初中生物学项目化教学的实施

2024-09-14 00:00:00陈惠兵
新课程·上旬 2024年20期

随着教学改革的持续推进,项目化课程在初中生物学教学中凸显了一定的教育价值,旨在将课程知识融入一个学习项目中,引导学生在完成项目任务的过程中学知识、长技能,不仅可以培养学生的实验能力和观察感知能力,激发学生对生物学的兴趣,还让学生在团队合作中感受生物学学科的魅力,提高学生的实践能力和协作能力,从而促进学生综合素质的发展,促进生物学教学效果的提升。基于此,以“血流的管道——血管”教学为例,对生物学项目化的实施展开如下研究。

一、情境引导,导入项目目标

项目导入环节重点激发学生对项目化课程的学习兴趣,为后续学习做好铺垫。为此,教师可以结合学生的生活经验为学生创设情境,并通过情境问题和情境任务启发学生思考,培养学生的思维能力,从而导入项目目标。

在教学“血流的管道——血管”的时候,教师可以为学生创设如下情境:血液在人体内流经的管道称之为血管,人体的血管像城市的交通网一样至关重要,血管因创伤出血时会出现不同的出血情况,血管堵塞则会导致血液在人体内的输送不畅通,影响生命健康。这是为什么呢?我们该如何判断并做出处理呢?基于此情境,教师向学生展示本项目的主题“探究血管的奥秘”以及学习目标:

1.通过观察小鱼尾鳍内血液流动情况,说出三种血管血流速度的不同。

2.通过拼图游戏,结合文本概述动脉、静脉和毛细血管的结构和功能特点。

3.结合生活实际、情景演绎,解释不同血管出血时的症状,并说出正确的止血方法。

基于上述目标,教师组织学生展开项目化学习。

二、讲学结合,实施项目过程

(一)动手实验,感知血管

动手实验环节,重点引导学生初识血管,了解血管在生物体中的存在形式、主要功能等,从而开阔学生的学习视野,同时激发学生对项目化学习的兴趣,促进学生科学思维的形成。为此,在本项目化学习中,教师首先以小鱼尾鳍作为研究对象,指导学生展开实验观察。

教师启发:既然要学习血管,首先我们要观察血管内血液的流动。我们要选用哪种材料呢?既要与人体血液和血管组成类似的生物,又要观察起来清晰,因此,我们选择了薄而透明的小鱼尾鳍。请大家思考三个问题:

1.应该选择色素多的还是色素少的小鱼?

2.如何保持小鱼的活性,同时又不伤害小鱼的生命?

3.你观察到了几种血管?这些血管中血流速度一样吗?

随后,教师指导学生针对上述问题展开探究,并按照如下步骤完成实验。

准备工作:准备一个透明的容器,倒入适量的盐水。盐水的浓度应该与小鱼生存的水体相似,这有助于小鱼更好地生存。将小鱼放入盐水中,确保小鱼的尾鳍可以被清晰观察到。(为了减少小鱼的活动,便于观察,同时保证小鱼正常呼吸,可以提前用浓度为5%的酒精将小鱼麻醉。)

观察尾鳍:使用放大镜仔细观察小鱼的尾鳍,特别是尾鳍薄的部分。如果条件允许,可以使用小刀或剪刀轻轻地剪下一小段尾鳍,并用纸巾轻轻地将其表面的水分擦干净。

染色观察:在一定范围内,向尾鳍表面均匀滴一些荧光素染色剂(荧光素染液),并等待一段时间。使用红光或紫外线照明器具照射尾鳍,观察尾鳍的血管分布情况和荧光素染色剂的扩散情况。

记录结果:使用纸笔记录观察到的结果,包括血管的分布情况、荧光素染色剂的扩散情况以及观察到的其他现象。

通过该实验,我们不仅实现了理想的项目导入,同时让学生直观地观察到小鱼尾鳍的血管分布和血液循环情况,熟悉了血液在生物体中的存在,更好地理解了生物的结构与功能,促进了项目化课程的有效实施。

(二)任务引领,构建概念

基于上述实验探究,学生已经明确了血液在生物体中的存在形式以及循环过程。在任务引领环节,教师重点引导学生通过完成课堂任务,学习血管的分类以及每一种血管的概念,丰富学生的知识体系。

教师组织学生自主预习,引导学生思考中医常说的切脉、青筋、医院指尖采血的实例,并分析这些血管分别属于哪种血管,不同的血管具有怎样的特点,不同的血管对人体生命起到了怎样的作用。

