袁艷華

摘要結(jié)合初中生物優(yōu)質(zhì)課的觀摩活動，闡述在“人體能量供給”一課中如何通過概念建構(gòu)、活動設計以及聯(lián)系生活體驗發(fā)展學生的科學思維能力，同時也指出教師在課堂教學中的些許不足，建議教師唯有終身學習，才能發(fā)展自我、發(fā)展學生。

關(guān)鍵詞 科學思維 重要概念 教學設計

中圖分類號G633.91 文獻標志碼B

“科學思維”是人類思維的高級形式，是生物學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分。為增強教師的教學創(chuàng)新意識，發(fā)展學生的科學思維，促進初中生物教師的專業(yè)發(fā)展，筆者所在的南京市秦淮區(qū)組織了初中生物優(yōu)質(zhì)課的評比活動，現(xiàn)結(jié)合本次課堂教學的觀摩談幾點感受和啟發(fā)。

1參賽內(nèi)容的分析

本次參賽課題是蘇教版生物學七年級下冊第十章第五節(jié)“人體能量的供給”。在《義務教育生物學課程標準（2011年版）》中，本節(jié)課是第五個一級主題“生物圈中的人”的內(nèi)容，具體內(nèi)容標準是“說明能量來自細胞中有機物的氧化分解”，活動建議是“探究幾種食物熱價的差異”。

本節(jié)課安排在學生學習了人體的營養(yǎng)供給、人體內(nèi)的物質(zhì)運輸以及人體的呼吸等內(nèi)容之后，本節(jié)活動有討論“人體能量的供給”和實習“測量體溫”兩項。人體能量供給的過程是由許多器官和系統(tǒng)共同完成的，是人體各項生理活動的基礎。這個過程既復雜又抽象，教師需要采取有效的教學策略，引導學生將教材中前幾個章節(jié)的知識有機串聯(lián)起來，深刻理解上述各個系統(tǒng)功能之間的內(nèi)在聯(lián)系，以及人體能量供給過程與細胞呼吸作用之間的關(guān)系;同時，還要引導學生用所學的“能量”知識指導合理膳食，學習測量體溫并說出維持體溫穩(wěn)定的意義等。本節(jié)課的學習不僅能有效地促進學生對重要概念的建立、理解和應用，而且有利于發(fā)展學生的科學思維能力，為學生在后續(xù)學習中逐步形成物質(zhì)和能量觀奠定基礎。

2課堂教學的亮點

本次參賽教師的課堂教學各有特色，既彰顯出個性與特長，也體現(xiàn)出科學思維能力的培養(yǎng)，具體有以下三大亮點。

2.1在重要概念的建構(gòu)中培養(yǎng)科學思維

本節(jié)課要幫助學生形成的重要概念是“人體生命活動的能量來源于細胞中有機物的氧化分解”，圍繞這一重要概念，參賽教師主要采用了以下兩種策略開展教學（圖1）。

策略1：教師先通過實驗燃燒一?；ㄉ?，讓學生觀察試管中水溫變化;然后以問題串引導學生思考：

①使水溫升高的能量來自哪里？

②花生種子中的能量是如何被釋放出來的？

③人體進行生命活動需要能量嗎？能量來自哪里？

在學生直觀體驗到食物中有能量的基礎上，教師繼續(xù)提問：

①食物在人體內(nèi)是否也能通過類似的“燃燒”來釋放能量？

②根據(jù)生活經(jīng)驗，推知“燃燒”需要哪些物質(zhì)參與？

③人體細胞是如何獲得有機物和氧氣的？

學生以“燃燒”進行類比聯(lián)想，思維不斷深入，分析推斷出食物在體內(nèi)分解也需要氧氣;最后，學生通過小組合作學習將人體的營養(yǎng)供給、呼吸、物質(zhì)運輸?shù)戎R進行有機串聯(lián)、歸納和整合，建構(gòu)概念模型，小組代表進行匯報展示（圖2）。

策略2：教師先通過復習植物光合作用、呼吸作用的概念，引導學生由植物呼吸作用的實質(zhì)遷移到人體呼吸作用的意義，推斷人體內(nèi)有機物分解、提供能量的方式與綠色植物基本相似;然后，引導學生回憶前面所學過人體的消化和吸收、人體的呼吸以及血液循環(huán)等知識，倒推細胞內(nèi)分解的有機物、需要的氧氣從哪里來;最后，學生通過小組合作學習建構(gòu)概念模型，小組代表進行匯報展示（圖3）。

