基于科學思維培養的課堂教學實踐與反思

來源:用戶上傳      作者:

　　摘要結合初中生物優質課的觀摩活動，闡述在“人體能量供給”一課中如何通過概念建構、活動設計以及聯系生活體驗發展學生的科學思維能力，同時也指出教師在課堂教學中的些許不足，建議教師唯有終身學習，才能發展自我、發展學生。
　　關鍵詞 科學思維 重要概念 教學設計
　　中圖分類號G633.91 文獻標志碼B
　　“科學思維”是人類思維的高級形式，是生物學學科核心素養的重要組成部分。為增強教師的教學創新意識，發展學生的科學思維，促進初中生物教師的專業發展，筆者所在的南京市秦淮區組織了初中生物優質課的評比活動，現結合本次課堂教學的觀摩談幾點感受和啟發。
　　1參賽內容的分析
　　本次參賽課題是蘇教版生物學七年級下冊第十章第五節“人體能量的供給”。在《義務教育生物學課程標準（2011年版）》中，本節課是第五個一級主題“生物圈中的人”的內容，具體內容標準是“說明能量來自細胞中有機物的氧化分解”，活動建議是“探究幾種食物熱價的差異”。
　　本節課安排在學生學習了人體的營養供給、人體內的物質運輸以及人體的呼吸等內容之后，本節活動有討論“人體能量的供給”和實習“測量體溫”兩項。人體能量供給的過程是由許多器官和系統共同完成的，是人體各項生理活動的基礎。這個過程既復雜又抽象，教師需要采取有效的教學策略，引導學生將教材中前幾個章節的知識有機串聯起來，深刻理解上述各個系統功能之間的內在聯系，以及人體能量供給過程與細胞呼吸作用之間的關系;同時，還要引導學生用所學的“能量”知識指導合理膳食，學習測量體溫并說出維持體溫穩定的意義等。本節課的學習不僅能有效地促進學生對重要概念的建立、理解和應用，而且有利于發展學生的科學思維能力，為學生在后續學習中逐步形成物質和能量觀奠定基礎。
　　2課堂教學的亮點
　　本次參賽教師的課堂教學各有特色，既彰顯出個性與特長，也體現出科學思維能力的培養，具體有以下三大亮點。
　　2.1在重要概念的建構中培養科學思維
　　本節課要幫助學生形成的重要概念是“人體生命活動的能量來源于細胞中有機物的氧化分解”，圍繞這一重要概念，參賽教師主要采用了以下兩種策略開展教學（圖1）。
　　策略1：教師先通過實驗燃燒一?；ㄉ寣W生觀察試管中水溫變化;然后以問題串引導學生思考：
　?、偈顾疁厣叩哪芰縼碜阅睦?？
　?、诨ㄉN子中的能量是如何被釋放出來的？
　?、廴梭w進行生命活動需要能量嗎？能量來自哪里？
　　在學生直觀體驗到食物中有能量的基礎上，教師繼續提問：
　?、偈澄镌谌梭w內是否也能通過類似的“燃燒”來釋放能量？
　　②根據生活經驗，推知“燃燒”需要哪些物質參與？
　?、廴梭w細胞是如何獲得有機物和氧氣的？
　　學生以“燃燒”進行類比聯想，思維不斷深入，分析推斷出食物在體內分解也需要氧氣;最后，學生通過小組合作學習將人體的營養供給、呼吸、物質運輸等知識進行有機串聯、歸納和整合，建構概念模型，小組代表進行匯報展示（圖2）。
　　策略2：教師先通過復習植物光合作用、呼吸作用的概念，引導學生由植物呼吸作用的實質遷移到人體呼吸作用的意義，推斷人體內有機物分解、提供能量的方式與綠色植物基本相似;然后，引導學生回憶前面所學過人體的消化和吸收、人體的呼吸以及血液循環等知識，倒推細胞內分解的有機物、需要的氧氣從哪里來;最后，學生通過小組合作學習建構概念模型，小組代表進行匯報展示（圖3）。
