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一、課前對新授課的教學內容進行合理整合
為了能在有限的45分鐘課堂教學中,幫助學生有效地學習生物知識,教師在進入課堂前要先研究教材,吃透教材的精神,認真研究新課標和普通高中新課程生物學科教學要求,明確各部分內容在教學中的地位、作用,以及預期要達到的教學目標,最后根據學生的實際情況對教材做出一些適度、合理的個性化處理。
1.對生物發現史等教學內容進行列表處理
在新課標的指導下,新教材重視生物事實的發現過程,注重培養學生的科學素養。因此,讓學生領略生物科學的發現過程是生物教學中十分重要的一個內容。根據課文的敘述,教師應首先在課前列出表格,幫助學生理清科學史的發展過程。 例如:在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”的實驗中,教師可根據材料、試劑、條件、現象、結論,列出表格,對課文內容和需要掌握的知識點進行整合,指導學生自主學習。這種表格處理方法能明顯地體現出知識點之間的區別和聯系,使學生看了一目了然,有效提高課堂教學效率。
2.對教材的重難點,有選擇地使用課件
在必修模塊中,有一些重難點較微觀、較抽象,在課前教師應選擇好課堂教學的課件和Flas,使抽象和微觀變為形象和直觀,幫助學生理解,有利于攻克教學的重難點,突出教學重點,擴大視野,加速達成教學目標,提高課堂教學的有效性。例如:在必修三模塊中,有許多與生物的生命活動調節有關的知識點就是重難點,如興奮在神經纖維上的傳導、興奮在神經元與神經元之間的傳導、免疫調節,還有植物生長素的運輸等,這些知識點是重難點又較微觀,難以用實物展示,這時極需課件輔助教學。在課件的演示下,學生對一系列過程印象更為深刻,對知識點的理解加深,對提高教學有效性十分必要。
二、注重學習興趣的培養
有了興趣就會有主動學習的積極性,進而發展成為最有效的學習動力。因此,在教學過程中要精心設計生物實驗,在實驗目的、操作程序、實驗現象、結果分析等環節上多下工夫,激發學生對生物學的興趣。我認為主要從以下兩方面可以激發學生學習興趣。①教師在教學過程中,如果能經常啟發學生從認識生物現象去獲得生物知識,或用生物知識去解釋生物現象,使學生感到所學知識與生活聯系密切,能夠解決許多日常生活問題。例如,在學習檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質時,以檢測某人尿液中的糖含量來判斷他是否有可能患糖尿病來激發學習欲望,會有很好的效果。②遷移是以先前的知識學習為前提,對先前學習的知識掌握得越牢固就越有利于遷移。因為只有加強基礎知識和基本技能的訓練,才能為以后的發展打下堅實的基礎。因此,在教學中必須注意培養學生獨立分析和概括問題的能力,才能使學生易于覺察事物之間的關系,掌握新舊課題的共同點。
三、小組合作探究與有深度的思考并行
把課堂還給學生,學生才能真正參與學習,使課堂充滿生命氣息。在提高課堂效率的背景下,高一生物課提出“倡導探究性學習”。在教學實踐中,最常用的手段就是建立學習小組。小組合作學習是以學習小組為單位的教學組織形式,其目的是通過指導小組成員展開合作,發揮群體的積極功能,提高個體的學習動力和能力,達到提高學習效率的目的。小組合作學習改變了以老師為中心,學生被動接受的傳統單向教學模式,使學生的主動性、創造性得以充分的發揮,在優勢互補中使不同層次的學生都能得到相應的發展。就某一個課堂教學內容,首先讓學生自主自學,自我認知,自我總結;然后小組合作交流,最后在全班進行匯報小組結果,老師做出點評。在小組合作探究后,還要有揭示出教學內容本質的問題的提出。不僅讓學生知道是什么,還要知道為什么。
四、恰當比喻使知識簡單化,增強課堂教學實效
