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让碎片知识系统化

复习课:让碎片知识系统化

——绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡

单元复习课的教学设计与思考

孙明霞

周一接到通知,周三要到新泰龙廷镇初中进行党员送课下乡活动,这样光荣的任务当然义不容辞。讲课的内容是对方学校根据教学进度提供的:“六年级第五章单元复习课”。

上课没问题,复习课也没问题,关键是我现在不在初一年级,我的六年级(下)课本也被人借走了,第五章内容是什么,我需要马上了解。

找到本学科初一的张老师借来课本翻看,第五单元是本册最后一个单元:“绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡”,主要涉及的内容是光合作用和呼吸作用。这是植物体内非常重要的两个生理活动过程,很抽象又涉及很多概念和大量实验,该怎么复习?我以前是怎么复习这个单元的?突然脑子一片空白,不知是记忆力减退了,还是我本就不善于去记住原来用过的方法,反正脑子里关于这个单元复习的印象一点也没了,这大概也是我个人对课堂的理解使然——我一直认为,每堂课都是独一无二的,每堂课都是新课,因为学生不是原来的学生,怎么能用原来的方法上课?于是,每堂课都当新课一样去准备,结合当下我对教材的理解和对学生的了解,结合当下的社会环境和问题来设计课堂,这是我一直坚持的。那就重新研读教材和课标要求,重新来设计这堂课。

设计和思考

这个单元所涉及的知识和技能有光合作用和呼吸作用的概念、公式,光合作用的意义、呼吸作用的意义,还有光合作用的探究实验、呼吸作用的几个演示实验,最后通过意义分析,让学生明白绿色植物对生物圈中的碳氧平衡究竟起到了怎样的作用。单看这些内容的话,目标设计很容易,知识层面,就是巩固光合作用和呼吸作用的概念、公式;能力层面,就是引导学生学会对比整合,了解二者的区别和联系,还有对实验技能的巩固;综合素养方面,将植物的光合作用、呼吸作与整个自然环境(生物圈)结合起来,理解植物在生物圈中的重要作用。内容明晰了,但这毕竟是复习课,不能简单重复前面的新授课,一定要高于新课,一番思考,我在脑海中确定了如下教与学的目标:

1.写出光合作用和呼吸作用的公式,并能用语言将公式中的关键词连接起来说一句完整的话(就是光合作用和呼吸作用的公式转化成概念);

2.通过对比光合作用和呼吸作用的公式,找出二者的区别和联系,学会一种学习方法,理解生命体是一个统一的整体;

3.通过对实验过程的回忆再现,理解科学知识源自严谨的科学实验,来自科学家一代代人的探索和努力,渗透科学思想;

4.通过对光合作用和呼吸作用意义的分析,理解绿色植物在维持生物圈碳氧平衡的重要作用,树立科学的自然观;

5.结合当前存在的大气污染、温室效应、臭氧层空洞等问题,提出维持生物圈碳氧平衡的措施——植树造林、降低二氧化碳排放,关注环境问题、保护环境是每个人的责任。

这样一分析,知识量很大,能力培养的要求也很高,农村的孩子是否做过实验?能不能在有限的一节课中达到这些要求?我还想到,既然是到乡村送课,我的课,究竟能给农村的老师带来什么?仅仅是让农村的老师们看到如何上好复习课、巩固所学知识?肯定不是。我希望能通过复习课,让学生学会整合知识,将知识内在的联系找出来,构建生物体是一个统一整体的概念,也构建生物圈是一个统一整体的概念,在知识的系统性、完整性上有所突破;希望这样的学习,不是老师告诉给学生,而是引导学生学会思考和整合,帮助学生学会建立知识体系,今后他们能把这样的学习与思维方式迁移到其他学科的学习中;还希望能通过这堂复习课,真正建立生物圈的大概念,关注自然、敬畏自然,尊重生命也敬畏生命,这绝对不是喊口号,也不空洞,而是可以通过教学,融入到任何一堂课中,不断积累,不断提升,必能逐渐形成学生的素养。