從課堂教學效果看，兩種教學策略都能有效引導學生通過分析、類比、推理、綜合、歸納和整合等思維方法生成概念，促進了學生科學思維能力的發(fā)展，厘清了人體能量供給與消化系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)以及呼吸系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，概念建構(gòu)也水到渠成。

2.2在活動的創(chuàng)新設計中培養(yǎng)科學思維

本節(jié)課中，課標的活動建議是“探究幾種食物的熱價”，但是教材的活動安排是“討論常見食物的熱價”。如果，教師按照課標的建議開展實驗探究，因要考慮能量的散失，課堂實驗的難度大且沒有足夠時間完成。教師若按照教材直接開展討論活動，學生不容易理解不同食物熱價差異的原因，分析性思維和創(chuàng)新性思維亦得不到充分的發(fā)展和提升。為此，教師創(chuàng)新設計學生的活動：

①聯(lián)系生活，提出探究問題。教師結(jié)合學生的生活經(jīng)驗提問：如果我們食用100g大白菜和100g豬肉獲得的能量一樣嗎？為什么？在學生回答的基礎上。教師引入“熱價”這一概念，并繼續(xù)提問：你如何設計實驗來驗證你的猜想，比較不同營養(yǎng)物質(zhì)的熱價呢？

②自選器材，設計探究方案。在學生討論、分析、猜測的基礎上，教師提供試管、溫度計、酒精燈、蒸餾水、花生、腐竹、掛面、黃豆、玉米等各種器材的圖片，組織學生分組討論設計探究方案，并搭建模擬實驗裝置。學生在自主探究的過程中，抽象與概括的科學思維能力以及批判性思維能力得到了提高和發(fā)展。

③觀察現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論。在學生匯報交流的基礎上，教師和學生課堂互動演示掛面的燃燒實驗，并展示課前錄制的另外兩種食材的燃燒實驗微視頻，學生通過觀察、比較、分析、概括等思維過程，自主歸納出蛋白質(zhì)、糖類、脂肪三種營養(yǎng)物質(zhì)的熱價的差異。

④解讀數(shù)據(jù)，發(fā)展思維能力。由于課堂上開展的只是食物熱價測定的定性實驗，于是，教師繼續(xù)呈現(xiàn)科學測定的蛋白質(zhì)、糖類、脂肪的熱價，引導學生閱讀教材中的表1，學生在解讀數(shù)據(jù)的過程中，不僅分析得出不同的食物由于所含營養(yǎng)物質(zhì)不同，以及營養(yǎng)物質(zhì)的量不同熱價不同，而且思維的靈活性和深刻性也進一步得到了提高和發(fā)展。

2.3在聯(lián)系生活體驗中培養(yǎng)科學思維

“如何改進上次提出的一日食譜”也是教材中討論活動的內(nèi)容之一。大多數(shù)教師會提供一份不合理的文字食譜（或利用學生之前設計的食譜），讓學生根據(jù)教材中“常見食物的熱價表”計算該食譜的能量值，然后參考“從事不同勞動強度的人每天所需要的能量表”進行改進并設計一份新的文字食譜。教學實踐表明，學生對文字食譜中提供的食材質(zhì)量數(shù)值缺乏一定的感性認知，活動興趣不高，課堂討論往往會變成簡單的數(shù)學計算，討論活動也就成為了教學中的“雞肋”。

“香辣雞腿堡套餐”是學生普遍喜歡并經(jīng)常食用的快餐。結(jié)合學生的真實體驗，教師事先準備好一份“香辣雞腿堡套餐”，組織學生討論該套餐所需的原材料，然后以任務單的形式組織學生計算一份漢堡套餐的總能量值（教師預先通過APP“食物庫”查找相關(guān)原料的熱價）：

最后引導評價，促進學生自覺內(nèi)化形成良好飲食習慣。真實、有意義的活動體驗，使學生很快處于一種主動、積極的情境氛圍中，驅(qū)動學生的好奇心，促進認知活動走向深入。學生不僅學會運用生物學知識去分析或評價、解釋或解決生活中的問題，發(fā)展高階思維能力，而且真切感受到生物學知識的價值，確立積極健康的生活態(tài)度，并提升社會責任。

3觀摩后的反思與建議

反思本次初中生物優(yōu)質(zhì)課的評比，筆者發(fā)現(xiàn)目前有的教師的課堂教學仍停留在“形式化”的低階層面——知識層，并未深入到“腦內(nèi)”的高階層面——思維層，具體表現(xiàn)為教學目標的形式化、自主學習方式的表面化、課堂師生對話的膚淺化等，“深度學習”沒有在課堂真正發(fā)生。針對這一現(xiàn)象，筆者有三點建議。