在教學過程中,我們會有這樣的困惑:對于生物學中一些抽象的理論和概念,如果在課堂中嘗試了比喻教學,使抽象的知識趣味化、簡單化,又可以活躍課堂氣氛,使學生的學習狀態達到最佳。例如,在學習ATP這節內容時,學生知道多糖、葡萄糖和ATP中都含有能量,但能直接用于生命活動的只是ATP。對于這三者之間的能量關系學生很糊涂,使用時容易混淆,如何使它們簡單化呢?我用了這樣的比喻:把多糖比做支票,葡萄糖比做百元大鈔,ATP比做一元小鈔。提問學生:如果我現在手上拿有一張兩千元的支票,他想買一斤西紅柿,他該怎么做?學生就會回答說:先把支票拿到銀行兌現出兩千元現金,然后再換出一元小鈔就可以了。對于學生的回答我給予肯定,通過這樣的比喻學生馬上就明白細胞中的“百元大鈔”相當于儲存能量的有機物大分子,ATP分子就是那個可以在細胞內流通的“小票”,即能量的通貨――直接能源物質。這樣的教學可加深學生的理解和記憶。
遵照高中素質教育的基本原則:育人第一,升學第二。全面落實高中生物課程的基本理念:(1)提高生物科學素養(2)面向全體學生(3)倡導探究性學習(4)注重與生活實踐的聯系。
二、任務和目標
本學期教研室下達的任務是授完生物必修1—《遺傳與進化》。我們的計劃是在圓滿完成任務的同時,還要實現一下目標:1、首先努力培養學生學習生物學的興趣,使學生從興趣出發,主動參與課堂,自主學習。2、培養學生良好的學習方法和學習習慣,好的學習方法是成功的前提,好的學習習慣決定學生的一生。要教給學生了解生物學特點,并掌握學習生物學的特有方法,“授之以漁”。3、全面提高學生的生物學素養,使學生扎實地掌握生物學基礎知識,為培養學生的能力打下堅實的基礎。4、注重培養學生的能力。提倡探究性學習,將探究式教學與講授式教學有機結合起來,提高課堂效率,培養學生的探究能力。努力開全實驗,培養學生的動手能力和實驗能力。注重生物學知識與生活、生產實際的聯系,培養學生遷移和運用知識的能力。5、注重核心概念的教學。核心概念對學生概括和運用知識起到很重要的作用,必須加強核心概念的教學。
三、教情、學情分析
本學期我校高一生物教師得到充實,由兩位生物教師擔任生物的教學任務,可以說壓力很大。為了保證教學的質量,我們生物備課組將加強集體備課,未經集體備課的課不上。我們平時要加強對課標、教材的研究,確保準確把握教材,少走彎路。
我校現在有學生530人左右,男女比例接近1:1,有10個教學班,其中文化班8個,藝體班2個,每人5個班,經過一學期的學習,學生有一定的進步,但總體來說,學生基礎較弱,學習習慣不好,智力水平還可以,學生的自治能力較弱,學習方法欠缺。
四、完成目標任務的具體措施
1、加強集體備課:每周有一次大集體備課:確定下周的教學進度、教學內容、教學方法、習題(考慮學生的實際,讓不同層次的學生做不同的試題)、作業情況;協調各班的進度;反饋上周各班學習情況、完成作業的情況;安排下周的觀摩課,評課的時間、地點。
2、改進方法、提高學生學習的積極性:每班找出2名生物成績優秀的學生進行自我總結,然后進行總結,介紹給學生,讓其選擇適合自己的方法;教師要挖掘教材中和學生生活密切聯系的地方,提高學生的興趣;教師要提高自己的教學藝術(提高語言的表達能力、語言的感染力)。
3、加強學生生物實驗的能力:課上時間進行基礎知識的學習以及操作事項的說明,課下讓學生自主完成實驗(教師提前準備好實驗材料,學生在周六、周日去實驗室做實驗)。
4、自我發展:本學期除了完成上級主管部門、學校的學習任務之外,我要通過報刊、網絡學習專業知識,提高自己的能力。另外積極參加各類教科研,積極撰寫教學論文、認真進行教學反思,提高自己的教研能力。
5、開展生物興趣小組活動:旨在提高學生學習生物的興趣,提高學生的能力。原則在學生自動報名的基礎上開展活動。活動每2周開展一次,時間利用課外時間(晚上7:30—8:30),開展的內容包括:學習方法指導、重點難點突破、典型習題點評、講座等等。
五、教學計劃 周次
時間
第一課時
第二課時
1
2.10-2.15
2
2.16-2.22
第二章第一節(1)
第二章第一節(2)
3
2.23-3.1
第二章第一節(3)
第二章第一節(1)
4
3.2-3.8
第一章第一節(2)
第一章第二節(1)
5
3.9-3.15
第一章第二節(2)
自主檢測
6
3.16-3.22
第二章第二節
第二章第三節(1)
7
3.23-3.29