有了这样的思考,我开始设计我的课。所谓的设计,其实是自己先去构建这节复习课的框架,从刚刚结束的新课入手进行提问,让学生写出两个公式,根据公式说出两个概念,再根据两个公式进行对比,说出二者的不同,然后再找出二者的联系,结合光合作用、呼吸作用公式中氧气和二氧化碳的变化,结合现在严重的环境问题,理解碳氧平衡的重要,并能结合自己的生活经验,说出维持碳氧平衡的举措。

有了这些思考,如何直观的呈现出来,那就要设计好板书——要和学生一起生成板书,也就无需多媒体呈现。当然最终形成的板书是什么样的,老师心里要有数,要让板书看上去是很自然的生成,又融入了老师的思考和教学理念。于是,我一边思考一边在纸上形成了初步框架,感觉要写的内容有点多,那就再简化,重新写。可如何体现“平衡”?脑子里突然冒出化学实验中常用的天平。对,最后就用天平表达平衡,天平的一边是氧气,一边是二氧化碳,中间支撑这个平衡的就是绿色植物,可以简单画出一棵大树。

课前的设计再好,关键还是看课堂上学生的表现。我设计课堂时,往往就是设计个大体框架,具体细节要等课堂生成了,尤其是面向自己所不熟悉的农村孩子,不了解他们的知识基础和能力,不知道他们的学习习惯,只能在实际的教学中根据学生的情况作出调整了。但一节课下来,虽然有些粗糙,但基本达到了我预期的目的。

过程与方法

“听说你们刚刚学完了光合作用和呼吸作用,还记得光合作用和呼吸作用的公式吗?”学生点头。“可以写出来吗?”学生再点头。“那就写一写吧。”

“谁愿意到黑板上写一写?”没人点头,也没人举手,大概学生都很紧张,或者有些羞涩。“不好意思上来写,就在本子上写一写好吗?”学生瞬间就拿出笔在本子上写起来了,并且很快就有学生把两个公式写完了。问了一个学生:“你愿意写到黑板上吗?”点头同意,于是让她选择其中一个写在黑板指定位置上,她写了光合作用的公式。再问一个已经写完的学生:“你愿意写到黑板上吗?”他摇摇头,很不好意思。“没关系,那就看看别人怎么写。”又问一个充满期待看着我的小女孩:“可以写黑板上吗?”她很愉快点头走向讲台,但她个子太小,不能把公式写到指定位置,那就写矮一点吧。很快写完。

“大家一起看看黑板上两位同学写的公式对不对,再对比一下看看你自己都写对了吗?”基本全对了,说明学生在基础知识的掌握上是很牢固的。“能不能把公式中的这些词汇用语言串起来说一句完整的话?”学生竟然能非常熟练的背诵出来:“绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水合成储存着能量的有机物(如淀粉)并释放出氧气的过程”;“细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能力释放出来,供生命活动的需要,这个过程叫呼吸作用。”一字不差,说明学生背的很熟练,但理解的怎么样呢,还不好确定,我希望通过问题来了解学生分析问题解决问题的能力。所以,我给出了一个对比的问题:

“你能不能根据这两个公式,做一个对比,看看这两个生理过程有什么区别?”

