指向生物學學科核心素養(yǎng)的“學講方式”教學實踐

梁微

“光合作用的過程”是高中生物學課程必修模塊“分子與細胞”中的重要內(nèi)容。本節(jié)知識點較多，既有探究實驗，也有演示實驗，是落實生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四大核心素養(yǎng)的優(yōu)秀載體。以“學科核心素養(yǎng)”為導向，以“學講方式”為切入點，進行指向生物學學科核心素養(yǎng)的教學設計是讓生物學學科核心素養(yǎng)落地生根的實踐探索。

1教學設計依據(jù)及策略

本節(jié)教學設計以培養(yǎng)生物學學科核心素養(yǎng)為導向，以“學講方式”為路徑，通過研究課標、鉆研教材、了解學情，制定科學合理的教學目標和教學思路。

1.1教材分析

本節(jié)課選自生物《必修1·分子與細胞》第四章第二節(jié)。在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中，對這一內(nèi)容的學業(yè)質(zhì)量水平要求是至少達到水平2，即“能運用結構與功能觀，物質(zhì)與能量觀等觀念，舉例說明光合作用和呼吸作用中的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換”。換言之，學生需要了解植物細胞的葉綠體從太陽中獲得能量，并將其轉(zhuǎn)化為細胞可利用的化學能儲存到有機分子中，能夠動手完成如“綠葉在陽光下制造有機物”等相關實驗。

本節(jié)課安排在細胞的分子組成、細胞的基本結構、酶、ATP和葉綠體色素、光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程后。選擇性必修模塊提到生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能能量流動和物質(zhì)循環(huán)都離不開生產(chǎn)者的光合作用，它是生物界最基本的代謝過程。學習光合作用能夠幫助學生更深刻地理解酶和ATP在新陳代謝中的作用、葉綠體的功能以及呼吸作用中有機物的能量來源等。

通過對本章節(jié)內(nèi)容的探索和學習，學生能夠具備觀察生命現(xiàn)象和對相關關系進行解釋的能力，并能深入地認識光合作用過程中的物質(zhì)基礎和物質(zhì)結構，熟練運用科學原理分析、推理、判斷和說明有關問題，從而鍛煉科學思維和科學探究能力。學生理解光合作用中物質(zhì)的變化、能量的轉(zhuǎn)換，形成結構與功能、物質(zhì)與能量相統(tǒng)一的生命觀和科學的世界觀，并承擔起利用生命活動規(guī)律，解決實際問題的社會責任。當今社會面臨的糧食、環(huán)境、資源等問題也與光合作用有著密切聯(lián)系。教師引導學生學習用理論知識解決提高糧食產(chǎn)量、保護環(huán)境等實際問題，有利于學生樹立結構和功能相統(tǒng)一、局部與整體相統(tǒng)一的辯證唯物主義觀點和理論聯(lián)系實際的思維。

1.2學情分析

學生已經(jīng)學習了酶、細胞呼吸和ATP等內(nèi)容，并對光反應與碳反應、物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)變有了初步的掌握，而且在生活實踐中也對光合作用有所了解。但是，學生并沒有真正領會光反應與碳反應之間的關系。此外，學生對模塊內(nèi)知識的認識是非連貫的、割裂的，對這些知識所涵蓋和折射的生物學思想也缺乏深層次的思考。

高中生有較強的求知欲望，思維活躍，具有一定的自學能力，同時也具備了一定的觀察和認知能力，思考分析的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對事物的探索好奇又往往缺乏目的性，并對探索科學的過程與方法及結論的形成缺乏理性的思考。這些都導致學生不能在細胞代謝與生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)之間建立實質(zhì)性的聯(lián)系，更無法從生態(tài)學的高度領悟光合作用的實質(zhì)和依據(jù)。