第二章第三節(2)
第三章第一節
8
3.30-4.5
第三章第二節
習題講評
9
4.6-4.12
第三章第三節
第三章第四節
10
4.13-4.19
第四章 第一節(1)
第四章 第一節(2)
11
4.20-4.26
第四章 第二節
自主檢測
12
4.27-5.3
自主檢測講評
勞動節放假
13
5.4-5.10
第五章第一節
第五章第二節
14
5.11-5.17
第五章第三節
第六章第一節(1)
15
5.18-5.24
第六章第一節(2)
自主檢測
16
5.25-5.31
自主檢測講評
第七章第一節
17
6.1-6.7
在當前新課改的背景之下,如何在教學中減負增效已成為當務之急。目前筆者所任教的學校在生物課堂強化主體參與,實施有效教學,推行主體參與課堂教學模式。主體參與課堂教學模式是一個理念的引領、方法的引領,千萬不能教條式地運用。該模式的基本過程是:自主學習――課前檢測――/1、組合作――師生交流――總結提升――當堂檢測――布置作業。以下就這幾個過程在高中生物課堂減負增效的具體做法作一些探究。
1 自主學習
1.1 確定自主學習內容
自主學習內容的確定主要是依據課程標準、江蘇省教學要求、江蘇省考試說明和教材,在教師集體備課的基礎上,確定的能夠通過學生自學解決的基礎性內容。以人教版必修一第一章和第二章第一節為例(高一年級第一周教學內容見表1),設計如下。
1.2 實施自主學習
第一:問題準備,教師給學生提供系列化基礎性。的、簡單易懂的問題,引領、幫助學生去預習、自學。
第二:布置任務,教師在課前布置給學生,供學生在課前完成。
第三:督促完成,教師利用課前檢測督促檢查學生完成情況。
第四:問題解決,因為自主學習的問題都是一些最基礎的簡單的問題,如果學生有自主不能解決的問題,檢測后教師要給學生組內互相解決的時間,不過時間不要太久。
1.3 自主學習的作用
對于這些基礎性的簡單的問題,傳統教學直接由教師來“講”,學生主動權和自主權沒有得到重視,而主體參與課堂教學模式對于一些基礎性的、學生自己看書就能掌握的內容,明確要求由學生自行解決,不需教師去講。對于這個過程,教師的主要任務是預設問題、關注生成問題、督促學生自覺完成學習任務。
2 課前檢測
主體參與課堂教學中有兩次檢測,第一次檢測是課前檢測;第二次是課堂檢測,是在課首5 min內的進行的一次檢測。
以人教版必修一第二章第一節“細胞中的元素和化合物”為例的課前檢測示例。
細胞中常見的化學元素有______種,其中大量元素主要有______等,微量元素主要有______等。
課前檢測目的有兩點:一是檢測學生目主學習的效果;--是了解學生基礎知識的掌握情況,這也是了解學生知識背景的重要手段。
3 小組合作
3.1 分組的原因
分組學習既能讓所有學生都參與,又能啟發學生發現問題,還能發現學生生成的問題,并進而解決所有的問題。正處青春期的學生,上課最容易分神、走神,如果用分組形式來學習,通過學生近距離的交互式影響,就能解決這些問題。
3.2 實施小組合作學習的方法
(1)科學分組:將班級學生按成績、表現、個性特征等進行分類,然后將他們均衡分配到各組,盡可能地減少組別間的差異,以保證各組都能完成學習任務。(2)預設問題:這里的問題不同于自主學習的問題,是通過小組合作努力才能完成的問題,對問題的系統性、批判性、深刻性、思維性的要求更高。(3)是問題發現與指導。教師要及時幫助學生,解決小組學習中的個性問題,對發現的共性問題記錄在案,在下一步“師生互動”的過程中解決。
4 師生互動
4.1 內容的確定
此內容還是以問題形式為主,往往以例題、變式題和習題的形式出現,這些問題的學科思想性要求更高,是目標任務的整體體現,是知識、能力與方法的融合。
4.2 實施方法
首先,教師進一步解決小組學習過程中的疑難問題;其次進一步解決小組學習過程中生成的問題;再次,例題講解與變式訓練。第一步是例題講解;第二步是教師變式,學生做,學生講;第三步是學生變式,相互做,互相講。智力水平較低的學生要求會做題,中等水平的要求會變題,水平高的要求會講題和出題;同時,針對教師認為有必要提出來研討的問題,由教師適當穿插其中解決。