虽然概念记得清楚,但我发现学生不曾做过对比,那就慢慢来,一个一个找。

理解的还不够,所以在对比寻找不同点时,学生遇到了困难,那就可以讨论一下。学生经过交流,有的说出条件不同(光下,或者不需要光),有的说出场所不同(分别是叶绿体和线粒体),也让学生进一步分析,什么细胞中含有叶绿体(植物绿色部分),什么细胞中含有线粒体(所有活的细胞,包括植物和动物、微生物),由此理解光合作用只能发生在植物体内,而呼吸作用是所有生物都能进行的生理活动;有的说出一个释放氧气,一个释放二氧化碳,我就趁机在黑板上面左右分别写上氧气和二氧化碳;还有的说出有机物不同,我就引导学生总结出原料和产物的不同。但对于能量的变化不同,学生怎么也想不到,我让学生讨论一下是否还能找到其他不同,学生说“找不到了”,我问:“要不要我提示一下?”学生充满期待的看着我,希望我给点提示,我故弄玄虚地“我只提示两个字哦——能量”,学生马上恍然大悟地“哦”“我想到了”,由此,学生说出“光合作用将能量储存在有机物里,呼吸作用分解有机物释放了能量”。总结出区别,我又提出疑问:“通过对比发现,这两个过程完全是相反的,光合作用合成有机物,储存了能量,呼吸作用却分解有机物释放了能量,这不是自相矛盾吗?”引导学生发现两者之间的联系,最后总结出一个词汇——相互依存。并由此让学生分析光合作用和呼吸作用对自身及自然界有什么意义,引导学生总结出光合作用制作的有机物不只是为自身提供营养物质,还为动物和人类提供了食物,释放氧气保证了空气中氧气含量;呼吸作用虽然分解了有机物,但释放的能量可以供给植物各项生命活动(老师举例,如有机物的运输,细胞的分裂与生长等)。

“光合作用和呼吸作用是植物体内很重要的两个生理活动过程,但又是不能直接用眼睛看到的过程,有没有实验能证明这两个过程的存在?”“当然能!”问学生“做过实验吗?”有的说做过,有的说没做过,问了几遍,最后明白是“老师做过”,农村条件有限,老师能做做演示实验也是好的,赶紧说“老师能想办法给你们做演示实验,很不错。还记得实验的过程吗?”“记得!”于是,就让学生说一说实验的材料、用具和过程。看来学生对实验过程记忆很深刻,很顺利的说出了实验的流程,我一边板书几个关键词,顺势提出了几个“为什么”,为什么要对天竺葵进行暗处理?(让叶片内的淀粉运走并消耗)“为什么要进行遮光处理?”(形成对照实验)“为什么要放在光下照射几个小时?”(光合作用需要的条件是光)“为什么在溶解叶绿素的时候要隔水加热?”(酒精燃点很低,避免不安全事故)“为什么要用碘液染色,它有什么特性、能证明什么?”(淀粉遇碘变蓝,证明叶片中产生了淀粉)。看得出,学生对实验过程背的很熟练,也比较容易对答出来,但没有真正操作过,需要思考的地方还是有些欠缺。又谁证明了光合作用需要水(海尔蒙特)?谁证明了光合作用需要二氧化碳(普利斯特利),让学生知道任何科学知识都不是凭空出现的,而是经历一代代科学家科学、严谨的探索和实验得出来的。

穿插着提问完实验的内容,再回到前面的问题上来。“既然植物能释放氧气,可冬天北方的树木落叶,我们也没感到缺氧呀,为什么?”学生不知从何说起。“想想看,我们居住的地方是与世隔绝吗?”不是。“那说明空气是流动的吧。南方的空气能不能流动到北方来?”能。引导学生理解整个生物圈是一个整体,任何季节,不同地域的空气都是可以流通的,不会因为某地天寒地冻没有了植物的光合作用,人们就因缺氧没法生存。再提出问题:“我们是不是可以这样理解:虽然地球上的动植物会呼吸消耗氧排出二氧化碳,工厂和汽车等会排出二氧化碳,但因为有植物的存在,所以,大气中氧和二氧化碳会保持平衡?”“是!”我顺势在黑板上将左右两边的氧气、二氧化碳用三角形围起来,中间画了一条长线表示天平,写上碳氧平衡四个字,强调“碳氧平衡”就是指二氧化碳和氧气的平衡,这个平衡的支点当然就是植物(用绿色粉笔画出一棵大树的轮廓,正好显示在黑板中央),所以说,绿色植物对保持生物圈的碳氧平衡具有重大作用。