3.1分析教材體系，促進概念的螺旋式發(fā)展

在“人體能量供給”這節(jié)課中，“能量來自于細胞中有機物的氧化分解”這一重要概念與課標中4個一級主題下的重要概念的形成都有關(guān)聯(lián)（表3），對應七年級上冊、八年級上冊教材中相關(guān)內(nèi)容。

因此，在本節(jié)課的教學中，教師要以系統(tǒng)、整體的觀點統(tǒng)攝教材中多個章節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，引導學生深度建構(gòu)，實現(xiàn)生物學重要概念的螺旋式發(fā)展。教師不僅要引導學生將七年級上冊的光合作用和呼吸作用等相關(guān)知識進行邏輯加工，還要在八年級上冊學習動物的運動和行為以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容時，再引導學生將這一概念繼續(xù)拓展，進而構(gòu)建起生物界和自然界的物質(zhì)和能量關(guān)系、生物體的新陳代謝和生態(tài)系統(tǒng)中能量流動關(guān)系的完整概念知識體系圖。教師還要引導學生領(lǐng)悟到能量釋放發(fā)生在細胞內(nèi)，消化、呼吸、循環(huán)三大系統(tǒng)的功能也是通過細胞聯(lián)系在一起，幫助學生真正理解在七上教材中學過的“細胞是生命活動的基本單位”這一概念，而不是讓學生單純的記憶這句話。這樣的聯(lián)接整合可以使學習內(nèi)容具有“彈性化”和“框架式”特征，從而有利于學生進行有意義的知識建構(gòu)，為知識的提取與加工、遷移與應用奠定堅實可靠的基礎。

3.2重視活動的指導，發(fā)展學生的自主學習能力

“測量體溫”是教材中一個實習活動，由于教材中的指導比較籠統(tǒng)，因此，在學生開展自主測量體溫前，教師應基于學情進行規(guī)范的指導。例如，指導學生如何正確甩水銀柱，指導學生如何準確快速讀取溫度等。此外，學生等待測量結(jié)果需要5min，如何有效組織好這一“空檔時間”，也是教師在開展學生自主學習時應該考慮的細節(jié)問題。教師指導明確，引導到位，學生自主學習的效率才能得到有效保證，否則學生的科學探究能力和科學思維品質(zhì)得不到應有的發(fā)展。

帕克·帕爾默在《教學勇氣》一書中將教師在教室里的任務類比成牧羊犬的任務：學生一定要自己去喂飽自己——這被稱為主動的學習。如果他們要這么做，我一定要把他們帶到一個可以得到食物的地方：一本好的課本、一個預先計劃好的練習、一個啟發(fā)性的問題、一組紀律良好的對話。然后，當他們已經(jīng)知道在那個地方能學到什么知識時，我一定要把他們轉(zhuǎn)移到下一個牧場。我一定要把這個群體聚集在某個地方，對迷路或逃走的個人要給予特別的注意，在這個時候我還必須保護群體，使他們免受捕獵者帶來的恐懼等。這些觀點對教師如何在活動中發(fā)揮教師的主導作用，發(fā)展學生的自主學習能力，創(chuàng)造真正的學習共同體有一定的啟發(fā)。

3.3夯實專業(yè)根基，設計有效的師生對話

以師生對話為標志的對話教學逐漸成為教師課堂教學的重要形式。令人擔憂的是，有的師生對話反映出教師的專業(yè)知識儲備已經(jīng)不能很好地滿足教學需要。如在本節(jié)課的教學中，為引導學生辯證地看待“發(fā)熱”現(xiàn)象，理解維持體溫的相對穩(wěn)定是人體進行正常生命活動的基礎，當學生回答“發(fā)熱能殺死病菌”“體溫過低會凍傷”“多穿衣服可以防止凍傷”等時，有的教師竟然對課堂對話中生成的這些觀點予以認同，不能及時引導學生探究真知，獲得科學的解釋。實踐證明，沒有足夠的知識儲備，教師是無法在講臺上立足，更談不上發(fā)展學生、提升自己，只有具備了深厚的知識積淀，教師才能厚積薄發(fā)，從容應對，機智的面對課堂的生成。所以，教師應該是終身學習者，唯有終身學習，才能扎下教學的生命根須，才能不斷發(fā)展自我、發(fā)展學生。