構建深度教學，在問題引領下發展學生核心素養的課堂教學

黃思敏

【摘要】構建深度教學可以讓學生站在科學家的角度體驗發現問題、提出假設、設計實驗、得出結論的過程，并感受科學家精妙的實驗設計、學科思維，從而完成提高生物學科核心素養的目標。

【關鍵詞】高中生物教學;深度教學;光合作用的探究

構建深度教學是目前高中比較先進的一種教學方法，被廣大師生所推崇。這種方法重在以問題引導學生經過閱讀資料、觀察實驗現象、積極思考并大膽質疑，提出問題，然后解決問題，提高學生的科學思維能力，提高生物課堂的效率。高中生物教學在改革和創新上不斷前行，也取得了不錯的成果，但是在實際的高中深度學習中還存在很多問題。比如有些老師在教學過程中過于注重理論學習，而輕視探究歷程的學習，從而影響學生的生物實驗探索能力和科學思維能力。

一、教材分析

本節內容以光合作用的探究歷程為線索，展開深度教學，以學生為主，引導學生深入理解光合作用的本質，并重視還原幾個經典實驗，通過設置問題串，提問并進行探究，來培養學生觀察、分析、推理、評價以及批判性等能力。

初中的學習中學生對光合作用的知識有一定程度的理解，且通過必修一前面章節的學習，學生對實驗過程的原則和方法有了進一步的理解，但對實驗設計和實驗原則的應用環節還是比較薄弱。

這節課的設計以幾個經典實驗為線索，引領學生主動參與實驗探究，培養學生的批判性科學思維。對學生進行分組，課堂上設計一系列的學生活動，讓學生討論并設計實驗，對學生的方案教師應該給與積極的鼓勵，提升科學探究能力。

二、教學目標

（一）概述光合作用的概念，培養學生生命觀念的生物學科素養。

（二）進行實驗設計，感悟前人勇于探究的科學精神，提高科學思維和科學探究能力。

（三）學習幾個經典實驗，掌握設計實驗的科學方法，并嘗試用所學知識應用在實際生活中，解決能源危機，氣候變暖等社會問題，培養學生的社會責任感。

三、教學重點和難點

（一）教學重點

體驗光合作用探究的具體過程，行成光合作用的概念。

（二）教學難點

掌握實驗的一般原則：單一變量原則、對照原則，掌握實驗設計的科學思維并能夠合理設計實驗。

四、教學過程設計

（一）創設教學情境，激發興趣

播放人造樹葉的資料和圖片，教師講解這項研究的原理和應用。在英國皇家藝術學院研究生julian的研究中，將從植物體內提取出的葉綠體嵌入到蠶絲纖維中，得到了世界上第一片人造樹葉。這項研究有望應用到實際生活當中：用來做客廳的燈飾或者路燈，在發光的同時還可以產生氧氣;甚至用來做現代建筑的墻壁，這樣，我們在室內就可以呼吸到如森林般的新鮮空氣。現在科學家們正在研究如何利用人造葉將太陽能轉化為清潔能源，解決世界能源危機。

以最新光合作用研究領域的最新研究成果的展示方式引入新課，能夠激發學生學習興趣，認同光合作用的研究在解決全球溫室效應、能源危機等實際生活中的應用的重要性。

（二）探究歷程

播放視頻：《植物的生長》，教師提問學生：植物由小長大增加的重量來自于哪里？你認為亞里士多德的觀點是否正確，為什么？教師通過問題引領學生思考，認同實驗探究的重要性。

以時間為整節課的線索，利用課件展示光合作用的每個探究實驗，引導學生對實驗設計方法和過程提出大膽的質疑，讓學生親自體會探索經歷的種種困難，再通過一步步的解疑，培養學生的科學思維和實驗設計的一般方法的應用能力，逐步構建出光合作用的概念。

（1）探究一：海爾蒙特實驗（1642年）

展示實驗：

提問：①柳樹苗總共增重了80kg，這個增加的重量主要來自于哪里呢？②你可以從這個實驗得出什么結論？③水分是植物生長所需的唯一原料嗎？④請嘗試從植物生長的環境分析，除了土壤和水分外，還有哪些因素可能會影響植物的生長？

通過實驗進行定量分析，學生能夠更加直觀地得出植物生長所需要的營養成分主要來自于水，感受科學實驗的嚴謹性。再通過問題引導學生發散思維，思考有沒有別的因素會影響植物生長。

（2）探究二：普利斯特利實驗（1771年）

展示實驗：

提問：①請分析這兩組實驗中的自變量和 ?因變量分別是什么？②這個實驗中透明玻璃罩起到什么作用？③該實驗的結論是？④當時很多科學家也做了普利斯特利的實驗，卻失敗了，你覺得的該實驗忽略了什么因素對實驗的影響？（光照）⑤請你嘗試設置實驗證明光照是否會影響實驗結果？

（3）探究三：英格豪斯實驗（1779年）

展示實驗：

提問：

①分析實驗的自變量和 ?因變量分別是什么？

②從這個實驗可以中得出什么結論？

（4）探究四：薩克斯實驗（1864年）

展示實驗：

提問：①天竺葵暗處理幾個小時的目的是什么？②該實驗如何設置對照？該實驗如何控制自變量？如何檢測 ?因變量？③葉片為什么要用酒精隔水加入處理？ ④該實驗的結論是什么？

（5）探究五：光合作用的場所

1）小組合作活動一：以小組為單位討論并制定一個方案，證明光合作用的場所是——葉綠體

2）展示實驗：恩格爾曼的實驗（1880年）的Flash動畫

提問：①請學生用語言表示看到的實驗現象。②該實驗中好氧菌起到什么作用？③該實驗有沒有設置對照，如何設置自變量？用什么檢測因變量？④為什么該實驗要在沒有空氣的條件下進行？

（6）探究六：光合作用產生的O2中的O元素的來源

1）教師設問：在知道光合作用原料是CO2和H2O之后，那么產生的O2來自什么物質？引導學生作出合理的假設，并用同位 素標記法，利用已有的知識，自行設計實驗并預測結果，并對結果進行分析。