培养科学思维的一次成功尝试

来源 :中学课程辅导·教师教育(上、下) | 被引量 : 0次 | 上传用户:mwd2009
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  摘要:在“物质跨膜运输的方式”一节教学中,笔者通过“概念图填写构建概念模型、示意图绘制建构物理模型、坐标图解读理解数学模型、学以致用解决情境问题”四个活动设计来开展合作学习,从而发展了学生的“归纳与概括、模型与建模、演绎与推理”科学思维能力。
  关键词:科学思维;概念图填写;示意图绘制;坐标图解读
  中图分类号:G633.91 文献标识码:A文章编号:1992-7711(2020)23-107
  科学思维”是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。学生应该在学习过程中逐步发展科学思维,如能够基于生物学事实和证据,运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法,探讨、阐释生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题。
  一、教材分析与教学设计说明
  “物质跨膜运输的方式”是人教版普通高中生物学课程标准教科书《分子与细胞》模块内容,是新课标(2017版)大概念2下的重要概念2.1下的一般概念2.1.2。
  物质跨膜运输的方式主要分为被动运输和主动运输。被动运输是顺浓度梯度运输的过程,不需要消耗能量,包括自由扩散和协助扩散,但协助扩散需要载体蛋白协助。主动运输,需要消耗能量,还需要载体蛋白协助,一般是逆浓度梯度运输的过程。本节内容是细胞膜的功能之一,即细胞膜能控制物质进出细胞。本节课主要围绕教学目标开展了四个学生活动,即概念图填写构建概念模型、示意图绘制建构物理模型、坐标图解读理解数学模型、学以致用解决情境问题。通过“概念图填写”,发展学生的“归纳与概括”能力;通过“示意图绘制”,发展学生“模型与建模”的科学思维能力;通过“坐标图解读”,培养学生“演绎与推理”的科学思维能力,通过“解决新情境问题”,培养了学生的演绎推理能力及社会责任感。在这节课中,我通过设计这四个学习活动,分别对应学业质量标准对科学思维的四个水平级别的要求,比较好的落实了核心素养中科学思维能力的培养,达成了教学目标。
  二、教学目标的制定
  依据新课标(2017版)并围绕培养学生的核心素养的要求,制定了如下教学目标:
  1.通过自主学习,填写概念图,构建概念模型,能举例说明物质跨膜运输的几种方式及特点;能用“结构和功能观”阐述主动运输对细胞生活的意义。
  2.基于“对三个问题的思考”的事实,能归纳与概括出被动运输与主动运输方式的异同点;在学习了三种跨膜运输方式的基础上,学生能够进行物质跨膜运输的模型建构,完成了知识和能力的迁移。
  3.通过小组交流、讨论,能恰当地用生物学的语言对“坐标图”进行正确解读,理解数学模型表达的生物学含义,阐释生命现象和事物发展的规律,进一步完成知识和能力的迁移。
  4.通过独立思考、小组交流,能够在新情境中,运用演绎和推理的方法解决生产和实践中的具体问题。
  三、教学活动设计及目标达成
  四、教学设计流程及设计意图
  五、教学过程设计
  1.创设教学情境
  教师通过喷洒香水创设真实情境,让学生体验。
  教师:请闻到香味的同学举手。先是坐在第一排的同学举手,然后第二排、第三排……
  教师:我在前面喷洒了香水,你们依次可以闻到,说明了什么问题?
  学生:气体可以扩散。
  教师质疑:在人体中,物质是怎样进入每一个细胞的呢?(指着大屏幕体内细胞物质交换图片)引出课题:物质跨膜运输的方式
  2.小组活动一:概念图填写构建概念模型
  教师用一体机展示细胞膜的结构示意图,请学生说出细胞膜的成分:蛋白质、脂质、糖类。
  教师提问:细胞膜的结构特点?细胞膜的功能特点?学生积极思考、回答。
  CO2、O2等小分子物质是怎样进出细胞的呢?请自学课本p70~p72,填写概念图。
  教师巡视课堂,参与部分学生学习;展示有代表性的学生完成的概念图,请另一位同学评价。
  根据概念图,让学生总结自由扩散、协助扩散、主动运输概念。这样,学生在比较、归纳中,概念模型就自然生成了。教师接着展示三个问题。
  问题:(1)两种被动运输的方式有什么异同?
  (2)主动运输和被动运输的区别是什么?
  (3)主动运输对于细胞的生命活动有什么意义?
  通过这样的对比,引发了学生深层次的思考。
  教师质疑:主动运输究竟是怎样进行的呢?请看动画。
  教师播放主动运输的Flash动画,学生认真观察,再次加深对主动运输方式的理解。
  3.小组活动二:示意图绘制构建物理模型
  教师展示提前画好的图,如下图所示:让学生分别画出三种物质进出细胞的三种方式。
  (1)细胞外O2的浓度
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