基于設計教學法的生物科學思維的研究

摘要：設計教學法主張強調(diào)目的、計劃、實際的活動?？梢栽诮處熖峁┑南嚓P情景或背景下，激發(fā)學生運用內(nèi)化的基本原理和知識，進行科學思維的發(fā)散，以達到學生自我的真正發(fā)展，提高學生解決實際問題的能力。

關鍵詞：設計教學法;科學思維;知識發(fā)展

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

1 設計教學法介紹及優(yōu)勢

設計教學法由美國著名教育家克伯屈在其師杜威“問題教學法”之上總結(jié)得出，一般以具體的實踐活動為教學內(nèi)容[1]，但不是簡單的由老師布置任務，學生去聽講被動完成，甚至學生可以發(fā)展創(chuàng)新，通過自己有目的想法去設計相應的活動，從活動中去獲得直接經(jīng)驗，著重強調(diào)學生的親身參與，把自身的經(jīng)驗和教學中獲得的直接經(jīng)驗相結(jié)合，加以改造利用，納入自己的知識體系中[2]。從而提高課堂教學效率和教師教學質(zhì)量，使學生在有限的時間內(nèi)獲得更多的知識和素養(yǎng)，更大幅度地提高學生在各方面的能力[3]，從而讓學生在設計活動的過程中獲得良好的體驗的同時，又能使課堂的教學效果發(fā)揮到最大。

2 基于設計教學法的實行過程及案例

2.1 案例一：制作細胞的三維結(jié)構(gòu)模型

2.1.1 確定目的

在學習完《細胞的基本結(jié)構(gòu)》之后，給學生布置了一個任務，讓他們自己根據(jù)現(xiàn)在所學習到的知識，用他們所想到的材料和方法做出細胞結(jié)構(gòu)的模型，來給老師展示他們所想象中的細胞結(jié)構(gòu)。在收到這樣一個小任務之后，班上的許多同學都開始討論起來，并自發(fā)開始分起組來，互相在探討準備制作怎樣的細胞結(jié)構(gòu)。這時有同學就站起來詢問：“老師，細胞膜、細胞器、細胞核都屬于細胞結(jié)構(gòu)，那么我們就一定要做一個完整的細胞結(jié)構(gòu)嗎？我們可以分開來做詳細的細胞膜、細胞器和細胞核的結(jié)構(gòu)嗎？”學生提出的這個觀點非常好，他們已經(jīng)有想法要自己去設計活動的方案并且去實施了。這時教師要贊同并鼓勵其想法，讓學生自由發(fā)揮做他們想要做的結(jié)構(gòu)模型。

2.1.2 擬定計劃

很多學生在確定自己制作模型的方向后自發(fā)形成了很多小組，小組中的成員會指派或者自覺認領相應的任務，互相討論用怎樣的材料才能達到他們想要的效果。

2.1.3 實行計劃

教師給學生進行了暗示，并且鼓勵他們用廢舊物品進行制作，從而由生命觀念上升到社會責任層面，幫助學生建立起生物學科核心素養(yǎng)。

2.1.4 評判結(jié)果

圖1圖2是兩組學生制作的生物膜的流動鑲嵌模型的圖片。學生們普遍對于最基本的膜的支架---磷脂雙分子層有很好的理解，并且還表達了蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上的一種形式：部分或全部嵌入磷脂雙分子層中表達了出來。圖1中模擬了糖蛋白的結(jié)構(gòu)（紅色圈部分為糖類，與旁邊的蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白）。同時小組成員反饋時也提出了，如果能將蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上的三種形式都模擬出來—鑲在磷脂雙分子層表面、部分或全部嵌入磷脂雙分子層中、貫穿于整個磷脂雙分子層，模型會更加的具體。

圖3-6是四組同學制作的細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，圖3利用的是果皮和一些廢舊材料，所做模型的形狀也非常契合。圖4的模型非常的新穎，利用了常見的幾種糧食谷物，可以看出模擬的是一個低等高等植物細胞，大米為液泡，黑米為細胞核，綠豆為葉綠體，紅豆為線粒體，花生為中心體，有學生指出可以將黃豆適當區(qū)分，充當生物膜系統(tǒng)。圖5模擬的為動物細胞，其中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體的制作非常的巧妙，中心粒的垂直狀態(tài)也很清晰。圖6是最常規(guī)的模式圖，各種細胞器的模型都非常到位，可見學生的觀察和動手能力都非常強。