5 總結提升
總結提升是在教師引導下,師生共同對本節課的知識內容、過程方法以及能力進行的總結,并提升到學科思想、學科方法和學科理念的高度,幫助學生形成系統的知識體系、科學的知識技能、巧妙的方法和正確的情感態度與價值觀。以必修一第五章第一節“酶的作用和本質”為例,我校學生多來自主城區,大多數具備與“酶”有關的生活體驗,經過初中學習,他們具備了“影響化學反應速率的因素”、“催化劑”、“新陳代謝”等基礎知識。本節知識是生命活動的物質基礎、結構基礎與細胞代謝之間的重要承接,是學生理解細胞代謝概念的開始,是進一步了解酶的特性的基礎,是日后學習光合作用、細胞呼吸等重要代謝過程的前提,是理解“影響光合作用的環境因素”、“內環境穩態的意義”等難點的關鍵突破點,也是展開選修一生物技術實踐“酶的研究與應用”的鋪墊。通過總結提升,學生培養了質疑、求實、創新、合作和勇于實踐的科學精神和態度,認同科學是在不斷的探索和爭論中前進的。
6 課堂檢測
當堂檢測是主體參與課堂教學中的第二次檢測。以必修一第二章第一節“細胞中的元素和化合物”為例:
關于細胞和無機自然界中元素的情況,下列敘述錯誤的是( )
A 細胞中有的元素,無機自然界中一定有
B 無機自然界中有的元素,細胞中一定有
C 組成細胞的化學元素,在生物體內和在無機自然界中含量相差很大
D C、H、N i種元素在地殼中含量不足1%
其檢測的目的有兩點:第一,通過檢測,適度傳遞課堂上的學習壓力,讓學生重視課堂上的每一分鐘的學習,從而提高課堂教學效率;第二,通過檢測,測量本節課課堂教學質量,以供教師參考。
7 主體參與課堂教學模式的特點
主體參與課堂教學模式有以下特點:
(1)照顧到所有的學生,讓所有的學生都參與,班級學生間的差異得到重視,學生個體得到尊重,所有的學生都有發展機會:發展空間。
(2)關注到所有問題,不管是預設的問題,還是學生自己生成的問題,都能被關注,都有解決的途徑。
(3)適用所有的課型,因為此模式是一個動態的模式,不同的學科、不同的課型都有不同的模式,模式是一個“范式”而不是“定式”。
(4)第四,構建的是和諧的課堂環境。教和學在課堂教學中交互表現,根據教學內容的實際需要,選擇“教”,選擇“學”。這種模式下的教師和學生之間的關系是民主平等的關系,構建一個和諧的課堂環境。
主體參與課堂教學最大限度地調動了學生主動參與、積極參與,激發學習興趣,啟發問題生成,培養創新精神,有利于人格培養。
8 主體參與課堂教學模式實施基本要求
8.1 落實三大理念――問題意識、參與意識和體驗意識
落實三大理念就是重視三種教學法的運用,即問題教學法、參與教學法和體驗教學法。
8.2 重視三大核心環節――課堂檢測、小組合作和師生研討
檢測是測量、發現和提效的重要手段;小組合作學習是保證所有學生都有機會參與的重要途徑;師生互動是進一步強化合作學習,釋疑解難,保證教師的主體地位的發揮環節。
8.3 關注兩個重要過程――自主學習和總結提升
自主學習效果好壞直接影響到本節課的整體質量;總結提升有利于幫助學生建構學科思想和方法。
8.4 一個落腳點――教學案
教學案是主體參與課堂教學內容的文本載體。教學案基本內容包括:①自主學習內容(根據市教研室下發的課時數、教學計劃、要求確定);②小組學習內容(啟發性的探究式問題、也可是試題等);③師生互動學習內容(I教師講授內容確定,視教學內容實際要求可安排在課首;Ⅱ新的啟發性問題;Ⅲ試題等);④總結提升(體現學科思想和方法);⑤作業布置。
有了教學案,教和學才有落腳點。對教師來說,從某種角度上講是規范其教學行為,規范教學過程,減少課堂教學中的隨意性;對學生來說,課堂學習有了重要依據,明確方向,明白過程,清晰思路。
學生學會了自主學習,能自己解決的問題就自己解決,要相信自己;學會了合作學習,只有通過合作學習,學習才更深刻、更有效;學會了與他人分享,體驗學習樂趣和學習成就感。
關鍵詞:生物作業 課堂教學 有效性
湖南省教育規劃課題《提高中學課堂教學有效性的實踐與研究》研究成果 課題批準號XJK08CJJ042
