆和运用反应式。在利用科学史进行概念教学时,应结合其他教学策略,如合作探究策略、比较策略等。通过教学策略的合理组合与运用,提高学生学习生物学概念的兴趣和效率。
二、比较法教学策略设计前置研学:光反应与暗反应的区别与联系
比较法强调对不同事物的异同点进行比较分析,加深对不同概念的理解和联系,从而全面深刻地认识事物的本质,区分概念的内涵、外延以及适用范围。高中生物学教材中众多相似的概念,这些概念既有相同点也有比较大的特殊性,其内涵与外延会也有所区别,学生在学习这些概念时特别容易发生混淆。此时通过引导学生比较其异同点,找出概念之间的区别和联系,进而更加系统地理解、准确掌握和辨析相关概念。例如,“光反应和暗反应的区别与联系”前置研学设计如下:
1.分析必修一教材第103页光合作用的过程图解,理清光合作用的过程。
2.根据光合作用的过程图解比较分析光合作用光反应和暗反应的区别与联系。
设计意图:1.课前让学生分析必修一教材第103页光合作用的过程图解,结合光合作用的概念理清光合作用的过程中光反应和暗反应的条件,物质变化以及能量变化,并在小组内进行交流讨论,标出难点、疑点,教师在检查学生前置研究时要及时指出学生存在的问题,让学生进行纠正和在团队互学中进行交流,解决不了的问题教师在班级群学和教师帮学的环节中及时给与引导和点拨。课中通过团队互学、教师帮学解开疑难问题,这样有针对性地进行问题探讨以及教师点拨、提升,有利于提高课堂效率。2.根据光合作用的过程图解比较分析光反应和暗反应的区别与联系,并用表格形式进行比较分析。课中教师让学生展示前置研究,并让其他学生进行评价和质疑,教师根据学生评价进行补充并与学生一起解疑,学生再次修正和补充自己的前置研究成果,同时教师教授表格设计的格式和要求,培养学生图表转换的能力。
三、利用情境创设教学策略设计前置研学:提高光合作用产量的措施
情境创设是一种常见的概念教学策略,它要求教师运用不同的形式或者材料将学习内容跟与其相关的素材联系起来,建立学生熟悉的情境。在提高光合作用产量的措施前置作业设计如下:
1.在农业生产上,农作物的种植“正其行,通其风”的目的是?
2.在农业生产上,农作物的种植密度过大时,农作物的产量反而会降低,原因是什么?
3.大棚生产中,为什么多施有机肥能够提高作物的产量?
4.必修一教材第108页思维拓展:哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物的生长季节里,阳光充沛、昼夜温差大。请你分析当地盛产的哈密瓜为什么特别甜?你的家乡或社区如果想种哈密瓜并使瓜甜,你认为应当采取哪些措施?
设计意图:通过情境创设的形式,建立学生熟悉的情境,让学生通过解读资料信息和查阅课外资料总结出提高光合作用的措施,而不是教师直接罗列出来。利用学生熟悉的生活情境作为素材进行教学,更有利于激发学生学习生物学的兴趣,有助于学生深刻理解相关的生物学核心概念。教师在运用概念教学策略时要善于根据学生的生活和学情创设学生感兴趣的、有利于学生理解概念的学习情境,营造一种轻松、活跃和民主的教学氛围,让学生主动参与活动中,并在情境体验中学习知识,培养实践能力。因此教师要充分挖掘生活、生产中的有效资源,要将学生的概念学习与生活相互联系、相互融合、紧贴实际,让学生在生活化的情境中激发学习生物学的兴趣,实现生物概念学习和思维方式形成的有效对接,高效完成教学任务和学习目标。
生活化概念教学与新课程改革的精神不谋而合,更符合新时期课堂教学的要求,也是新一轮课程改革的教学思想的具体体现。将生物学概念教学与生活、生产实践密切接轨,是课堂教学的现实需要,它不仅能够激发学生探究概念的兴趣,还能丰富学生思维认知。教学实践中,教师会发现凡是与学生生活密切相关的概念,学生更容易产生共鸣,更有助于理解和掌握概念的内涵与外延。在新课程理念的指导下,生物学核心概念教学应充分发挥学生的主动性,以学生为主体,采用丰富的教学策略,引导学生多角度、多层次地关注概念之间的联系与区别,从而完成对生物学核心概念的认识、理解与构建,促进学生生物学科素养的发展。
本节课通过概念教学,重难点在于构建光合作用和光反应、暗反应的概念,理解光合作用的实质,采用本原教育“三学课堂”教学模式,通过设计前置研学先让学生自主学习理解这三个概念的内涵,再通过光合作用探究历程的科学史学习,重点分析光合作用的过程图解,并用表格分析光反应与暗反应的区别与联系,了解光合作用和光反应、暗反应外延,使得概念的内涵和外延得以全面揭示,最终使学生全面准确地掌握概念,实现概念教学的目的。
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