1.3教學重難點

光反應和暗反應的過程，二者之間的聯(lián)系以及光合作用中的物質(zhì)和能量變化。

1.4設計教學策略

在教學過程中，教師要盡量創(chuàng)設學生活動的機會，采用“學講方式”的課堂設計，即自主先學、合作探究、小組展示、質(zhì)疑拓展、課堂檢測等方式讓學生成為學習活動的主體。本節(jié)課主要通過播放視頻演示光合作用全過程與學生自主學習、合作探究相結合的方式，引導學生自主歸納整理光合作用過程的知識板塊，培養(yǎng)學生自學和主動探索新知識的技能、技巧;并針對學生年齡特點，鼓勵他們多提問題，分析問題，解決問題，得出結論。通過自主學習、啟發(fā)和探究、學生展示等多種教學方式相結合進行教學設計。

1.5教學目標

①能夠認識到光合作用概念的形成源于對科學事實的歸納概括和演繹推理，能提出與光合作用相關的生物學問題，在科學探究中發(fā)展科學思維。

②能夠說明葉綠體的結構如何與其功能相適應以及光合作用的物質(zhì)與能量之間的轉(zhuǎn)換，形成結構與功能觀、物質(zhì)與能量觀。

③能夠闡述光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應用及原理，充分意識到生物科學的價值，培養(yǎng)社會責任。

2教學過程與組織

2.1新課導入

師生共同回顧“光合作用的探究歷程”。教師演示葉綠體的3D結構，要求學生仔細觀察并思考：①葉綠體的結構組成是什么？②葉綠體的成分是什么？

設計意圖：教師承上啟下，引發(fā)學生思考，激發(fā)學生的學習興趣，明確本節(jié)課的探究內(nèi)容——光合作用的過程。教師利用葉綠體的結構，帶領學生進入微觀世界，檢驗學生的已學知識。

2.2新課探究

2.2.1自主學習光合作用的概念

教師先請學生提煉出光合作用概念中的關鍵詞，然后請學生寫出光合作用的總反應式。學生依據(jù)關鍵詞：書寫光合作用總反應式，一名學生到黑板板演，教師集中訂正，其他同學組內(nèi)互評。

設計意圖：教師培養(yǎng)學生獲取信息、分析、歸納的能力，增強學生自主學習的意識。

2.2.2小組合作探究光合作用的過程和實質(zhì)

學生觀看光反應和暗反應的動畫演示，探究光合作用的兩個階段，加強對光反應與暗反應概念的理解。在學生觀察完光合作用的3D動畫演示后，教師提出問題：①光合作用分為哪兩個階段？②光反應與暗反應的劃分依據(jù)是什么？

教師利用問題突破學生容易忽視和混淆的幾個知識點。例如，光反應發(fā)生的必要條件是什么？暗反應是只能在黑暗中進行的反應嗎？

2.2.2.1合作探究任務一：光合作用的過程

教師逐步演示光反應的動畫過程，引導學生從反應的場所、條件、過程（重點是物質(zhì)變化、能量變化）去觀察總結。

學生通過小組合作探究得出結論。學生代表結合動畫演示，邊演示、邊歸納：水分子被分解為O：和[H]，ADP和Pi合成ATP（物質(zhì)變化）;在此階段，光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學能（能量變化）。其他小組給予補充，師生共同點評。

教師接著分步演示暗反應的動畫過程，引導學生從反應的場所、過程（重點是物質(zhì)變化、能量變化）去觀察總結。

學生通過小組討論，得出結論，學生代表總結發(fā)言：暗反應中，CO2被固定為C3，再被還原為糖類，并重新生成C5 ATP被利用，水解為ADP和H;[H]被利用，生成糖類等有機物;活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖谟袡C物中的穩(wěn)定的化學能。其他小組給予補充，師生共同點評。教師在點評過程中提示學生容易忽視的幾個要點，如暗反應整個過程需酶，C5可以重新形成等。

