指向生物学学科核心素养的“学讲方式”教学实践

梁微

“光合作用的过程”是高中生物学课程必修模块“分子与细胞”中的重要内容。本节知识点较多，既有探究实验，也有演示实验，是落实生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四大核心素养的优秀载体。以“学科核心素养”为导向，以“学讲方式”为切入点，进行指向生物学学科核心素养的教学设计是让生物学学科核心素养落地生根的实践探索。

1教学设计依据及策略

本节教学设计以培养生物学学科核心素养为导向，以“学讲方式”为路径，通过研究课标、钻研教材、了解学情，制定科学合理的教学目标和教学思路。

1.1教材分析

本节课选自生物《必修1·分子与细胞》第四章第二节。在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中，对这一内容的学业质量水平要求是至少达到水平2，即“能运用结构与功能观，物质与能量观等观念，举例说明光合作用和呼吸作用中的物质与能量转换”。换言之，学生需要了解植物细胞的叶绿体从太阳中获得能量，并将其转化为细胞可利用的化学能储存到有机分子中，能够动手完成如“绿叶在阳光下制造有机物”等相关实验。

本节课安排在细胞的分子组成、细胞的基本结构、酶、ATP和叶绿体色素、光合作用的发现历程后。选择性必修模块提到生态系统的两大功能能量流动和物质循环都离不开生产者的光合作用，它是生物界最基本的代谢过程。学习光合作用能够帮助学生更深刻地理解酶和ATP在新陈代谢中的作用、叶绿体的功能以及呼吸作用中有机物的能量来源等。

通过对本章节内容的探索和学习，学生能够具备观察生命现象和对相关关系进行解释的能力，并能深入地认识光合作用过程中的物质基础和物质结构，熟练运用科学原理分析、推理、判断和说明有关问题，从而锻炼科学思维和科学探究能力。学生理解光合作用中物质的变化、能量的转换，形成结构与功能、物质与能量相统一的生命观和科学的世界观，并承担起利用生命活动规律，解决实际问题的社会责任。當今社会面临的粮食、环境、资源等问题也与光合作用有着密切联系。教师引导学生学习用理论知识解决提高粮食产量、保护环境等实际问题，有利于学生树立结构和功能相统一、局部与整体相统一的辩证唯物主义观点和理论联系实际的思维。

1.2学情分析

学生已经学习了酶、细胞呼吸和ATP等内容，并对光反应与碳反应、物质与能量的转变有了初步的掌握，而且在生活实践中也对光合作用有所了解。但是，学生并没有真正领会光反应与碳反应之间的关系。此外，学生对模块内知识的认识是非连贯的、割裂的，对这些知识所涵盖和折射的生物学思想也缺乏深层次的思考。

高中生有较强的求知欲望，思维活跃，具有一定的自学能力，同时也具备了一定的观察和认知能力，思考分析的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇又往往缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。这些都导致学生不能在细胞代谢与生态系统的能量流动和物质循环之间建立实质性的联系，更无法从生态学的高度领悟光合作用的实质和依据。

1.3教学重难点

光反应和暗反应的过程，二者之间的联系以及光合作用中的物质和能量变化。

1.4设计教学策略

在教学过程中，教师要尽量创设学生活动的机会，采用“学讲方式”的课堂设计，即自主先学、合作探究、小组展示、质疑拓展、课堂检测等方式让学生成为学习活动的主体。本节课主要通过播放视频演示光合作用全过程与学生自主学习、合作探究相结合的方式，引导学生自主归纳整理光合作用过程的知识板块，培养学生自学和主动探索新知识的技能、技巧;并针对学生年龄特点，鼓励他们多提问题，分析问题，解决问题，得出结论。通过自主学习、启发和探究、学生展示等多种教学方式相结合进行教学设计。

1.5教学目标

①能够认识到光合作用概念的形成源于对科学事实的归纳概括和演绎推理，能提出与光合作用相关的生物学问题，在科学探究中发展科学思维。

②能够说明叶绿体的结构如何与其功能相适应以及光合作用的物质与能量之间的转换，形成结构与功能观、物质与能量观。

③能够阐述光合作用在农业生产中的具体应用及原理，充分意识到生物科学的价值，培养社会责任。

2教学过程与组织

2.1新课导入

师生共同回顾“光合作用的探究历程”。教师演示叶绿体的3D结构，要求学生仔细观察并思考：①叶绿体的结构组成是什么？②叶绿体的成分是什么？

设计意图：教师承上启下，引发学生思考，激发学生的学习兴趣，明确本节课的探究内容——光合作用的过程。教师利用叶绿体的结构，带领学生进入微观世界，检验学生的已学知识。

2.2新课探究

2.2.1自主学习光合作用的概念

教师先请学生提炼出光合作用概念中的关键词，然后请学生写出光合作用的总反应式。学生依据关键词：书写光合作用总反应式，一名学生到黑板板演，教师集中订正，其他同学组内互评。

