陈美玲

(广东华侨中学 广东广州 510080)

《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》指出:实验教学是促成学生达成生物学学科核心素养的重要支撑,学生学习的过程是主动参与的过程,教师应该提供更多的机会让学生亲自参与和实践,以此加深学生对生物学概念的理解,提升应用知识的能力。

在实验专题复习中,教师往往通过“讲—记—练”的方式代替学生的动手操作,缺乏对学生的科学探究意识和创造性思维的培养。而智慧课堂打破了传统的教学形式,突出“以学生为主体”,可使学生在轻松的课堂氛围中大胆表达自己的想法。教师借助智慧平台,可在课堂中及时检测学生的学习情况,并根据检测结果及时调整下一步教学安排。相较于传统教学具有“评价反馈即时化、教学决策数据化、交流互动立体化等特征”,但目前在中学生物学教学中应用仍有待普及。

教师可尝试以“植物生命活动的调节”为载体,借助科大讯飞“畅言智慧课堂”平台,进行实验专题的复习。通过精心创设探究性实验和真实情境下的问题,教师引导学生建立教材知识之间的联系,领会并运用教材相关实验的方法和技能,进而在新情境的问题解决中做到得心应手。此外,教师引导学生总结归纳出“实验设计思路类题型”的解题技巧和科学思维方法,重构生物学实验专题复习课的教学策略:以“实验—情境—问题驱动—模型构建”教学主线,帮助学生构建“获取信息—转化模型—应用模型”的能力体系。通过上述环节,以期帮助学生梳理和总结探究性实验的相关要点及实验思路题的解题策略和答题模型,进而提升学生科学探究和归纳总结的能力,发展创新思维,以此落实生物学学科核心素养的培养。

1 教学策略

本节课基于智慧课堂的教学模式,将电子白板、平板电脑与智慧课堂系统等与课堂教学深度融合,为学生展现了创新型知识呈现方式,增强了师生之间、生生之间的互动。教师借助大数据分析并监测学生的学习情况,评估教学活动质量,通过畅言智慧课堂教师的屏幕广播让学生们在自己的平板也能看到当前教师展示的各个小组的实验结果,为学生展现了创新的知识呈现方式。同时,教师采用小组互助学习模式,小组合作展开探究—小组展示实验成果—组间互评完善—师生共同评价与补充—去粗取精构建模型的方式,以此重构生物学实验专题的复习教学策略(图1),使学生在自主探究中学习知识,在讨论实践中提升能力,在归纳总结中反思深化,进而提升学生的生物学核心素养。

2 教学过程

2.1 依托教材,展开探究

课前教师为生物实验兴趣小组同学准备了富贵竹、大蒜、薄荷三种植物以及NAA、2,4-D、IBA 三种生长素类似物,由兴趣小组的同学分组设计实验“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”。教师拍摄实验过程中标志性的画面,为课堂上展示做准备。学生根据知识储备,通过小组讨论,自主设计了“探究2,4-D 促进大蒜生根的最适溶度”“探究NAA 促进富贵竹生根的最适溶度”“探究IBA 促进薄荷生根的最适溶度”三组实验。

设计意图:受到课时安排和课堂时间的限制,教师选用课余时间组织生物兴趣小组同学开展教材相关实验,引导学生重组教材内容,进而营造真实的学习情境,不仅提升学生的创新意识以及设计实验的能力,还培养了同学们严谨细致、实事求是的科学态度,更有效提升学生科学思维和科学探究的能力。

2.2 创设情境,结果分享

首先以学生实验剪影导入本节复习课,来引起学生复习本节课的兴趣。接着教师展示该小组实验操作中不够完善的实验图片,引导学生展开小组讨论、组间互评。同时根据课堂上生成性问题,再让负责该小组实验的同学分享他们是如何改进自己的实验方案来攻克上面实验遇到的困难,借此复习实验设计的四大原则以及如何控制实验变量的相关要点知识。

设计意图:本环节合理利用教材资源,以真实情境导入,有利于激发学生学习的主动性,使得班级的课堂学习氛围变得更加生动活泼。教师在训练学生应用批判性思维解决问题的过程中,使学生感悟到科学的逻辑性和严谨性,既带给学生自信,又激发学生的学习兴趣,逐步发展学生的创新思维。同时让学生领悟科学知识来自实验实践,激发学生动手操作实验的热情,促使学生在思维碰撞中提高实验分析和设计能力,进一步提升了生物学学科核心素养和关键能力。

2.3 小组讨论,分析评价

接着,教师让兴趣小组同学分享本小组在实验设计的具体过程,包括实验设计、实验结果、实验结论以及本小组进行实验时遇到的困难和收获。同时教师抓住时机加以引导,其他同学加以补充和完善,实现课堂中预设和生成的有机结合,以此加深学生对科学探究过程和实验方法步骤的理解程度,巩固并规范实验操作步骤的书写。

设计意图:教师为学生提供分享实验经验的机会,学生能够洞察同伴的实验设计漏洞,并逻辑清晰地阐述自己的想法和方案,自主完成知识的梳理和总结,最终从整体上构建实验设计的知识体系。各小组在展示和互评的过程中相互质疑、讨论、修正和完善,培养学生的科学思维能力和表达交流能力。

2.4 大浪淘金,归纳提升

当学生把注意力转移到复习焦点后,教师以“探究NAA 促进富贵竹生根的最适溶度”的实验设计为素材,让同学们尝试改写成实验思路,以此进行变式训练。学生通过简单的改编题训练,形成迁移顿悟,进而建立实验思路答题的条件反射。教师进而引导同学们归纳出实验步骤和实验思路书写的主要区别(图2),进而引出实验设计思路的题型训练。

