徐建剛

摘要以浙教版科學“生物的呼吸”一課為例，圍繞“學為中心、學科思想、學科方法、情感體驗”等理念進行設計，并在設計后對這些理念的滲透效果進行反思，歸納出一些設計要點，可供參考。

關鍵詞生物的呼吸 教學課例

1理念解讀

（1）生物學有其獨特的學科思想，如生物的結(jié)構(gòu)層次特點，生物的結(jié)構(gòu)與功能相適應的特點。在本課時中，都有著相關的內(nèi)容蘊含著這些學科思想。

（2）生物學有其獨特的學科學習方法，如概念量多，概念之間也往往具有很大的相似性，對概念的建構(gòu)會造成很大的干擾。教學中需要有學科方法的培養(yǎng)，本課時內(nèi)容也不例外。

（3）學習生物學最終的目的是要回歸到“人與自然”上，理解到人與自然的和諧相處，這也是本節(jié)教學中要予以關注的一點。

基于以上幾點理念，本課時教學中，教師在知識上要建構(gòu)起呼吸的全過程，使學生理解氣體交換的本質(zhì)和與功能相適應的結(jié)構(gòu)特點；在方法上要使構(gòu)建概念流程圖、概念層次結(jié)構(gòu)、模型建構(gòu)等能力得到培養(yǎng)；在情感上，最終要使學生樹立起關注人與自然和諧發(fā)展的理念，樹立健康的生活態(tài)度。

2教學過程設計

2.1課前思考

教師設計預習問題：（1）人體的呼吸也叫氣體交換。O2從外界空氣中進入組織細胞內(nèi)（如腦細胞），C02由內(nèi)向外，需要經(jīng)過很多結(jié)構(gòu)：鼻、氣管、咽、血液、肺、氣管、喉、組織細胞等。請按照氣體運動的路徑，將這些結(jié)構(gòu)以流程圖的形式進行排序。

（2）氣體為什么會有序地運動，其動力來自于哪里？

（3）人體的哪些結(jié)構(gòu)特點很好地適應了氣體交換的功能？

設計意圖：（1）這三個預習問題實際是本堂課需要解決的三個重難點，對學生的預習有一個統(tǒng)攝性的指向。（2）以腦細胞為例，基于學生對腦部缺氧的生活認識，便于學生理解。（3）畫流程圖的目的是將學生把呼吸等同于肺通氣的前概念，延伸到呼吸的三階段過程。

2.2課內(nèi)學習

2.2.1呼吸過程的學習

（1）小組交流匯報“課前思考1”，在黑板上整理展示出概念流程圖：

鼻→咽→喉→氣管→支氣管→肺→血液→組織細胞（腦）

（2）教師基于學生的流程圖，引導學生重構(gòu)呼吸全過程示意圖（圖1），解析呼吸的三階段過程，建構(gòu)概念：

①呼吸三階段：外呼吸、氣體在血液中的運輸、內(nèi)呼吸；

②氣體交換：肺通氣、肺換氣、組織換氣；

③呼吸系統(tǒng)：呼吸道、肺。

設計意圖：（1）學生整理展示流程圖，初步感悟整個呼吸過程。（2）教師采用圖形和文字相結(jié)合的形式引導學生畫出并解讀呼吸全過程示意圖，促進學生的理解；同時揭示呼吸過程中各個概念之間的層次關系，引導學生辨析相似概念。這也是學習生物學學科方法的一種滲透。

2.2.2氣體交換的學習

（1）小組交流匯報“課前思考2”，引出吸氣和呼氣、氣體擴散作用等初步認識。

（2）教師實施演示實驗，模擬人體的吸氣和呼氣過程（圖2）。

①結(jié)合書本所示的“胸腔的結(jié)構(gòu)”的示意圖，分析吸氣和呼氣的過程。吸氣：肋間外肌、膈肌收縮→肋骨和胸骨向上向外移動→胸腔容積增大→肺擴張，肺內(nèi)氣壓降低，小于外界大氣壓→外界空氣進入肺泡。呼氣：肋間外肌、膈肌舒張→肋骨和胸骨向下向內(nèi)移動→胸腔容積縮小→肺回縮，肺內(nèi)氣壓升高，大于外界大氣壓→迫使肺泡內(nèi)氣體排出體外。

②學生把手放在自己胸前，體會呼吸過程中胸部的變化，感受肋骨的移動。

③學生結(jié)合呼吸全過程示意圖，指出在肺換氣和組織換氣過程中氣體的擴散作用。

④教師提出問題“吸氣、呼氣”和“肺換氣、組織換氣”在動力上的差異，辨析出“壓力差”和“濃度差”的本質(zhì)區(qū)別。

設計意圖：（1）模擬實驗的介入，利用了實驗的直觀性，有利于培養(yǎng)學生的抽象思維，也是對建模方法的滲透。（2）采用流程圖的形式，分析吸氣和呼氣的過程，是對學習方法的滲透。（3）讓學生感受自己呼吸時的胸腔和肋骨運動，則是增進學生的直觀體驗，同時增加了學習的趣味性。（4）辨析“吸氣、呼氣”和“肺換氣、組織換氣”在動力上的差異，讓學生理解到在相似現(xiàn)象背后，有知識本質(zhì)上的差異，既有利于糾正學生的模糊認識，又滲透了科學學習中關注本質(zhì)的學科思想。