　　從課堂教學效果看，兩種教學策略都能有效引導學生通過分析、類比、推理、綜合、歸納和整合等思維方法生成概念，促進了學生科學思維能力的發展，厘清了人體能量供給與消化系統、血液循環系統以及呼吸系統的關聯，概念建構也水到渠成。
　　2.2在活動的創新設計中培養科學思維
　　本節課中，課標的活動建議是“探究幾種食物的熱價”，但是教材的活動安排是“討論常見食物的熱價”。如果，教師按照課標的建議開展實驗探究，因要考慮能量的散失，課堂實驗的難度大且沒有足夠時間完成。教師若按照教材直接開展討論活動，學生不容易理解不同食物熱價差異的原因，分析性思維和創新性思維亦得不到充分的發展和提升。為此，教師創新設計學生的活動：
　?、俾撓瞪?，提出探究問題。教師結合學生的生活經驗提問：如果我們食用100g大白菜和100g豬肉獲得的能量一樣嗎？為什么？在學生回答的基礎上。教師引入“熱價”這一概念，并繼續提問：你如何設計實驗來驗證你的猜想，比較不同營養物質的熱價呢？
　　②自選器材，設計探究方案。在學生討論、分析、猜測的基礎上，教師提供試管、溫度計、酒精燈、蒸餾水、花生、腐竹、掛面、黃豆、玉米等各種器材的圖片，組織學生分組討論設計探究方案，并搭建模擬實驗裝置。學生在自主探究的過程中，抽象與概括的科學思維能力以及批判性思維能力得到了提高和發展。
　?、塾^察現象，得出實驗結論。在學生匯報交流的基礎上，教師和學生課堂互動演示掛面的燃燒實驗，并展示課前錄制的另外兩種食材的燃燒實驗微視頻，學生通過觀察、比較、分析、概括等思維過程，自主歸納出蛋白質、糖類、脂肪三種營養物質的熱價的差異。
　?、芙庾x數據，發展思維能力。由于課堂上開展的只是食物熱價測定的定性實驗，于是，教師繼續呈現科學測定的蛋白質、糖類、脂肪的熱價，引導學生閱讀教材中的表1，學生在解讀數據的過程中，不僅分析得出不同的食物由于所含營養物質不同，以及營養物質的量不同熱價不同，而且思維的靈活性和深刻性也進一步得到了提高和發展。
　　2.3在聯系生活體驗中培養科學思維
　　“如何改進上次提出的一日食譜”也是教材中討論活動的內容之一。大多數教師會提供一份不合理的文字食譜（或利用學生之前設計的食譜），讓學生根據教材中“常見食物的熱價表”計算該食譜的能量值，然后參考“從事不同勞動強度的人每天所需要的能量表”進行改進并設計一份新的文字食譜。教學實踐表明，學生對文字食譜中提供的食材質量數值缺乏一定的感性認知，活動興趣不高，課堂討論往往會變成簡單的數學計算，討論活動也就成為了教學中的“雞肋”。 　　“香辣雞腿堡套餐”是學生普遍喜歡并經常食用的快餐。結合學生的真實體驗，教師事先準備好一份“香辣雞腿堡套餐”，組織學生討論該套餐所需的原材料，然后以任務單的形式組織學生計算一份漢堡套餐的總能量值（教師預先通過APP“食物庫”查找相關原料的熱價）：
　　最后引導評價，促進學生自覺內化形成良好飲食習慣。真實、有意義的活動體驗，使學生很快處于一種主動、積極的情境氛圍中，驅動學生的好奇心，促進認知活動走向深入。學生不僅學會運用生物學知識去分析或評價、解釋或解決生活中的問題，發展高階思維能力，而且真切感受到生物學知識的價值，確立積極健康的生活態度，并提升社會責任。
　　3觀摩后的反思與建議
　　反思本次初中生物優質課的評比，筆者發現目前有的教師的課堂教學仍停留在“形式化”的低階層面——知識層，并未深入到“腦內”的高階層面——思維層，具體表現為教學目標的形式化、自主學習方式的表面化、課堂師生對話的膚淺化等，“深度學習”沒有在課堂真正發生。針對這一現象，筆者有三點建議。
