福建省龙岩市新罗区第七中学 张建琴
“自主、合作、探究”是新一轮课程改革倡导的课程理念。如何切实提高课堂教学活动质量?初中生物学教师可结合生物科学的课程性质,引导并组织学生进行探究性学习,倡导多元化课堂,凸显生物学重要概念。
在活动“探究影响鼠妇分布的环境因素”的教学设计中:教师可以在课前布置同学,注意观察鼠妇的生活环境,并且捕捉一定数量的鼠妇以备课堂上使用。课堂上请同学们根据自己的感官收集的材料,从生物与环境关系的角度,确立自己所要研究的问题→作出自己的假设后,再进行探究。
根据准备的实验材料和用具,要如何设计实验方案,才能提高实验结果的可靠性?在实验设计中:教师可逐步地进行启发引导。师:“根据同学们作出的假设:‘鼠妇喜欢生活在黑暗的地方。’实验装置中只设置一种黑暗环境,就得出鼠妇喜欢黑暗的环境,这样的实验结果可靠吗?”生:“不可靠!”师:“应该如何改进?” 生:“应该设置黑暗和光照的两种环境。”师:“是在两个实验装置中分别设置黑暗和光照的环境,还是在一个实验装置中分别设置黑暗和光照的环境,得出鼠妇喜欢黑暗的环境,哪一种实验设计更具有说服力?” 生思考、讨论,回答:“在一个实验装置中分别设置黑暗和光照的环境,得出鼠妇喜欢黑暗的环境,更具有说服力”。师:“实验装置只用一只鼠妇进行实验,结论可靠吗?”生:“不可靠!”师:“为什么?应该如何改进?”生:“实验装置中应该有多只鼠妇,才能避免偶然因素的干扰。”师:“实验只进行一次,得出的结论可靠吗?”生:“不可靠,应该多次重复实验。”。在此基础上进行科学探究。
教师积极提供机会,让学生亲自尝试和实践:亲自提出、解决问题,亲自做计划,做决策,进行探究。学生的亲身体验和理解知识形成和发展的过程,就是构建科学探究的重要概念的过程。
生物学是一门实验科学,一切生物学知识都来源于对大自然的观察与实验。例如,《呼吸作用》一节的教学中,教师可组织兴趣小组的同学在课前半个月给一个萝卜称重并记录,后贮藏起来,以备生物课上使用。课堂上,教师让同学当堂给该萝卜称重并记录,并将前后数据进行对比,由“为什么放置时间长的萝卜会糠心?为什么堆放的萌发种子会发热?”激发学生的探究欲望,引入教学。教师再进行演示实验:“种子萌发时吸收氧气”“种子萌发时释放二氧化碳”。
教师在学生认真地观察和比较定性实验的基础上,引导学生进行定量实验:用氧气采集器和二氧化碳传感器分别收集密闭容器内的植物材料进行呼吸作用时所放出的氧气和二氧化碳的浓度数值,间隔时间为每10秒记录1次,共10次,保存数据并绘制曲线图。再进行定量测量“种子萌发时释放能量”。
本节内容由学生的定量实验引入教学,学生观察教师的定性实验,再到学生的定量实验,让学生经历了从现象到本质,从定性到定量的发展过程,并形成如下的重要概念:在生物体内,细胞能通过分解糖类等获得能量,同时生成二氧化碳和水。
在学生重复科学家们探索“光合作用”的历程,进行:“验证绿叶在光下合成淀粉”“检验光合作用释放氧气”“验证植物进行光合作用需要叶绿素”“检验光合作用需要二氧化碳”等一系列验证实验后,教师可引导学生通过绘制光合作用的原料、产物、条件和场所之间的关系图解,帮助学生理解和内化:绿色植物能利用太阳能(光能),把二氧化碳和水合成贮藏了能量的有机物,同时释放氧气。
例如,《激素调节》一节的教学中,教师通过课前收集大量的事实和实例,配合图片等材料,使现象得到直观呈现。如:巨人症:可以列举中国河南三门峡的王峰军,身高2.55米,手掌为30厘米,脚穿75码鞋,比家喻户晓的篮球巨星姚明2.26米还高。侏儒症:可以出示中国达人秀侏儒的照片或侏儒演员的电影,吸引学生的眼球。肢端肥大症:可以出示肢端肥大症患者脸部和四肢的图片,给学生直观形象的感官呈现。地方性甲状腺肿:教师可先讲述是缺碘引起了甲状腺组织增生;而不是由甲状腺激素的高或低引起的,后出示患者的颈部图片。
最后介绍胰岛素和性激素的作用。概括出激素作用的一般特点:体液运输,含量微少而效能显著,对于生长、发育、生殖和代谢等基本生命活动有重要调节作用。
教师通过具体、形象的认识素材作生动的描述,是促成学生理解激素的重要认识基础,从而突破了本节所包含的重要概念。
在教学中,教师可通过帮助学生通过对事实的抽象和概括,建立生物学重要概念,并以此来构建合理的知识框架。同时教师也可以指导学生应用重要概念为新情境下解决相关问题奠定基础。
例如,2014年多次出现在我国京津冀三地的雾霾天气,让“雾霾”这一热词成为人们关注的焦点。雾霾天气的形成与PM2.5指数有着重要的关系。
教师可以指导学生利用课标中主题四生物圈中的绿色植物包含的重要概念,分析雾霾对植物的生存条件;对植物的光合作用、呼吸作用的危害。同时可以利用主题五生物圈中的人所包含的重要概念,分析雾霾对人体的呼吸系统;对人体的血液循环系统的危害。
课堂后,教师可组织生物兴趣小组的同学进行科学探究:一是教室里擦黑板是否会使我们处在PM2.5超标的环境中?二是上下班的高峰期,行人和交警是否处于PM2.5超标的环境中?同学们应用科学探究中的原理和重要概念分别对两个不同空间内的空气在不同的时间段进行采样,密封后送往附近环境监测站检测,并对检测的实验数据进行分析和判断。可以得出结论:一是擦黑板使我们处在PM2.5超标的环境中。二是上下班的高峰期,行人和交警处于PM2.5超标的环境中。
“雾霾”问题要如何解决?探究活动的最后,师生共同探讨:为美化家乡环境献计献策,树立环保意识,实现人与自然和谐发展。
生物学课程强调学生的主动学习,期待学生主动参与学习过程,教师围绕着生物学重要概念组织并开展多样化的教学活动,以促成学生对重要概念的建立、理解和应用,减轻学生的学业负担,凸显生物学重要概念。