2.2.3結(jié)構(gòu)與功能的學習

（1）小組交流匯報“課前思考3”，讓學生展示出課前學習的前認識。

（2）教師指導學生閱讀書本所示的“人體呼吸系統(tǒng)”的圖示，按“鼻→咽→喉→氣管→支氣管→肺（肺泡）”的序列理解和整理各器官在適應功能上的結(jié)構(gòu)特點，如肺泡布滿毛細血管和彈性纖維，有利于氣體交換。

（3）教師從“有利于形成壓力差”和“有利于擴散”的角度，引導學生進一步思考：除書本上指出的一些結(jié)構(gòu)特點外，還有哪些結(jié)構(gòu)特點有利于氣體交換？教師引導學生進一步認識到肺泡壁、毛細血管壁薄等結(jié)構(gòu)的生理意義。

設計意圖：（1）結(jié)構(gòu)與功能適應觀是生物學的一個重要學科思想，本教學環(huán)節(jié)目的是要突出這一點。（2）讓學生閱讀書本示意圖，是為了培養(yǎng)學生重視文本、解讀文本能力。（3）教師引導學生進一步從功能的角度去思考和猜測結(jié)構(gòu)特點，既能活化學生的思維，又可使學生樹立結(jié)構(gòu)與功能相適應的學科理念。2.3拓展學習

（1）小組合作學習：構(gòu)建、解讀呼氣和吸氣過程的氣壓變化坐標圖（圖3），說出A、B、C點以及AB、BC段的意義。

（2）學生閱讀“肺活量”，體驗自己的肺活量。

（3）閱讀“矽肺”、“PM2.5對肺部健康的影響”等素材。

設計意圖：（1）圖像的構(gòu)建和解讀在知識上加深了學生對呼氣和吸氣過程的氣壓變化的理解，更為重要的是滲透數(shù)學方法，使學生在圖像學習的能力和方法上得到提升。（2）肺活量等素材的介入，讓知識走向生活，也使學生樹立起健康生活方式的理念。

3設計思考

3.1“學為中心”是核心理念

教學設計始終要圍繞“以學為中心”的理念展開，以學生和學習為中心構(gòu)建課堂，突出學生的主體地位，把學生的自主、主動、積極學習放在第一位。在本課堂設計中，充分體現(xiàn)了這一特點：（1）前置性問題的設計，有指向性的誘導預學，讓學生先動腦，調(diào)動出學生的前概念，產(chǎn)生一些困惑，形成一探究竟的欲望，并對教學重難點有一個整體上的預期。（2）小組合作式教學平臺的搭建有利于學生不同思維的碰撞，相互傾聽，合作交流，互助加工，最終形成的每一個觀點都是集體的智慧。（3）圖文、演示實驗、書本中文本與圖示等素材的穿插，為學生的學習提供直觀形象的支撐，在前概念和最近發(fā)展區(qū)之間搭建橋梁，為他們最終進行抽象理性思維奠定基礎。（4）教師整體考慮三維目標的達成，在知識建構(gòu)過程中，滲透概念圖建構(gòu)、學科思想等過程和方法，并通過素材體悟情感、態(tài)度與價值觀，達到課堂設計目標的完整性。

3.2突出學科思想

每門學科都有自身的學科特點和思想，這是教學的精髓所在。在本課堂教學設計中，教師關注了生物體的結(jié)構(gòu)與層次，完整的呼吸過程包含3個階段，每一個階段又有不同的小階段，包含很多概念。教師幫助學生厘清了這些結(jié)構(gòu)層次和概念間的關系。教師滲透了生物體的結(jié)構(gòu)與功能的相適應性，通過展示人體與外界氣體的交換、人體內(nèi)的氣體交換功能都有著相適應的結(jié)構(gòu)特點，設法調(diào)動學生的思維，引導學生去發(fā)現(xiàn)和猜想這些結(jié)構(gòu)，有利于加深學生對知識的理解。教師關注了科學知識的本質(zhì)，讓學生辨析“壓力差”和“濃度差”的區(qū)別，引導學生要透過現(xiàn)象關注知識的本質(zhì)。當然，在教學中，教師還應該將這些學科思想進行顯性化教學，向?qū)W生滲透學科思想，發(fā)展學生的學科思想思維。

3.3培養(yǎng)學科方法

每門學科都有自身的解決問題的學科方法，這是學習能力培養(yǎng)的關鍵。在本課堂教學設計中，讓學生畫概念流程圖，體現(xiàn)在預學中的氣體流程圖和吸氣、呼氣中的變化流程圖，這是解決復雜過程的一種方法。教師所畫的呼吸全過程示意圖，既是對形象事物建模進行抽象思維的方法，也是厘清概念間包含、并列、交叉等層次關系的一種方法。演示實驗的介入是學習科學的重要模型法。指導學生閱讀文本，從文本素材中去攫取有用的信息，這也是學習科學的一種重要手段。創(chuàng)建解析呼氣和吸氣過程的氣壓變化坐標圖，是數(shù)學方法在科學學習中的重要滲透。這些都體現(xiàn)出鮮明的學科方法。當然，在教學中，教師也應該將這些學科思想進行顯性化教學，靈活運用這些學習方法。

3.4關注情感體驗

學生在學習中獲得的積極情感體驗是學生持續(xù)學習的最大內(nèi)驅(qū)力。本節(jié)課的設計關注了學生的興趣，使學生體驗呼氣和吸氣過程的胸部變化，體驗了自己肺活量等活動，增加了學習的情趣。小組合作學習的形式豐富了學習的組織形式，讓學生在互助中獲得成功的體驗?！拔巍?、“PM2.5對肺部健康的影響”等素材的學習，使學生從關注科學走向關注生活，滲透積極的健康生活理念，對學生的影響是內(nèi)隱而有效的。