2.1.5 教師反饋

“嘗試制作真核細胞的三維結(jié)構(gòu)模型”是人教版生物必修一中有的內(nèi)容，并且很多學校的老師和學生也都進行了相應的制作，但是大多數(shù)學生并沒有將其作為自身一個有意義的活動去參與，利用設計教學法給予學生一個完整的創(chuàng)造、參與、評價、改進以及互動的空間，讓他們能夠?qū)?nèi)化的知識外顯出來，達到一種有效的反饋和調(diào)控。

2.2 案例二：滲透作用發(fā)生的條件

2.2.1 確定目的

《物質(zhì)的物質(zhì)輸入和輸出》這一章節(jié)的學習中，需要學生了解滲透的概念。大部分同學都有一定的理解，但是卻不能說出其發(fā)生的條件，于是我給學生準備不同種類的材料，讓學生自行設計小實驗來探究滲透作用發(fā)生的條件。

2.2.2 擬定計劃

學生通過分組分別選取了玻璃紙、塑料紙、紗布來完成分組小實驗，并且選用了不同的溶液來衡量滲透作用的結(jié)果。

2.2.3 實行計劃

由此可以得出：水分子透過半透膜，由水分子數(shù)多的一側(cè)向水分子數(shù)少的一側(cè)擴散，也就是說，水分子進出是順著相對濃度梯度的，這種現(xiàn)象稱為滲透作用，這個裝置叫做滲透裝置。

2.2.4 評判結(jié)果

學生通過自己的經(jīng)驗，設計利用不同種類的材料來模擬半透膜滲透的過程，如上圖7、8、9、10，可以明顯看出，只有圖7漏斗中的液面得到上升，說明玻璃紙相當于一層半透膜，可以使水分子從燒杯中進入漏斗，從而導致漏斗液面上升。得出滲透作用所需要的條件—濃度差和半透膜。

2.1.5 教師反饋

很多學生因為受到書本的影響，并沒有從固有思維中跳出，很多同學只采用了玻璃紙做了一組裝置，就得出了相應的結(jié)論，但其實他們并不知道什么是玻璃紙，以及玻璃紙在實驗中充當?shù)淖饔谩＿@些都是由于內(nèi)化知識的限制，知識結(jié)構(gòu)的束縛，但有些組別卻在分組之后進行探索和對比，從老師所提供的材料出發(fā)，用科學探究的一般方法，一步一步設計不同的實驗裝置，通過對比得出最后的結(jié)論。

3 總結(jié)

設計教學法是有目的和有計劃的活動，并且要在實際的情況中進行，主要是用來培養(yǎng)學生提出問題和解決實際問題的能力，激發(fā)學生的學習興趣。使學生手腦并用，學生克服呆板的“教師教，學生學”的慣用學習方式，通過師生間的思想交流，培養(yǎng)學生的生物專業(yè)素養(yǎng)。通過這樣的一種方式把大多數(shù)的時間都還給學生，教師在其中起到一個引導和評價的作用，會使學生在學到知識的基礎上打開思維，促使他們自動自愿地去獲得，去學習，同時又能綜合多種能力，培養(yǎng)他們的綜合能力和素質(zhì)。

同時，教師可以將教學目標的三種導向作用：目標的指向作用、目標的激勵作用、目標的標準作用運用其中，使學生把注意力集中到與目標有關的問題上的同時又引發(fā)了學生的學習動機，激發(fā)了他們的學習興趣，培養(yǎng)了他們的科學創(chuàng)新思維，在原有想法的基礎上，和小組成員的交流以及觀摩其他小組的作品后，又能自我形成一種評價體系，正確的看待自己的目標并進行合理的調(diào)整和完善，最終達到教師的教學目標也擁有了教學評價的反饋。

整個設計教學法的結(jié)果體現(xiàn)出了不同學生對于知識和技能的水平，但是由于實行小組討論制，雖然在一定程度上可以啟發(fā)學生，完善最后成果，但是部分學生的參與度無法準確進行評價。特別是對于比較內(nèi)向的學生，也許他們有一開始的動機和興趣，也許會被其他積極的學生“牽著鼻子走”，所以在時間和空間允許的情況下可以采取個人形式。

參考文獻

[1] 廖艷.基于設計教學法視角的《財務管理綜合模擬》課程設計研究[J].工作研究，2017，9：70-71.

[2] 宋錫全.設計教學法在微生物學中的應用[J].微生物學通報，2004，31（1）：135-137.

[3] 康莉瑩.“設計教學法”在大學通識課教學中的創(chuàng)新實踐—以 “婚戀與法律” 課為例[J].新課程研究，2017（9）：33-34.

作者簡介：徐嬌，（1993年-），女，江蘇句容，碩士研究生，常州市田家炳高級中學，213001，基礎生物教育研究