图2 实验步骤和实验思路主要区别

设计意图:学生通过将自己设计的实验步骤,改写成实验思路,能够更好的建立知识之间的前后联系。教师引导学生从众多纷繁复杂的基础知识和规律中迅速归纳总结思维方法,虽为简单的习题巩固,但激发了学生的学习兴趣,提高了学生归纳与概括的能力,为之后的深度学习打下基础,本环节既是课堂反馈的评价,又是课堂教学的延伸。

2.5 触类旁通,构建模型

教师通过畅言智慧课堂教师Pad 中的“课堂互动—分组作答”发起检测,可展示一道与植物激素相关的实验思路设计题,以此检测学生对前面复习内容的掌握情况。小组讨论后,学生通过Pad 上传答案,教师投屏展示作答情况,组织学生围绕实验性质(验证性或探究性)、实验变量、实验对象(实验材料)和如何选择合理的对照方法开展小组讨论,提高复习的针对性和效率。接着邀请学生代表在他的Pad 上标示出该小组讨论的相关要点,教师加以引导,借助简明的关键词和关系加以连接,将深蕴的思维过程可视化。学生逐渐掌握了解答此类题型的思考角度和方向,将题干关键信息转化成如图3所示的答题模型。最后,引导学生归纳概括提炼出该道题的实验思路。

图3 实验思路答题框架

设计意图:教师借助智慧课堂及时的数据统计功能,实现了知识掌握情况的当堂反馈,根据统计结果查缺补漏,提高了教学的质量与效率。教师通过帮助学生从宏观上理清知识点之间的内在联系与层级关系,使学生答题思路条理清晰,进而引导学生从整体上构建实验设计思路的解题模型,更好地完善学生的认知结构,加深其对知识的理解,激发了学生强烈的学习欲望。

2.6 运用模型,反馈学情

为了准确检验学生的学习效果,教师可借助畅言智慧课堂教师Pad 中的“课堂互动—分组作答”功能,节选2019年高考全国Ⅰ卷第29 题实验设计思路部分进行检测。各小组借鉴上题实验思路解题的结构化模型进行重组性迁移,通过Pad 提交小组答案,教师根据学生作答情况,挑选典型案例投屏到学生的平板电脑上,组织学生进行互评。教师继续加以引导,通过问题点拨引导同学们将题干信息与实验思路、答题模型迁移关联,突出解题要素。同学们借助实验设计思路的解题模型转化成如图4所示的结构化思维框架,学生再根据条理清晰而有层次的思路框架完成本道实验设计思路题型的作答。

图4 2019年全国Ⅰ卷第29 题实验思路答题框架

设计意图:高考真题具有重要的教学导向作用,针对变量多、情境复杂的题型,结构化思维的训练尤其必要,可以帮助学生准确快速迁移并答题,将复杂的问题条理化、层次化,形成针对性强的作答主线,使答题事半功倍。学生通过运用模型,亲历知识的形成过程,培养学生迁移应用、分析问题、解决问题的能力。同时在评价中关注学生的发展需求,帮助学生改善学习方法,树立信心,逐步发展学生的科学思维,有效落实生物学核心素养。

2.7 去粗取精,技巧小结

教师及时引导学生从两道有层次的实验思路设计题中找出蕴含的共同考点和本质,提炼出“精华”,把思维方法转变成做题技巧,引导学生自主小结与归纳出实验设计思路的解题模型(图5)。

图5 实验思路规范叙写的模式图

设计意图:模型构建等实践活动有助于学生从整体上提炼做题技巧,从而有利于学生形成完整的知识链,不断提升学生对实验思路设计题型的理解深度,进而在深度学习中培养学生的高阶思维,达到提升学生关键能力的目的,最终促成学科核心素养的提升。学生自主构建的解题模型在脑海中会停留更久,可以更好地帮助学生从大量的信息中提取到有用信息,应对高考不同场景、条件等的题目时能事半功倍。

3 教学反思

本节复习课以真实情境下的实验探究活动出发,借助教材实验作为有效的“载体”,让学生亲自进行实验,领悟科学知识源自实验实践,以小组合作学习来解决实验设计过程中遇到的问题,不仅培养了学生动手实践和实验探究的能力,同时学生在思维碰撞中提高了实验分析和设计能力,进一步提高了学生科学探究的意志品质。在科学思维培养方面,整堂课采用问题驱动式教学,以问题为主线,教师通过搭建互助学习平台,引导学生表达自己的想法和评价他人的作答成果,以培养学生合作交流和运用所学知识解决问题的能力,进而促进高阶思维的发展。借助科大讯飞“畅言智慧课堂”信息化教学平台,使得学生的实验设计结果和作答情况能够及时的共享和展示,为培养学生的逻辑思维和团队合作能力提供条件,提高了教学的质量与效率,很好展现了教学与信息技术的深度融合。通过模型构建等实践活动,助力学生快速准确迁移并答题,培养其结构化解题的思维。但是,由于受时间和空间的限制,仅让部分实验兴趣小组的学生进行了实验,在今后的实验探究中,应力求让更多的学生参与进来,以培养学生的动手操作能力。且由于本节课容量相对较大,学生交流活动较多,本课例在实施过程中,为了保持情境的连续性,进行了内容的取舍,设计的高考真题巩固环节略显匆忙,以后可依据学生情况酌情调整。