課堂精設(shè)計(jì) 模型增魅力

曾娟 王源

文件編號(hào)： 1003 - 7586（2015）10 - 0027 - 03

摘 要 通過問題串、模型建構(gòu)、小組合作、情景創(chuàng)設(shè)等形式，對(duì)“碳循環(huán)”一課教學(xué)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，建構(gòu)自主、主動(dòng)、交流、互進(jìn)的生態(tài)課堂，幫助學(xué)生發(fā)展自主學(xué)習(xí)的能力。并對(duì)本節(jié)課進(jìn)行教學(xué)反思。

關(guān)鍵詞 模型建構(gòu) 教學(xué)設(shè)計(jì) 合作探究

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 教材分析

“碳循環(huán)”的內(nèi)容主要包括3個(gè)部分：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的概念、碳循環(huán)及能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。第一部分內(nèi)容包括物質(zhì)循環(huán)的物質(zhì)、范圍、循環(huán)及特點(diǎn)。第二部分內(nèi)容包括碳循環(huán)的過程、特點(diǎn)及溫室效應(yīng)。第三部分內(nèi)容包括能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系。“碳循環(huán)”一課以生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、能量流動(dòng)、光合作用和細(xì)胞呼吸等為基礎(chǔ)，是選修3第四章“生態(tài)工程”的基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。江蘇省學(xué)業(yè)水平測(cè)試考試對(duì)碳循環(huán)考綱要求為C級(jí)。這部分知識(shí)與目前的低碳生活、環(huán)境污染等現(xiàn)實(shí)聯(lián)系緊密，歷來是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容，往往與生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和環(huán)境問題等知識(shí)放在一起，綜合考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo)

說明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。

2.2 能力目標(biāo)

以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。

2.3 情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)

關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。

3 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。

4 教具準(zhǔn)備

用彩色卡紙剪出8張紙片，分別標(biāo)記為生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者、三級(jí)消費(fèi)者、CO2、化石燃料，反面粘上軟磁貼（淘寶有售，可貼在磁性黑板上）。學(xué)生準(zhǔn)備類似的紙片（可用便簽，粘在白紙上），在分組活動(dòng)時(shí)用于構(gòu)建碳循環(huán)圖解。

5 教學(xué)過程

5.1 自主預(yù)習(xí)，探求未知

對(duì)于學(xué)生能在書上找到的概念，可放在自主學(xué)習(xí)部分。教師將概念中的關(guān)鍵詞，以填空題形式呈現(xiàn)，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)。預(yù)習(xí)內(nèi)容如下所示：物質(zhì)循環(huán)的概念、碳元素在無機(jī)環(huán)境中主要存在形式、碳元素在生物群落中存在形式、碳循環(huán)的特點(diǎn)（可改成填空格式）。

5.2 情景導(dǎo)入，激趣課堂

課前，教師讓學(xué)生欣賞骨笛清脆悅耳的笛聲，并提出資料：考古學(xué)家通過測(cè)定骨笛中14C的含量，推算出距今已有7 000多年。什么是14C呢？14C原本是宇宙射線與空氣中的氣體原子發(fā)生核反應(yīng)而產(chǎn)生的，它能與氧原子結(jié)合形成二氧化碳。14C最初是以二氧化碳為載體存在于大氣中。接著，教師提出問題：為什么最初存在于大氣CO2中的14C，經(jīng)過若干年后能到動(dòng)物骨骼中？教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：14C是直接進(jìn)入還是間接進(jìn)入呢？學(xué)生就會(huì)討論，先是通過光合作用進(jìn)入綠色植物，再進(jìn)入動(dòng)物。教師緊接著提出：大氣中的CO2是如何維持平衡的？進(jìn)入生物群落中的碳如何返還到無機(jī)環(huán)境？碳是如何在無機(jī)環(huán)境和生物群落之間循環(huán)的？這樣引入到碳循環(huán)模型的建構(gòu)。

5.3 合作分享，自主建構(gòu)

