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目的、計劃、實際的活動。可以在教師提供的相關情景或背景下，激發學生運用內化的基本原理和知識，進行科學思維的發散，以達到學生自我的真正發展，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;知識發展

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

1 設計教學法介紹及優勢

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”之上總結得出，一般以具體的實踐活動為教學內容[1]，但不是簡單的由老師布置任務，學生去聽講被動完成，甚至學生可以發展創新，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驗，著重強調學生的親身參與，把自身的經驗和教學中獲得的直接經驗相結合，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量，使學生在有限的時間內獲得更多的知識和素養，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：制作細胞的三維結構模型

2.1.1 確定目的

在學習完《細胞的基本結構》之后，給學生布置了一個任務，讓他們自己根據現在所學習到的知識，用他們所想到的材料和方法做出細胞結構的模型，來給老師展示他們所想象中的細胞結構。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，并自發開始分起組來，互相在探討準備制作怎樣的細胞結構。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構，那么我們就一定要做一個完整的細胞結構嗎？我們可以分開來做詳細的細胞膜、細胞器和細胞核的結構嗎？”學生提出的這個觀點非常好，他們已經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，讓學生自由發揮做他們想要做的結構模型。

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。

2.1.4 評判結果

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構（紅色圈部分為糖類，與旁邊的蛋白質結合形成糖蛋白）。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構模式圖，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分，充當生物膜系統。圖5模擬的為動物細胞，其中內質網和核糖體的制作非常的巧妙，中心粒的垂直狀態也很清晰。圖6是最常規的模式圖，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構模型”是人教版生物必修一中有的內容，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造、參與、評價、改進以及互動的空間，讓他們能夠將內化的知識外顯出來，達到一種有效的反饋和調控。

2.2 案例二：滲透作用發生的條件

2.2.1 確定目的

《物質的物質輸入和輸出》這一章節的學習中，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，由水分子數多的一側向水分子數少的一側擴散，也就是說，水分子進出是順著相對濃度梯度的，這種現象稱為滲透作用，這個裝置叫做滲透裝置。

2.2.4 評判結果

學生通過自己的經驗，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的作用。這些都是由于內化知識的限制，知識結構的束縛，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，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論。

3 總結

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，主要是用來培養學生提出問題和解決實際問題的能力，激發學生的學習興趣。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，培養學生的生物專業素養。通過這樣的一種方式把大多數的時間都還給學生，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，培養他們的綜合能力和素質。

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了學生的學習動機，激發了他們的學習興趣，培養了他們的科學創新思維，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果體現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