【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2012)02-0086-01
課堂教學是教師教學工作的主要陣地,課堂教學效率直接影響教學質量的高低。作業的布置和批解是課堂教學的重要組成部分,也是課堂教學的延伸,作業設計對提高課堂教學效率是至關重要的。
然而,在現階段,多數生物教師在給學生布置作業時比較主觀和隨意,在生物作業布置時單調、枯燥,空洞乏味,量多質濫。生物作業不是機械填空,就是死記硬背課本知識。作業與學生生活實際缺乏形式的多變性、訓練的趣味性。布置作業的目標不明確,沒有針對性,勞而無功。
近一兩年來,我不斷反思自己的課堂教學,對占據學生學習活動近1/3時間量的作業活動關注較多。除了作業抓落實外,試圖從更深層次的作業活動的設計上著手,來提高生物課堂教學的實效性。
一、注重作業形式的多樣
(一)多種作業的重新組合
將課后作業、練習冊上的作業以及其他資料上的作業進行改編、重新組合后,成為一道新的練習,讓學生在最少的時間內,鞏固所學知識,掌握生物技能。作業設計不再是機械重復的題海戰術,而是與課堂教學有機的緊密結合。這樣,使學生的作業少了一些無效或低效成份,不僅減輕了學生的作業負擔,還給學生節約了許多寶貴的學習時間,對學生的進步影響很大。
(二)分層設計作業
分析理解教材的編排特點,分析學生對知識的掌握情況,根據課程內容分層設計作業,讓不同水平的學生都能在完成作業的過程中獲得成功的體驗。實踐證明,效果極佳。
二、設計探究性作業
在教師的指導下,讓學生從自然、社會和學生自身生活中選擇、確定探究專題,利用網絡等資源多方面搜集有關資料,并用研究的眼光來分析調查所得到的資料,從而進一步認識我們周圍的世界,設計出解決生活中的實際問題的建議方案。
1.以實驗為主的探究性作業
這類作業是以學生的實驗為主,通過學生有目的、有步驟的實驗,讓學生理解科學探究活動的一般過程,學習科學探究的一般方法和技能。
如:在學習高一生物“染色體的變異”內容時,學生了解到多倍體產生的原因之一就是溫度的驟變,而且學生通過探究實驗知道低溫能使植物染色體數目加倍。于是有的學生就“高溫是否也會誘導多倍體的形成”展開了討論,并圍繞以下四個問題進行探究性實驗:
(1)實驗的假設:高溫能誘導植物多倍體的產生(高溫不能誘導植物多倍體的產生)。
(2)選材及材料的處理:是否繼續選用洋蔥作為實驗材料,選材部位是否還是取根尖分生區,選擇多高的溫度及處理的時間為最好等。討論的結果還是決定選用洋蔥的根尖分生區的細胞,處理的溫度設置一定的梯度,但最高溫度不超過40—50℃。
(3)實驗過程設計:如何設置對照的問題。最后決定設計幾組不同溫度的對照實驗,進行觀察及實驗數據的統計。
(4)預測實驗結果并討論分析。
在周末時間學生分組實驗。最后,每小組選派代表反饋該組的實驗結果,交流實驗過程中存在的問題和改進的方案,并且總結實驗結果。
2.以調查為目的的探究性作業
這類作業是以學生調查為主的探究性學習活動。學生在學習過程中對生物某內容或相關問題產生濃厚興趣,教師可以從中選擇有代表性的作為作業,引導學生去進行探索和研究,并寫出相關的研究報告。
如:學生在學習了遺傳病以后,對人類的遺傳病非常感興趣,就可以讓學生調查周圍人群中的遺傳病。每人去調查自己周圍熟悉5—8家庭中的遺傳病的情況。調查前小組分好工,每組要選擇好自己周圍發病率較高的遺傳病(如白化病、高度近視等)進行統計,并能夠寫出其遺傳方式。然后全班匯總,統計出每一種病的發病率和該病的遺傳方式。并及時計算、分析調查結果和原因,寫出調查報告或小論文。
學生通過親自實踐,從而了解了遺傳病對家庭的影響,對社會造成的負擔,對其價值觀、情感態度是一個很好的教育,也讓學生更深刻地理解到遺傳病的遺傳特點,鞏固了知識。同時使學生掌握了探究性調查活動的基本方法。
3.以習題閱讀為主的探究性作業
這類作業是探究性作業的又一形式。它是把與科學探究活動有關的問題通過習題閱讀的形式表現出來,把提出問題、作出假設、設計實驗方案、實驗結果與預期結論的推導等各個環節編寫成習題,讓學生去閱讀、去思考,從而得出答案等一般性過程。
