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探究实验教学设计 落实生物核心素养

发布时间:2020-07-10 人气:

作者:林丽
  摘 要:基于生物学的核心素养,设计了“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”(第一课时)的教学。以组织学生开展“绿叶在光下制造有机物”创新实验的课堂探究活动,学生自主设计对照方案并操作,落实发展“生物核心素养”的要求。
  关键词:生物核心素养;教学设计;创新实验;学生主体
  随着中学素质教育的不断深入,我国中学生物探究实验教学也得到了迅猛发展,生物核心素养也提升到一定高度。生物实验课是探究生物知识的重要途径,开好生物实验课可以调动学生学习积极性,激发学生学习兴趣,培养学生操作和思维能力,形成实事求是的科学态度和团结协作的精神。实验教学设计是课堂实验探究的主要载体,那么如何有效地进行生物探究实验教学设计,更好地落实生物核心素养呢?
  一、 教材吃透,精心设计实验
  想组织好一节生物课堂实验课,教师必须高度重视,精心准备,认真做好教材分析,把本节实验课的目的、重难点要吃透,明确设计思路,课前准备好实验材料等。下面以“绿叶在光下制造有机物”的实验探究为例,介绍课前准备的教材分析、设计思路。
  (一)教材分析
  本课时中的实验内容蕴含重要生物学概念。学生对这一概念的建构以实验“绿叶在光下制造有机物”为基础,为后续教学内容作铺垫。
  本课时实验“绿叶在光下制造有机物”,步骤简单,科学道理却不简单。例如,步骤1“把盆栽的天竺葵(笔者用的是铜钱草、绿萝)放到黑暗处一昼夜”,步骤2“叶片用黑纸片遮挡形成见光和遮光”的对照,都需要遵循探究实验的基本原则和严谨的科学思维。
  本课时的重点是验证绿叶在光下制造淀粉的探究思路,难点是对照实验设计及操作。
  (二)设计思路
  本课时以实验“绿色植物在光下制造有机物”为载体,完成一个验证性实验——“绿叶在光下制造出的有机物主要是淀粉”和一个探究性实验——“探究光是绿色植物光合作用不可缺少的条件”。教学设计着重让学生理解“绿叶在光下制造有机物”的实验原理和实验步骤,依托学生已有的知识,采取了设疑逆推的探究式教学方式,引导学生从实验目的开始设疑逆推:绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉?……—去除叶绿素 如何去除叶绿素?……通过对实验操作步骤与原理的层层分析,培养发展学生探究的能力。
  同时笔者根据本地区天气特点及实践经验,对教材中的实验材料及方法进行改进,设计中所采用的实验材料——铜钱草。取材容易、叶片薄、脱色时间短、效果明显,,在实验过程中增加“叶片放在开水浸6秒”这个步骤,大大缩短了脱色时间,这些改进都有效地提高实验成功率。
  让学生领取教师课前帮忙处理过的铜钱草叶片(有余力的可多领取绿萝叶片),分组开展以光为变量的对照实验,实验后学生对实验现象进行分析,展开讨论。
  二、 问题驱动,提高课堂效率
  新课标强调了要注重在教学过程中对学生思维能力的培养。问题是思维的起点,教师在教学过程有效提问,驱动学习。我国古代著名的教育家孔子主张“不愤不启,不悱不发,举一隅不以三隅反,则不复也”。
  以“绿叶在光下制造有机物”的实验探究为情境,设置问题串任务驱动学习,引导学生逆推实验操作步骤。问题串在设计时要有明确的目的,有层次、有梯度,而且语言简练,指令明确,不能出现一个问题学生不知道回答什么问题。好的问题串才可以替代教师的指令,学生才能高效地进行学习。学生将任务完成后,引导学生学会质疑,自己设计即将探究的实验问题,拓展学生的能力。下面以“绿叶在光下制造有机物”的实验探究,介绍课堂教学过程所用的问题驱动设计。
  探究:绿叶在光下制造有机物。
  (一)提出问题,做出假设
  引导学生仔细研读实验题目——“绿叶在光下制造有机物”,找出几个关键词——绿叶、光、有机物,认真考虑,可以提出哪些探究性问题并作出假设。
  展示本课时实验准备探究的两个内容:光合作用的条件与产物。
  设计意图:启发学生先慢看实验题目,获取有效信息,调用储备的知识,回忆学过探究性实验的一般过程,引导学生思考,进行思维建模,提出能与关键词组合的一些问题与假设,并明确实验目的。
  (二)设疑导思,制定计划
  ①通过什么方法检验淀粉?(用“淀粉遇碘变蓝”的实验原理分析)②能否将碘液直接滴在叶片上呢?为什么?(叶片的表皮有一层角质层,透光不透水,碘液无法接触到内部,且蓝色和绿色之间存在颜色干扰,不利于观察)③如何去除叶片的绿色?④能否直接加热酒精呢?为什么?应该如何操作?(酒精沸点低、易燃的特点,直接加热易发生危险,从而理解酒精隔水加热的原因)。教师介绍小技巧:将叶片放在刚烧开的开水(教师课堂用电热杯烧的开水)中浸6秒,这样能缩短脱色时间。⑤如何设计实验证明绿叶制造有机物需要光?变量是什么?你会如何设计?怎么保证变量单一性呢?⑥植物在遮光处理后直接放阳光下照射,可以吗?为什么?(提示:操作实验之前,叶片中可能有贮存有机物吗?如果有,怎么排除它对实验的影响呢?)引导学生归纳“绿叶在光下制造有机物”的实验操作步骤。
  设计意图:抛出一个个问题,引导学生捕捉教师设问中指令词、中心词、限定词,逆推实验操作步骤,理解实验步骤的设计原理,学生自主讨论探究方案,勇于领走任务,体验了科学探究的方法和一般过程。核心素养体现——运用本实验探究前抛出的问题串,引导学生审设问:指令词、中心词、限定词,调用储备的知识,进行科学探究思维建模,培养学生的区域认知和综合思维。
  三、 实验探究,体现学生主体
  落实学生在探究实验活动中的主体地位,需要我们教师勇敢地去探索,大胆地创新,学生的主体地位才会不断地凸现,他们才会逐步获得情感愉悦,他们热爱科学的兴趣才会逐步培养起来。
  以“绿叶在光下制造有机物”的这一节实验探究课为例,在有限的课堂时间,让学生做本课时的实验探究有些难度,因此教师需要提前在课外做大量的工作,选取植物预实验与培训各小组长,将知识点、重难点进行板块划分和序列设定,每个板块必须根据学情合理设计。在本课时教学过程——实施计划,得出结论这个板块设计如下:①播放“绿叶在光下制造有机物”的实验视频。②教师对课前已准备好的2盆植物(绿萝和铜钱草)做个说明,有些叶片已经过不同处理(暗处理、遮光处理等),分解任务请每个小组摘取叶片,进行探究实验,指导学生可参照课本,完成后续隔水加热酒精脱色、清水漂洗、滴加碘液、再冲洗的操作。同时完成《导学案》。③指导学生展示各组的实验结果。④教师展示预实验(教师与各小组长利用课余时间合作的实验,事先培训小组长,分别用绿萝和铜钱草做不同处理——有光无光、光照时间长短,光照强弱照射等)中所做的结果或手机拍摄的相片直接投影出来,结合学生自己本课时亲自动手的实验操作过程,小组同學互相交流讨论,归纳总结,教师指导修正,适当鼓励。

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