设计意图：教师培养学生获取信息、分析、归纳的能力，增强学生自主学习的意识。

2.2.2小组合作探究光合作用的过程和实质

学生观看光反应和暗反应的动画演示，探究光合作用的两个阶段，加强对光反应与暗反应概念的理解。在学生观察完光合作用的3D动画演示后，教师提出问题：①光合作用分为哪两个阶段？②光反应与暗反应的划分依据是什么？

教师利用问题突破学生容易忽视和混淆的几个知识点。例如，光反应发生的必要条件是什么？暗反应是只能在黑暗中进行的反应吗？

2.2.2.1合作探究任务一：光合作用的过程

教师逐步演示光反应的动画过程，引导学生从反应的场所、条件、过程（重点是物质变化、能量变化）去观察总结。

学生通过小组合作探究得出结论。学生代表结合动画演示，边演示、边归纳：水分子被分解为O：和[H]，ADP和Pi合成ATP（物质变化）;在此阶段，光能转化为活跃的化学能（能量变化）。其他小组给予补充，师生共同点评。

教师接着分步演示暗反应的动画过程，引导学生从反应的场所、过程（重点是物质变化、能量变化）去观察总结。

学生通过小组讨论，得出结论，学生代表总结发言：暗反应中，CO2被固定为C3，再被还原为糖类，并重新生成C5 ATP被利用，水解为ADP和H;[H]被利用，生成糖类等有机物;活跃的化学能转变为储存在有机物中的稳定的化学能。其他小组给予补充，师生共同点评。教师在点评过程中提示学生容易忽视的几个要点，如暗反应整个过程需酶，C5可以重新形成等。

设计意图：学生观察光合作用过程的动态变化，将微观、抽象的过程形象化，并通过小组合作讨论，培养分析、归纳以及科学探究的能力，锻炼科学思维。

2.2.2.2合作探究任务二：建模说明光反应与暗反应的关系

教师出示合作探究的主题：建立模型说明光反应和暗反应之间的区别与联系。学生通过小组合作建模并展示设计的成果。学生作品大致分为：①表格形式，列表比较光反应和暗反应的区别与联系;②图解形式，结合叶绿体结构进行画图，即图解的形式简明扼要地介绍光合作用的两个重要过程，即光反应和暗反应;③思维导图形式，将光反应包括水的光解和ATP的形成、暗反应包括C02的固定和C。的还原及产生的场所具体呈现。

教师在学生展示讲解作品的过程中，对一些好作品给予表扬，对于一些不足作品的给予鼓励，并由其他学生补充修正。

设计意图：学生展示自己的小组成果，通过各自对光合作用过程的理解回答问题，相互修正和补充，逐步加深对光合作用过程的的认识。在此讨论交流环节，教师要注意及时给予学生肯定和表扬，激发学生讨论的热情，鼓励学生科学探究的精神。

2.3学生质疑拓展

通过前面模型的建立，学生对光合作用的两个阶段有了更深的理解。接着，教师请学生归纳光合作用的图解。学生根据光合作用过程图解，尝试解决问题：光照停止，CO2供应不变时，其叶绿体内的ATP和[H]、C3化合物、C5化合物的含量瞬间如何变化？若光照不变，停止CO2供应，则结果如何？

设计意图：学生小组合作分析解答，激发动手、动脑、综合应用能力，充分发挥学生的主体地位，激发深度学习，提高探究能力。

2.4课堂检测，升华教学

学生完成导学案的课堂练习，教师巡视学生做题情况，并对结果进行评价。教师利用由课堂检测第5题题干“绿水青山就是金山银山”，提出问题，引发学生思考：光合作用的实质和意义是什么？

教师联系学生生活实际，播放环保宣传片——心灵的震撼、爱护森林，请学生分享课前收集的关于当今世界面临的粮食、化石能源、环境污染、生物多样性受到破坏等资料。学生小组内相互交流。

教師围绕光合作用的生态意义，引发学生的思考和讨论，使学生切实体会到“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”和与生产、环境的联系。珍爱大自然的关键在于保护绿色环境，其实质是发挥自然界光合作用的最大潜能，为人类的生存和发展提供最根本的条件。

设计意图：通过对绿色植物光合作用的意义和实质的理解，学生增强了保护生态环境的意识，培养了社会责任意识。

3教学反思

“学讲方式”主张把课堂交给学生，教师的职责是更多地引导学生思考探究并从中获得新知。本节设计就是以学生为本，在学法上，改变了传统灌输知识的教学模式，以学生的自主学习和小组讨论代替教师的“教”，学生学会自主和合作交流，勇于展示。教师在课堂中起到“引导、助学、鼓励、评价”等作用。

整个教学过程实现了如下转变：①教师从讲授者转变为助学者;②学生从被动的接受者转变为主动的参与者;③媒体从演示工具转变为学生的认知工具;④教学模式从教师讲授式转变为学生自主与合作探究的结合;⑤教师的教学行为转变为学生的学习行为。

本节课学生课堂活跃，师生互动较好，改变了传统灌输知识的教学模式。学生通过自主先学、合作探究、小组展示等活动，激发了学习热情，培养了科学的思维方式，发展了生物学学科核心素养。