至此,本节课要复习的任务基本完成,但我接着又提出问题:“植物对维持生物圈的碳氧平衡中起了重要作用,也就是说,因为有了植物,我们不用担心空气中会有过量的二氧化碳或者缺氧,可为什么现在出现了很多环境问题——如温室效应,臭氧层空洞,冰川融化,大气污染等情况?结合光合作用和呼吸作用的公式进行分析,告知学生,不只是呼吸作用能消耗氧、放出二氧化碳,所有的燃烧都是在有氧的条件下燃烧有机物,将有机物分解为二氧化碳和水(公式与呼吸作用一样),如焚烧秸秆,工厂消耗的能源(煤炭、汽油、天然气等),汽车行驶消耗汽油,都是一样的过程,并且在燃烧中,还会产生很多有毒物质释放到空气中,导致空气污染。所以,植物的光合作用能维持碳氧平衡,但人们不加节制的破坏、掠夺,会打破这个平衡,给自身的生存带来麻烦(上升到环境问题),怎么办?有没有办法控制?再回到这个平衡上来,就是要设法增加氧气含量、降低二氧化碳排放。结合我们的现实生活,谈谈有什么具体措施?

增加氧气含量——大量植树造林,禁止乱砍滥伐,退耕还林等举措;

降低二氧化碳排放——减少汽车尾气排放,绿色出行,关闭严重污染的工厂、企业,必须开办的工厂,要有空气处理装置,不能焚烧秸秆等。最后,提出两个小问题让学生思考:

思考题1:某年到新疆出差,朋友买来葡萄、西瓜招待,水果比我们这里的要甜多了!(设置一个情景)你知道为什么吗?

学生经过简单讨论和思考,能够说出大概的意思,进一步引导学生总结出:新疆昼夜温差大,白天光照强,光合作用旺盛,夜晚寒冷,呼吸作用减弱,分解有机物少,最终导致有机物积累多,所以瓜果特别甜。

思考题2:农民储存白菜萝卜等农产品时,通常要留通风口,为什么?假如把白菜萝卜等农村品储藏深井中,一段时间后再入井时需要做一个灯火实验,为什么?

学生讨论说出自己的思考。思考不全面,老师加以补充,进一步理解呼吸作用分解有机物释放能量,热量过多温度升高会导致农产品腐烂,所有要留通风口散热;灯火实验是为了检验是否缺氧、二氧化碳过多,以防发生生命危险。

由此引导学生:知识不只存在于课本上,而是在我们的生活中,可以随时将学到的知识应用到生产、生活中,比如提高农作物的产量,科学储存粮食蔬菜等。

实际课堂的样子

总结与分析

虽然只是短短一节课(事后才知道只有40分钟,难怪我感觉时间不够用,最后只好匆忙结束,还拖延了2分钟),但这节课也发现了很多问题,引发了一些思考,整理如下。

1.生成课堂。学习不是围绕着老师的设计,而是设计要围绕着学生的学习进行。

虽然老师课前做了很好的教学设计,但学生的基础什么样、学生的学习习惯什么样,并不了解,到了学校也没时间去了解学生、和学生交流,直接就走进课堂上课,所以,课堂的生成是非常重要的(即便是熟悉的学生,课堂也重在生成),整个教学活动就要依据学生的表现随时进行调整。虽然课堂很粗糙,但基本上能根据学生的表现及时调整课堂节奏,使整堂课的学习,不是围绕着老师的设计进行,而是老师的设计能根据学生的思路及时调整,最终达到建构知识体系的目的。

