创新生命科学学案设计 引导学生进行自主学习

金子明

(上海师范大学附属外国语中学 201600)

学案教学是在上海二期课改的要求下，顺应建构主义教学理论，以学生为课堂主体而产生的一种教学策略，近几年内在全国范围内广泛普及开来，对新课程的发展与新课标的落实起到了积极的促进作用[1，2]。学案教学可让学生提前明确教学重、难点，了解教师的教学意图；同时，也是与教学内容相符的良好学习资料，特别是为学生的自主学习提供了很好的平台[3]。笔者在高中生命科学的实际教学中，对学案的设计作出一些尝试，取得一些较好的教学效果。

1 阅读分析学案

阅读是从视觉材料中获取信息的一种方法。同时，也是学生理解和领悟所阅读材料的思维过程。阅读也是一种自学的过程，在这个过程中，学生能够锻炼提取有用信息的能力，并能将这种能力迁移到审题中来。笔者尝试通过“教师写作→教师出题→学生阅读→学生分析”的方式进行教学，并设计相应的学案与之配套。

1.1 案例一：“ 遗传物质”一节课前学案“遗传物质之争第一战” 具体设计如下：

设计意图：在“遗传物质”一节中，教师希望学生通过课前阅读，理解科学家在探究遗传物质的过程中，是根据大分子物质的特性来抉择两者的，加强学生思维的深度；同时，把信息整合在文章段落中，培养学生提取信息的能力。

文章节选：“……1934年一个温暖的午后，列文在实验室中踱步，此时他已经对核酸的化学组成形成了较全面的认识，脑海中不断臆想着一个场景：自己在核酸的研究领域到达巅峰，甚至暗暗想着超过自己的老师，站在科学最高奖诺贝尔奖的领奖台上。但注定的，列文必将成不了这样一个人物，反而成了DNA军“落败”的导火线。列文急于发表他的研究成果，仓促地提出：一个DNA分子是由碱基不同的四种核苷酸相互连接而成的“四核苷酸”。后来证实了核酸是分子量很大的物质，此假说便简单修正为：构成DNA的基本单位不是单个的核苷酸，而是按某种固定顺序(如：ATCG)排列好的四个一组的所谓“四核苷酸”。简单来说，就是他告知天下：DNA的结构是非常单调的。……”

阅读思考题：DNA被认为不可能是遗传物质的原因是______________。

教学效果：通过阅读分析，学生不难推理得知，由于DNA结构被误认为过于简单，所以被科学家排除是遗传物质的可能。同时，也教育学生对科学要严谨和具有批判精神。

1.2 案例二：“人类活动对生物多样性的影响”一节课上学案“留住天边的一抹粉红” 具体设计如下：

设计意图：在“人类活动对生物多样性的影响”一节中，教师用朱鹮的保护历程作为教学材料，并试图让学生理解人类活动对遗传多样性层次的影响。

文章节选：“……虽然朱鹮的种群数量和分布范围有了较大的发展，但总体而言，世界上仍旧只有一个从最初7只朱鹮发展起来的野生种群，尚未彻底摆脱濒危状态。……”

阅读思考题：以上文章节选部分提到朱鹮种群数量和分布范围有了较大提高，但为什么尚未摆脱濒危状态？能否用生物多样性和生物灭绝的原理进行解释？

教学效果：学生通过阅读分析，可以通过最初的7只朱鹮遗传多样性低，关联到近亲婚配的问题，最后推理得到结论。

1.3 优缺点评价 阅读分析式学案的优点在于能够激发兴趣、诱发自主学习，将研究史小说化、科学实验故事化、科学家人文化，大大增加课堂的生动性。如案例一，在课前阅读题中设疑，更容易把学生引入之后的教学情境，也能在阅读中同时获得知识和情感体验，产生对科学家和科研成果更丰富的情感，加强了学科的人文性，是落实情感态度价值观目标的新的有效途径；如案例二，可以将教师想要提出的疑问设计在阅读分析中，让学生自己去思考和分析，并最终得到知识。但阅读分析式学案的开发非常耗时耗力，教师要阅读大量科学史文献，所写内容既要符合历史实情和科学性，又要兼顾艺术性和人文性，对教师的文学创作能力是一个挑战。可以尝试让学生参与写作来解决这个问题，同时也可以锻炼学生文理综合的能力。

2 文学故事学案

故事是一种常见的文学体裁，侧重事件的发展，强调情节的生动有趣和连贯性。在一个引入情境的教学中，设计一份具有故事特点、有趣味性的学案，能够进一步提高学生的学习兴趣，对学生整体把握知识点之间的前后联系、了解产生知识的来源和进一步理解知识有很大的帮助。

