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基于深度学习的高中生物学论证式教学实践的研究 以人教版必修一《被动运输(第一课时)》为例
摘要:近几年,深度学习成为教育领域研究的热点。论证式教学能够提高教学的结构化和整体性,挖掘生物学科的内在本质,实现高阶思维的进阶,达到深度学习的目的,有效落实核心素养,促使学生实现全面发展。基于此,本文以人教版必修一《被动运输(第一课时)》为例,采用 CER论证模型教学法,在日常生活的真实情境中发现问题,提出初步主张,通过大量实验探究寻找证据,论证主张,修正主张,逐步构建本节课的核心概念,实现高阶思维的进阶,达到深度学习的目的,旨在为一线教师教学提供参考基础。
关键词:深度学习、高中生物学、论证式教学
1引言 传统的教学模式往往以教师为中心,注重知识的传授,缺乏学生思维能力的培养。在“三新”背景下就要求教师要积极主动的探索出更加高效的教学方式使学生在掌握知识的基础上理解内化并能够运用到实际问题的解决中。论证式教学模式为教学提供了全新的可能性。
2 设计思路
首先,提出问题,提出证据1:(宏观)洋葱变软,提出主张:细胞在高浓度下失水,在低浓度下吸水。
然后,提出证据2:(微观)质壁分离,修正主张:细胞在高浓度下失水,在低浓度下吸水,水通过原生质层进出细胞。
最后,提出证据3:模拟渗透装置,类比卵壳膜实验,修正主张:原生质层、动物细胞膜相当于一层半透膜。
3 教学设计
3.1教学目标
1.通过探究实验说明水分子进出植物细胞的原理,并能迁移至渗透装置和动物细胞中,认同原生质层、细胞膜相当于半透膜。(科学探究、生命观念)
2.基于探究实验,提高设计实验、动手操作能力,并能应用本节知识解决生活中的实际问题。(科学思维、社会责任)
3.2教学重难点
1.重点:理解水进出细胞的原理。
2.难点:探究植物细胞的吸水和失水实验。
3.3教学方法与学法指导
1.教学方法:
本节课采用 CER论证模式,在真实情境中发现问题,提出初步主张,通过大量实验探究寻找证据,论证主张,修正主张,逐步构建核心概念。在任务驱动、问题引导下逐步突破重难点;再结合活动体验,将抽象知识形象化;同时以学生为主体,充分调动学生的积极性,使学生主动愉快的学习,注重与生活实际相联系,使课堂能在生动、有趣、高效中进行。
2.学法指导:
“问题驱动下的自主学习──小组合作──归纳提升”。既鼓励自主学习,又提倡小组合作学习,提高学习效率。
3.4、课时安排
40分钟
3.5、教学过程
3.5.1新课导入,提出主张
教师活动 通过组织学生体验蔗糖腌制过的洋葱鳞片叶,发现问题1,提出主张。
学生活动 观看图片,发现问题,提出主张,与教师一起明确目标。
设计意图 进入课堂,明确目标,根据生活问题提出主张。
3.5.2任务驱动,实验寻证,修正主张
教师活动 (1)提出主张“细胞在高浓度溶液中失水,在低浓度溶液中吸水”后,以问题2:“如何观察到细胞?选择外表皮还是内表皮制作临时装片?为什么?”引导学生自主设计实验,获得实验探究的结果,以此作为论证初步主张的证据,修正主张,在证实初步主张正确的基础上补充“失水吸水是通过原生质层”;
(2)以问题3:“水是以什么方式进出原生质层的呢?”引发新问题,进而通过模拟实验—渗透装置实验寻找证据,继续修正主张,构建出“水是以渗透作用通过原生质层进出植物细胞的,原生质层相当于一层半透膜”的核心概念。
学生活动 进入情境,进行实验探究,参与提出主张,实验寻证,修正主张,构建概念。
设计意图 学生通过实际体验获得结论,在CER论证过程中,更能让学生感知,一个科学结论的形成,需要依靠大量的实验成果来支撑培养了科学思维和科学探究能力。
3.5.3任务驱动,提出新问,类比推理
教师活动 教师发问“动物细胞是否如此?”引发学生提出主张,再通过向学生展示卵壳膜“软蛋”实验的过程,让学生寻找证据,论证主张,并让学生将植物细胞的核心概念迁移至动物细胞,构建出“动物细胞膜相当于一层半透膜”的核心概念。
学生活动 学生思考老师提出的问题,并观看老师展示的卵壳膜实验后将刚学习的知识迁移到新问题情景中。
设计意图 解决情境中的实际问题,更好的帮助学生完成知识的迁移。
3.5.4课后延伸
教师活动 教师播放日常生活中的葱丝卷起又变直的视频,并提问问题:请你应用本节所学知识,解释视频中的葱丝为什么在清水中卷起,在盐水中又变直的生活现象。
教师展示盐碱地的图片让同学们查阅相关资料,了解盐碱地的土壤条件,思考普通作物不能在盐碱地生存的原因,以及育种工作者筛选耐盐作物的思路。
学生活动 先通过观看实验视频思考相关问题。然后通过不同渠道查阅更多资料,收集信息,为下节课交流发言做准备。
设计意图 课堂40分钟内侧重帮助学生理清思路,构建核心概念,更多的延伸应用无法呈现,就设计为课后任务,让学生课后利用已有资料查阅并总结相关知识。
3.5.5针对训练
教师活动 2023年全国甲卷第4题,考查植物细胞失水、吸水实验中原生质层的变化趋势,巩固本节知识,提升思维。
学生活动 选出正确选项,并分析题干和错误选项。
设计意图 及时巩固已学新知识点,并将知识点应用到高考题中。
3.5.6课堂小结
教师活动 呈现本节课的核心概念的构建过程进行本节课的总结。
学生活动 对本节学习内容进行查缺补漏的同时形成整体化和系统化。
设计意图 归纳总结,培养学生语言规范表达能力和知识体系。
结语
被动运输是高中生物学一个重要的知识点,而细胞的吸水和失水又是本节课教学的关键环节。教师在讲授本节课时要联系日常生活的真实情景,先从宏观方面感受水的进出,再从微观方面探究水分子进出植物细胞和动物细胞的过程,不断地提出问题,提出证据,提出主张,根据现学知识不断的修正自己的主张,最终得出本节课的最终主张。
参考文献:
[1]吴佳静,姚焱.论证式教学法在中学生物学实验课中的应用—以“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”一课为例[J].中学生物教学,2022(8)
[2]李纪聪.论证探究式教学模型在高中生物教学中的应用[J].福建教育研究,2022(10)
[3]黄彩湄.在高中生物学课堂中实施论证式教学的策略研究[J].中小学教材教学,2022(3).
本文系文山州教育科研“十四五”规划 2024 年度课题“基于深度学习的高中生物学论证式教学实践的研究”的研究成果(课题立项批准号:文教体发〔2024〕9 号)