美國(guó)學(xué)者愛德加·戴爾提出，學(xué)習(xí)效果在30%以下的幾種傳統(tǒng)方式，都是個(gè)人學(xué)習(xí)或被動(dòng)學(xué)習(xí)；而學(xué)習(xí)效果在50%以上的，都是團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和參與式學(xué)習(xí)。教師把課堂還給學(xué)生，學(xué)會(huì)讓位，做一個(gè)睿智的導(dǎo)演，給學(xué)生以充分的時(shí)空和舞臺(tái)。在本節(jié)課上，筆者先讓學(xué)生觀看2 min碳循環(huán)的微課，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)視頻里的知識(shí)。然后用準(zhǔn)備好的紙片構(gòu)建模型，讓學(xué)生分組活動(dòng)，最后請(qǐng)一組學(xué)生到黑板上展示。對(duì)于學(xué)生分組，每組一般安排6人為宜，人數(shù)太多會(huì)稀釋組員之間的關(guān)系，引起部分學(xué)生注意力分散。每組可選好一位優(yōu)秀的組長(zhǎng)，組長(zhǎng)帶領(lǐng)組員共同進(jìn)行正向?qū)W習(xí)，避免負(fù)向?qū)W習(xí)。學(xué)生分組活動(dòng)時(shí)，一定要明確任務(wù)，否則教學(xué)很難收到實(shí)效。教師將這部分內(nèi)容以填空題形式展現(xiàn)出來，不僅為學(xué)生完成碳循環(huán)圖解構(gòu)建，搭建了平臺(tái)，又向?qū)W生明確了具體的操作任務(wù)，同時(shí)又強(qiáng)化了基礎(chǔ)知識(shí)。

活動(dòng)一：構(gòu)建碳循環(huán)模型，理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念和特點(diǎn)。

在圖1中補(bǔ)充箭頭以表示碳元素的轉(zhuǎn)移方向，并思考討論每一個(gè)箭頭代表的過程，在箭頭旁邊標(biāo)明。

筆者認(rèn)為突破碳循環(huán)應(yīng)圍繞兩個(gè)核心問題展開：

（1） 能夠利用大氣中的CO2的途徑有哪些？

（2） 大氣中的CO2來源有哪些途徑？

為了突破以上兩個(gè)核心問題，筆者準(zhǔn)備了以下問題串：

生產(chǎn)者主要通過什么生理過程，將CO2合成為有機(jī)物的？

生產(chǎn)者合成的有機(jī)物是如何被消費(fèi)者利用的？

生物群落中的碳返回大氣的途徑有哪些？

綠色植物和各級(jí)消費(fèi)者都通過什么生理過程，將有機(jī)物分解為CO2釋放到大氣中的？

分解者通過什么過程，將有機(jī)物分解為CO2釋放到大氣中？

除此之外，碳還可以通過什么途徑返還到大氣中？

碳在生物群落內(nèi)部是以什么形式傳遞的？

碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以什么的形式進(jìn)行的？

教師將以上設(shè)計(jì)的問題呈現(xiàn)在PPT上。用問題呈現(xiàn)的形式更能啟發(fā)學(xué)生思考，引領(lǐng)學(xué)生思維的發(fā)展。在導(dǎo)學(xué)案中以填空題的形式呈現(xiàn)，以便學(xué)生填寫。教師還可通過搶答的形式給小組加分，讓學(xué)生參與競(jìng)爭(zhēng)。

師生共同總結(jié)突破碳循環(huán)的方法：先看雙箭頭，“多進(jìn)一出”為大氣中CO2，“一進(jìn)多出”（其中“一進(jìn)”需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)）為生產(chǎn)者；后看“多進(jìn)一出”為分解者，剩下的為各級(jí)消費(fèi)者以及化石燃料燃燒。

模型建構(gòu)說明：先取生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、CO2這四張構(gòu)建三角形的圖解（圖2A）。然后再加上寫有化石燃料的卡紙，將圖解補(bǔ)充完整（圖2B）。還可取生產(chǎn)者、初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者、三級(jí)消費(fèi)者、分解者、CO2、化石燃料這七張卡紙構(gòu)建更完整的長(zhǎng)方形圖解（圖3）。采用軟磁貼的優(yōu)點(diǎn)是可以在黑板上隨意挪動(dòng)的，從而構(gòu)建多樣化的圖解，讓學(xué)生多見識(shí)，多體驗(yàn)，以便應(yīng)對(duì)多變的考題。無論怎樣挪動(dòng)，最后教師還要跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)碳循環(huán)進(jìn)出的2個(gè)核心問題。

本節(jié)課內(nèi)容并不難，很多教師會(huì)忽視本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，若不精心設(shè)計(jì)，就成為平鋪直敘的講課。教師創(chuàng)設(shè)有價(jià)值的課堂情境和探究的問題，才能促使學(xué)生產(chǎn)生高質(zhì)量的思考，才能讓學(xué)生動(dòng)起來，教材才能活起來，從“悶課”走向“活課”。

活動(dòng)二：說明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。

對(duì)于能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的比較，這部分內(nèi)容可讓學(xué)生先復(fù)習(xí)能量流動(dòng)，教師再引導(dǎo)討論兩道思考題，并完成表格內(nèi)容。