2.有效引导。知识不是老师灌输给学生的,而是引导学生发现知识、生成知识。

农村的孩子朴实,也很羞涩,不愿表现自己,尤其是在陌生的老师面前(后面还有几十个听课的老师,学生更加胆小了)。但学习一定是学生的事,不是老师的事,知识不是老师告诉学生,而是让学生自己发现,自己建构,所以,我努力不厌其烦地引导学生去比较光合作用和呼吸作用的区别,找到它们之间的联系,即便最后都没找到(如能量变化那个点),我也还是没直接告诉学生,而是问“需要我提示吗?”给学生一点帮助,学生更加积极主动地思考。所以,让学生说,不只是锻炼学生敢于表达的能力,更是促进学生思考的方式,让学生学会思考、学会表达。最初,有的学生明明心里知道,但也不敢表达。老师就要有足够的耐心,对于不想表达的学生,绝不强求,避免给学生带来更大压力或情绪不愉快,但又通过不断的提出问题、让更多学生大胆表达,逐渐激发更多学生表达的欲望。学生由最初的羞涩胆怯不发言,到最后大大方方主动发言,并且能流畅的表达,说明老师有效的引导是非常重要的。

3.贴近生活。给学生创造参与、体验的机会,而不是死记硬背。

从学生课堂表现可以看出,日常生物课的学习,老师很注重知识点、概念的背诵记忆,乃至实验的过程和结论都记忆那么熟练,但学生的思维能力、思辨能力不足,当给学生一些略有思维含量的问题时,学生感到束手无策、无从说起,这大概与老师非常重视考试成绩有关。有的老师说,这是城乡差别,城市的孩子机会更多些,孩子的见识更广些。其实,这与城乡没有关系,而是教学理念的差别。我一直感觉,尽管农村很多条件不如城市,但农村也有很多城市所不具备的优势,尤其是生物学科的学习,有得天独厚的条件,可以做很多实验,可以带领学生做很多的考察,而不是只在课堂上、只在课本上学习。假如老师能更多创造条件让孩子多到大自然中走一走,多把大自然的生命带进课堂,多开展一些简便易行的实验操作活动,学生的学习一定可以更加灵活,思维能力也更强,而不是死记硬背。虽然我只是来上这么一堂课(还是复习课),学生一辈子只会听到我一次课,但我希望能通过这一堂课让学生知道知识与生活之间的密切联系,知识不是死记硬背的,也希望农村的老师能更多看到这一点。

4.知识的系统化。将日常学习的碎片化知识,经过整合形成系统、完整的知识体系。

我们日常的学习都是碎片化的,尤其是初中学生新授课的学习,一定是碎片化的,假如没有对知识的整合学习,没有构建完整的知识体系,仅凭死记硬背记住的知识依然只是知识的碎片。光合作用和呼吸作用是整个六年级(初一)生物中最抽象难懂的知识,但既然是复习课,那我就尝试中通过对比的方式,让学生不仅找到不同,更找到联系,在脑海中建立起一个知识体系,理解生命体内各项生理活动过程都是相互联系的,再通过与生物圈之间关系的分析,进一步明确一个植物体是一个统一的整体,一个生态系统、大到一个生物圈,都是一个统一的整体,当把碎片化的知识放在系统中去思考时,也就容易理解这个整体或者系统的概念。包括知识框架的构建、最终生成的板书,虽然不够完美,但也希望借此帮助学生建立完整的知识体系。

当然,这堂课并不是完美不缺的课,而是存在很多问题,尤其是目前我不在初一年级,匆忙准备的课也没机会进行试讲,或者说不是很熟练的情况下,课堂节奏、时间的把控并不是那么恰如其分。假如在这个基础上再上一遍,我就可以让课堂更加紧凑、有些语言还可以再精炼一些,后面再增加一些思维含量高的问题,让学生进行分析归纳,进一步巩固知识、提升能力,效果会更突出一些。但总体上,我的目标基本实现,教学理念也基本上能在短短一堂课中呈现出来,要是打分的话,我给自己打90分。

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