設計意圖：學生觀察光合作用過程的動態(tài)變化，將微觀、抽象的過程形象化，并通過小組合作討論，培養(yǎng)分析、歸納以及科學探究的能力，鍛煉科學思維。

2.2.2.2合作探究任務二：建模說明光反應與暗反應的關系

教師出示合作探究的主題：建立模型說明光反應和暗反應之間的區(qū)別與聯(lián)系。學生通過小組合作建模并展示設計的成果。學生作品大致分為：①表格形式，列表比較光反應和暗反應的區(qū)別與聯(lián)系;②圖解形式，結合葉綠體結構進行畫圖，即圖解的形式簡明扼要地介紹光合作用的兩個重要過程，即光反應和暗反應;③思維導圖形式，將光反應包括水的光解和ATP的形成、暗反應包括C02的固定和C。的還原及產(chǎn)生的場所具體呈現(xiàn)。

教師在學生展示講解作品的過程中，對一些好作品給予表揚，對于一些不足作品的給予鼓勵，并由其他學生補充修正。

設計意圖：學生展示自己的小組成果，通過各自對光合作用過程的理解回答問題，相互修正和補充，逐步加深對光合作用過程的的認識。在此討論交流環(huán)節(jié)，教師要注意及時給予學生肯定和表揚，激發(fā)學生討論的熱情，鼓勵學生科學探究的精神。

2.3學生質(zhì)疑拓展

通過前面模型的建立，學生對光合作用的兩個階段有了更深的理解。接著，教師請學生歸納光合作用的圖解。學生根據(jù)光合作用過程圖解，嘗試解決問題：光照停止，CO2供應不變時，其葉綠體內(nèi)的ATP和[H]、C3化合物、C5化合物的含量瞬間如何變化？若光照不變，停止CO2供應，則結果如何？

設計意圖：學生小組合作分析解答，激發(fā)動手、動腦、綜合應用能力，充分發(fā)揮學生的主體地位，激發(fā)深度學習，提高探究能力。

2.4課堂檢測，升華教學

學生完成導學案的課堂練習，教師巡視學生做題情況，并對結果進行評價。教師利用由課堂檢測第5題題干“綠水青山就是金山銀山”，提出問題，引發(fā)學生思考：光合作用的實質(zhì)和意義是什么？

教師聯(lián)系學生生活實際，播放環(huán)保宣傳片——心靈的震撼、愛護森林，請學生分享課前收集的關于當今世界面臨的糧食、化石能源、環(huán)境污染、生物多樣性受到破壞等資料。學生小組內(nèi)相互交流。

教師圍繞光合作用的生態(tài)意義，引發(fā)學生的思考和討論，使學生切實體會到“光合作用是生物界最基本的能量和物質(zhì)代謝”和與生產(chǎn)、環(huán)境的聯(lián)系。珍愛大自然的關鍵在于保護綠色環(huán)境，其實質(zhì)是發(fā)揮自然界光合作用的最大潛能，為人類的生存和發(fā)展提供最根本的條件。

設計意圖：通過對綠色植物光合作用的意義和實質(zhì)的理解，學生增強了保護生態(tài)環(huán)境的意識，培養(yǎng)了社會責任意識。

3教學反思

“學講方式”主張把課堂交給學生，教師的職責是更多地引導學生思考探究并從中獲得新知。本節(jié)設計就是以學生為本，在學法上，改變了傳統(tǒng)灌輸知識的教學模式，以學生的自主學習和小組討論代替教師的“教”，學生學會自主和合作交流，勇于展示。教師在課堂中起到“引導、助學、鼓勵、評價”等作用。

整個教學過程實現(xiàn)了如下轉(zhuǎn)變：①教師從講授者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鷮W者;②學生從被動的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膮⑴c者;③媒體從演示工具轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生的認知工具;④教學模式從教師講授式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生自主與合作探究的結合;⑤教師的教學行為轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生的學習行為。

本節(jié)課學生課堂活躍，師生互動較好，改變了傳統(tǒng)灌輸知識的教學模式。學生通過自主先學、合作探究、小組展示等活動，激發(fā)了學習熱情，培養(yǎng)了科學的思維方式，發(fā)展了生物學學科核心素養(yǎng)。