教师为学生展示项目化学习的课堂任务:制作卡纸模型,分别模拟动脉、静脉,思考动脉管壁和静脉管壁哪个更厚,管腔大小如何,这和它们内部的血流速度有什么联系。

基于学生的动手操作和观察,教师引导学生认识动脉管壁比静脉管壁厚,管腔比静脉小,同时归纳总结动脉管壁厚与血流速度快相适应的生物学观点。

随后,教师指导学生联系生活经验区分动脉、静脉和毛细血管。动脉,一般负责将氧气富集的血液从心脏输送到身体各部位。在观察时,动脉一般较粗,壁厚,血管壁较坚实,通常在体表处容易触摸到位置,如手腕、颈部、大腿等。静脉,一般负责将血液从身体各部位输送回到心脏。在观察时,静脉通常较粗,但管壁较薄,常见于肌肉之间或动脉之间。生病输液的时候,多采用静脉注射,以促进药物效果的发挥。毛细血管是动脉和静脉之间的连接血管,负责氧气和营养物质的交换,以及二氧化碳等代谢产物的传递。在观察时,毛细血管是极细的血管,通常无法用肉眼直接观察到。

基于上述知识讲解,教师为学生展示如下课堂小练习。

1.下列有关动脉的叙述,正确的是( )

A.是把血液从心脏送到全身各处的血管

B.管内血液流动速度平缓

C.是把全身各处的血液送回心脏的血管

D.一般分布较浅

2.中医切脉的“脉”和手背青筋暴起的“青筋”分别是指( )

A.动脉和神经 B.动脉和毛细血管

C.动脉和静脉 D.静脉和动脉

上述练习题考查学生对动脉、静脉以及毛细血管概念的认识,同时引导学生联系生活实际区分三种血管的功能,加深学生对血管概念的理解和掌握。

通过上述教学,教师为学生展示各种动脉、静脉以及毛细血管的图片,引导学生进行识别和判断,从而丰富学生对血管的认识,培养学生用所学知识解决问题的能力。

(三)小组合作,拼图探究

小组合作环节,重点引导学生对血液的循环流动展开探究性学习,认识血液流动的方式以及原因,并掌握血液流经路径,从而培养学生的探究能力,同时引导学生更进一步地掌握血管知识。

教师首先向学生提出驱动性问题:本项目化学习的主题是“探究血管的奥秘”,接下来,以一滴血的旅行为例,想象一滴血从心脏泵出,依次要经过什么血管,最后再回到心脏。如果让你给这滴血画一个旅程路线,你会怎么画呢?

基于上述情境问题,教师启发学生思考:血液为什么要在全身循环流动呢?随后,教师向学生展示不同的路径卡片,分别包括心脏、动脉、静脉、毛细血管等,要求学生依据教材提示以及生活经验,按照血液从出心脏出发回到心脏,中间经过的血管路径依次进行排序拼图。最后,学生汇报成果。

学生汇报:

1.血液循环是为了和组织细胞进行物质交换,这样才能为身体活动供能。

2.血液循环证明了生命机体处于活着的状态,死亡的时候,血液也停止循环。

3.血液循环可以促进人体生命健康。

这样的小组探究能培养学生的探究思维,拓展学生对血管的认识,同时营造积极、活跃的课堂气氛,增进师生沟通,促进项目化学习的有效实施。

(四)磁吸演示,攻克重点

在磁吸演示环节,教师同样采用实验展示的方式,重点引导学生观察学习血管中血液物质的交换过程,从而理解血液细胞在血管中的通行方式,更深层次地掌握血管的功能与作用。

首先,教师提出驱动性问题:通过小组合作探究,我们明白了血管中血液的循环流动是为了让血液与组织细胞发生物质交换,那么物质交换是在哪种血管中进行的呢?这种血管是因为拥有哪种结构才能够完成物质交换的任务的?

随后,教师指导学生阅读教材,并为学生播放血管中血液流动的视频,启发学生认识毛细血管是血液与组织细胞发生物质交换的主要血管。紧接着,教师提出启发性问题:毛细血管具有哪些结构特点利于它和组织细胞进行物质交换?

基于上述问题,教师为学生展示磁吸实验需要的实验材料:玻璃或塑料容器、水、食用色素(如红色食用色素)、磁铁、透明塑料管(作为“血管”的模型)等。紧接着,教师组织学生展开课堂实验。

准备工作:在玻璃或塑料容器中加入水,并加入适量的食用色素,搅拌均匀,使水呈现明显的颜色,类似于血液的颜色。准备一根透明塑料管,这根管子代表血管,你可以预先在管子的内壁上涂抹一些混有铁粉的胶水,制作成磁性的“血管”。

物质交换演示:将透明塑料管放入容器中,并确保它不会浮起来。使用磁铁靠近容器的一侧,可以观察到涂有铁粉的“血管”发生运动,仿佛磁铁控制了“血管”内物质的运动。移动磁铁的位置,演示血管内物质的运动和交换过程,让学生观察并理解血管功能的模拟情况。