　　3.1分析教材體系，促進概念的螺旋式發展
　　在“人體能量供給”這節課中，“能量來自于細胞中有機物的氧化分解”這一重要概念與課標中4個一級主題下的重要概念的形成都有關聯（表3），對應七年級上冊、八年級上冊教材中相關內容。
　　因此，在本節課的教學中，教師要以系統、整體的觀點統攝教材中多個章節的相關內容，引導學生深度建構，實現生物學重要概念的螺旋式發展。教師不僅要引導學生將七年級上冊的光合作用和呼吸作用等相關知識進行邏輯加工，還要在八年級上冊學習動物的運動和行為以及生態系統內容時，再引導學生將這一概念繼續拓展，進而構建起生物界和自然界的物質和能量關系、生物體的新陳代謝和生態系統中能量流動關系的完整概念知識體系圖。教師還要引導學生領悟到能量釋放發生在細胞內，消化、呼吸、循環三大系統的功能也是通過細胞聯系在一起，幫助學生真正理解在七上教材中學過的“細胞是生命活動的基本單位”這一概念，而不是讓學生單純的記憶這句話。這樣的聯接整合可以使學習內容具有“彈性化”和“框架式”特征，從而有利于學生進行有意義的知識建構，為知識的提取與加工、遷移與應用奠定堅實可靠的基礎。
　　3.2重視活動的指導，發展學生的自主學習能力
　　“測量體溫”是教材中一個實習活動，由于教材中的指導比較籠統，因此，在學生開展自主測量體溫前，教師應基于學情進行規范的指導。例如，指導學生如何正確甩水銀柱，指導學生如何準確快速讀取溫度等。此外，學生等待測量結果需要5min，如何有效組織好這一“空檔時間”，也是教師在開展學生自主學習時應該考慮的細節問題。教師指導明確，引導到位，學生自主學習的效率才能得到有效保證，否則學生的科學探究能力和科學思維品質得不到應有的發展。
　　帕克·帕爾默在《教學勇氣》一書中將教師在教室里的任務類比成牧羊犬的任務：學生一定要自己去喂飽自己——這被稱為主動的學習。如果他們要這么做，我一定要把他們帶到一個可以得到食物的地方：一本好的課本、一個預先計劃好的練習、一個啟發性的問題、一組紀律良好的對話。然后，當他們已經知道在那個地方能學到什么知識時，我一定要把他們轉移到下一個牧場。我一定要把這個群體聚集在某個地方，對迷路或逃走的個人要給予特別的注意，在這個時候我還必須保護群體，使他們免受捕獵者帶來的恐懼等。這些觀點對教師如何在活動中發揮教師的主導作用，發展學生的自主學習能力，創造真正的學習共同體有一定的啟發。
　　3.3夯實專業根基，設計有效的師生對話
　　以師生對話為標志的對話教學逐漸成為教師課堂教學的重要形式。令人擔憂的是，有的師生對話反映出教師的專業知識儲備已經不能很好地滿足教學需要。如在本節課的教學中，為引導學生辯證地看待“發熱”現象，理解維持體溫的相對穩定是人體進行正常生命活動的基礎，當學生回答“發熱能殺死病菌”“體溫過低會凍傷”“多穿衣服可以防止凍傷”等時，有的教師竟然對課堂對話中生成的這些觀點予以認同，不能及時引導學生探究真知，獲得科學的解釋。實踐證明，沒有足夠的知識儲備，教師是無法在講臺上立足，更談不上發展學生、提升自己，只有具備了深厚的知識積淀，教師才能厚積薄發，從容應對，機智的面對課堂的生成。所以，教師應該是終身學習者，唯有終身學習，才能扎下教學的生命根須，才能不斷發展自我、發展學生。
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/8/view-14847037.htm