小組討論，思考問題并完成表格：

（1） 兩幅圖（圖4）中箭頭的最終走向，說明物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)有何區(qū)別？

（2） 兩幅圖中箭頭的共同走向，說明物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)有何聯(lián)系？

（3） 列表比較說明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系（表1）。

學(xué)完這兩部分內(nèi)容后，筆者帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)二者進(jìn)行比較，找出二者的聯(lián)系與區(qū)別。教師需強(qiáng)調(diào)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化過程的兩個(gè)方面（即一個(gè)過程的兩個(gè)方面，而不是兩個(gè)過程）；物質(zhì)可以循環(huán)，能量流動(dòng)是單方向的，不能循環(huán)；物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)都是沿著食物鏈和食物網(wǎng)這個(gè)渠道進(jìn)行的；生態(tài)系統(tǒng)的各種成分，正是通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，才能夠緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。

活動(dòng)三：如何解決“溫室效應(yīng)”？

筆者從網(wǎng)上下載了高贊民創(chuàng)造的“低碳環(huán)保領(lǐng)袖”的沙畫視頻，從中截取了一段視頻。教師先讓學(xué)生觀看這段視頻，學(xué)生自然就能講出溫室效應(yīng)產(chǎn)生原因和解決辦法。這段視頻讓學(xué)生感受到了沙畫和音樂的魅力，無論內(nèi)容還是配音，都非常適合作為本節(jié)課的結(jié)束曲。在一次市級(jí)公開課后，聽課教師一致認(rèn)為運(yùn)用這段視頻的教學(xué)效果非常好。

6 教學(xué)反思

6.1 注重平時(shí)收集素材

經(jīng)常開設(shè)公開課，無疑是年輕教師迅速成長(zhǎng)最有效途徑，教師在磨練中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中成長(zhǎng)，在自我成長(zhǎng)中受益學(xué)生。上好公開課教師要注重平時(shí)收集素材。著名作家路遙在創(chuàng)作《平凡的世界》這部作品之前，花了很長(zhǎng)時(shí)間收集了大量素材，才創(chuàng)作出了這部經(jīng)典作品。可見教師想要對(duì)上課內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，平時(shí)要做有心人。筆者在寫這篇論文的時(shí)候，偶然看到中央電視臺(tái)《是真的嗎？》這檔節(jié)目，在2015年6月15日這一期里有個(gè)非常好的問題：滴血能驗(yàn)親，是真的嗎？教師可剪接視頻用在“物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸”這節(jié)課上，效果肯定非常好。筆者建議教師可將一些設(shè)計(jì)的靈感和素材記錄下來在筆記本上，等到用的時(shí)候可信手拈來，絕不會(huì)有書到用時(shí)方恨少的感覺。

6.2 尊重并發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中主體地位

“一切真知都應(yīng)由學(xué)生自己獲得，或由他重新發(fā)現(xiàn)，至少由他重新構(gòu)建，而不是草率地傳遞給他。”這是瑞士教育心理學(xué)家皮亞杰的名言。筆者所任教的學(xué)校大力推行的“雙主互動(dòng)，小組合作”教學(xué)模式，其宗旨在于尊重并發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中主體地位，提倡頭腦風(fēng)暴式地解決問題，倡導(dǎo)給每位學(xué)生同等的機(jī)會(huì)，體現(xiàn)了集思廣益，體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作的智慧。

6.3 先做后講，暴露問題，解決問題

在課堂上，教師一定要留有充足的時(shí)間給學(xué)生訓(xùn)練題目，必須先做后講，讓學(xué)生先暴露問題（建議充分用好實(shí)物展臺(tái)，展示學(xué)生試卷），再解決問題，提高學(xué)生自我解決問題的能力。這樣做必定比邊做邊講效果好。

總之，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性一旦被激發(fā)，學(xué)習(xí)的責(zé)任才真正從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)才是一種真正有效的學(xué)習(xí)。而真正能夠滿足學(xué)生心理需求和喚起學(xué)生主體意識(shí)的課堂情境，才能激發(fā)他們的沖動(dòng)性和思維的活躍性。教師要精心設(shè)計(jì)，巧搭平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生講、思、問，讓學(xué)生都能積極地參與。“給學(xué)生一個(gè)智慧的支點(diǎn)，他們可以翹起地球。”

參考文獻(xiàn)：

[1] 艾璐.“碳循環(huán)”的魅力（上教版）[M].江蘇省2011年初中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課教案.2011.

[2] 夏祥斌.在高中生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用模型建構(gòu)化解抽象問題[J].生物學(xué)教學(xué)，2012，37（12）：19～21.