引导学生探讨:针对观察到的现象进行讨论,总结血管内物质交换的过程,包括氧气的运输、二氧化碳的排出以及营养物质的输送等过程。

通过磁吸演示,学生可以直观地观察到“血管”内的物质交换过程,加深对血管功能的理解,同时培养动手能力和观察力。另外,教师指导学生归纳得出毛细血管分布广、管壁薄、流速慢,引导学生通过磁吸模型理解“单行通过”的含义,进一步认同结构和功能相适应的生物学观点。

(五)情景演绎,解决问题

情景演绎环节重点引导学生认识新的情境,并用所学知识对情境问题展开探究,以此培养学生解决问题的能力。为此,教师需要结合学生的实际生活经验,为学生演示情境。

▲情境一:水往低处流,那么身体下部静脉中的血液在流回心脏的过程中会不会倒流?

探究方式:教师组织学生通过做双手微微合并的手势来模拟静脉瓣的状态,另一位同学用一支笔来模拟血液回流的状态。学生亲身体验,直观感受静脉瓣在血液经过前后的状态,认同结构和功能观。

▲情境二:血液循环保证了机体的健康生活,如何促进身体内的血液循环呢?

探究方式:教师组织学生展开小组讨论,结合生活经验展开分析。多运动和锻炼,可以增强心肺功能,从而促进血液循环。按摩、足浴等可以从物理角度促进身体内的血液循环。

通过上述情境,教师启发引导学生联系生活实际探究人体血液循环问题,可以很好地开阔学生的学习视野,同时增强生物学项目化学习的趣味性,让学生在了解基础课程知识的同时接触更多实际性的问题,从而提高项目化学习的实效性,促进项目化学习的有效实施。

三、总结梳理,落实项目评价

完成整个项目化学习的过程后,教师联系项目化学习的主题引导学生进行总结和梳理,一方面回顾课程知识点,帮助学生构建项目知识脉络;另一方面通过习题的方式落实项目评价,考查学生的学习情况,从而提高项目化学习的完整性。

首先,教师为学生展示如下项目化学习清单。(见图1)

图1

紧接着,教师根据学生在整个项目中学习到的知识设计课堂练习题。

1.关于“观察小鱼尾鳍内血液的流动”的实验,下列叙述错误的是( )

A.为了便于观察,应选取尾鳍色素少的、活的小鱼

B.应用干燥的纱布包裹小鱼

C.观察到红细胞呈红色是因为其内富含血红蛋白

D.可观察到管径粗细、流速不同的三种血管

题目解析:选B。本题考查了学生对“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验的掌握情况。B选项中“应用干燥的纱布包裹小鱼”会导致小鱼缺水而死亡。

2.图2、图3为“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验及显微镜下观察到的物像,图4为血液与组织细胞之间的物质交换示意图。请据图回答下列问题:

图2 图3 图4

(1)该实验在选择活的小鱼时,应选尾鳍色素

的,以利于观察。

(2)用湿棉絮包裹住小鱼的头部和躯干部,并时常往棉絮上滴加 ,目的是保持小鱼的 。

(3)图3中的血管③是 ,判断的主要依据是 。

(4)图4所示的血管类型是 ,与其对应的是在低倍显微镜下看到的图3中的血管 (填序号)。

(5)图4中,红细胞运输来的氧气通过 作用进入组织细胞。

题目解析:本题考查学生对血管分类、血液运动以及血液物质交换的掌握,同时培养学生的实验探究思维。

参考答案:(1)少;(2)清水、正常呼吸;(3)静脉、血液由分支流向主干;(4)毛细血管、②;(5)气体的扩散

在学生完成上述习题后,教师针对学生在本项目化学习中的表现以及课堂学习情况展开评价分析,并鼓励学生采用自评、互评的方式分享学习中遇到的问题,同时分析教学过程中存在的不合理性,借此对教法、学法进行适当调整,从而促进项目化学习的有效实施。

综上所述,项目化课程的实施在初中生物学教学中具有非常突出的实践价值。教师需要基于课程知识,结合学生的生活经验,为学生创设合适的情境,明确项目目标;要通过讲学结合的方式,引导学生展开动手实验,并通过小组合作探究生物学知识,帮助学生攻克难点,培养解决问题的能力。另外,教师要做好项目的梳理汇总,落实项目评价,从而充分发挥项目化课程的实施价值。

(作者单位:福清元洪高级中学)

编辑:常超波

作者简介:陈惠兵(1975—),男,本科,一级教师,研究方向:生物学教育教学。