2.1 案例三：“遗传物质”一节课上学案“遗传物质之争第二战” 具体设计如下：

设计意图：在“遗传物质”一节中，科学家的博弈十分精彩，教师试图通过故事的形式，引人入胜，勾勒出DNA和蛋白质“竞争”遗传物质之名的火热镜头，从而侧面反映幕后科学家的孜孜以求，落实情感价值观目标。当然，教师这样的教学设计，讲授内容会多于学案上呈现的内容。

学案片段：①DNA的反围剿——肺炎双球菌转化实验。(说明：肺炎双球菌转化实验验证了DNA是遗传物质，打破了许多科学家对蛋白质才是遗传物质的认识，所以称为“反围剿”)②DNA的绝地反攻：决定战局的原子弹——1952年噬菌体侵染细菌实验(说明：该实验根本上验证了DNA是遗传物质，震动科学界，而1945年美国向日本投射原子弹震惊全球，两者在时间上基本重合，所以称为“原子弹”)现象：________；噬菌体组成：________；噬菌体侵染细菌的过程：________(学生填写)③最终胜利——1953年，沃森、克里克发现DNA双螺旋模型。(说明：模型的发现证明了DNA的复杂性，与教学导入呼应，故为“最终胜利”)

教学效果：学生在听故事的过程中较为认真，课后基本能复述该段科学史的脉络，对本节内容的科学史认识较深。

2.2 案例四：“光合作用的过程”一节课上学案“一节万万没想到之光合作用” 具体设计如下：

设计意图：在“光合作用过程”一节中，学生需要记忆的内容较多，记忆也比较困难，教师试图根据学生的兴趣对该过程进行夸张地改编，增加学生学习兴趣，一旦激发了学习兴趣，学生的记忆效果就事半功倍。

片段举例：“水的光解(叶绿色a 视角)：……友谊的小船说翻就翻，接受光能之后，他们(其他光合色素)狠狠揍了我一顿，把我的‘门牙’________(填电子)打飞了，没了‘门牙’的我十分气愤，变成了‘愤怒’________(填氧化)的叶绿色a。我气不打一处来，揪住类囊体腔的________(填H2O)，也把它揍了一顿，抢了它的‘门牙’给自己按上，而它变成了________(填氧气和氢离子)……”

教学效果：根据网络剧“万万没想到”的语言风格改编内容并讲授，学生的兴趣很高；教学之后，对于光合作用过程的描述、参与物质的名称等都很好地记住了。

2.3 优缺点评价 文学故事学案的最大亮点在于其生动性，尤其是将一些生涩难记的过程性内容，如光合作用的过程，进行故事性改编，学生在愉快的气氛中能很快记忆故事情节，完成过程性记忆，事半功倍。同时，也适合研究史的教学内容，能够帮助学生在脑中建立结论和假设之间、实验和结论之间、前一个结论和后一个结论之间的关系。但故事性学案也需要教师花费更多的心思去阅读文献和参与写作，如果设计的故事不能切中学生的兴趣点，或没有很好地引入教学情境(案例一与案例三是配套的，必须有案例一的课前阅读作铺垫)，那么将会导致本末倒置的后果。建议先了解学生群体近一阶段流行的事物，在此基础上再设计故事性学案。

3 实验指南学案

实验是科学研究的基本方法之一,是人类发现和探索自然的主要手段。生命科学作为一门实验性学科，实验教学就显得尤其重要。但在实际教学中，实验教学存在学生注意力不集中、教师不易控班等诸多问题。笔者尝试设计实验指南学案，让学生自主学习实验原理、探究实验过程，在实验中思考，扭转实验教学的困境。

3.1 案例五：“探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系”一节自主实验学案 具体设计如下：

学案片段：【实验原理】动物细胞的吸水和失水。①当外界溶液浓度>细胞内液体浓度时，动物细胞会________；②当外界溶液浓度<细胞内液体浓度时，动物细胞会________。疑问：如果是实验对象是植物细胞呢？今日探究课题：植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。【实验过程】……【实验分析】①质壁分离：“质”是指________；②“壁”是指________。……”

3.2 案例六：“植物细胞有丝分裂观察”一节自主实验学案 具体设计如下：

学案片段：临时装片的制作。①取材和固定。实验过程……问题：在植物细胞有丝分裂观察实验中，能否持续观察一个细胞？②解离、漂洗、染色、压片。实验过程……再次探究实验：①解离后为什么要漂洗？如果不漂洗会怎样？请试一下；②压片时若捻转会怎样？请试一下。……”

3.3 优缺点评价 实验指南学案可让学生自主探索实验原理和实验过程，教师在学案中设计情境，学生能根据学案上的内容进行自主实验。如案例五中，可以将一些概念性的知识融合在实验分析中，将先学后教的新模式再次转变为先学再理，不需要教师参与其中，真正达到课堂转型的目的。如案例六中，在实验操作中事先设计好问题，让学生在实验过程中不断出现疑问，激发他们去自主探究，允许学生尝试失败的实验操作，并从中总结实践经验。实验指南学案能很好地解放教师、锻炼学生，但有时会发生课时超出的情况。