如:自然界發光現象非常普遍,生物通過細胞的生化反應而發光。請你設計實驗探究螢火蟲的發光強度與ATP濃度關系。
實驗材料:螢火蟲的熒光器曬干后的粉末、ATP粉末、蒸餾水、相同的小燒杯、試管若干、標簽紙若干以及實驗所需的其他材料。
實驗原理:螢火蟲的熒光器中部分酶利用ATP發光。
實驗步驟:____________________
實驗現象預測:____________________
實驗結論:____________________
三、設計開放性話題作業
1.結合課本知識,放開教學,選擇貼近學生生活的素材和話題,圍繞學生的生活經驗創設語境和情境,引出一個個話題,使學生想說,使學生有話說,以喚起學生的學習需求,充分放手激發學生學習的主動性和創造性。
2.組織辯論大賽。如愛滋病的傳播方式,吸毒、吸煙、酗酒有哪些危害等。通過這項活動,學生提高了語言表達能力,擴大了知識面,演講者的口語、膽量、個性興趣也都得到了鍛煉和發展。
這類作業給了學生很大的自主空間和活動機會,能有效地喚醒學生沉睡的潛能,釋放他們被禁錮的情緒,使學生得到自由、健康、充分和全面的發展。
作業的布置有選擇,作業的設計有針對性,改變作業的形式,優化作業設計,充分發揮教師的聰明才智,充分調動學生學習的積極性和主動性,激發學生學習生物的興趣,從而減輕學生課業負擔,最終達到提高課堂教學實效的目的。
參考資料
[1]蔡敏《當代學生課業評價》 上海教育出版社,2006
通過調研,我們發現:整體上,大多數學生思維活躍,追求新穎,敢于質疑,勇于探索,對于生物科學探究的一般過程和步驟了然于胸;但在深層次的思考和規范性的操作等方面與課程標準對科學探究能力的要求還有較大的差距,特別是應用所學知識解決新情境中實驗問題的能力明顯不足,表現在不少學生不能對實驗現象進行分析、不能對實驗結果作出合理的預期等。從2009、2010年福建省高考理綜試卷第26―Ⅰ學生在答題中暴露出的問題表明:我省中學生物學科的實驗教學仍然較薄弱,學生探究性學習的能力有待進一步加強。
2009年理綜高考福建卷26―Ⅰ試題如下:
26―Ⅰ.根據要求回答下列問題:
右圖表示的是測定保濕桶內溫度變化實驗裝置。某研究小組以該裝置探究酵母菌在不同條件下呼吸作用的情況。材料用具:保溫桶(500mL)、溫度計、活性干酵母、質量濃度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蠟油。
實驗假設:酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無氧條件下呼吸作用放出熱量更多。
(1)取A、B兩裝置設計實驗如下,請補充下表中內容:
(2)B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ,這是控制實驗的變量。
(3)要測定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量,還需要增加一個裝置C。請寫出裝置C的實驗步驟:
(4)實驗預期:在適宜條件下實驗,30分鐘后記錄實驗結果,若裝置A、B、C溫度大小關系是: (用“”表示),則假設成立。
2010年理綜高考福建卷26―Ⅰ試題如下:
26―Ⅰ.回答下列問題題:
Ⅰ.東海原甲藻(簡稱甲藻)是我國東海引發赤潮的藻種之一,研究甲藻光合作用的生理特征可為認識赤潮發生機理提供重要信息。
(一)某研究小組探究pH對甲藻光合作用的影響,設計了以下實驗:
將生長旺盛的甲藻等量分成5組培養,各組甲藻pH分別設定為6.0、7.0、8.0、9.0、10.0,在黑暗中放置12h,然后在適宜光照等條件下培養,隨即多次測定各組氧氣釋放量并計算凈光合速率。將實驗結果繪制成下圖。
(1)本實驗除了通過測定氧氣釋放量,還可以通過測定吸收量來計算凈光合速率。
(2)黑暗放置過程中,藻液pH會有所變化,因此在測定氧氣釋放量前,需多次將各組pH分別調到,這是控制實驗的變量。
(3)若甲藻長時間處于pH10.0條件下,甲藻能否正常生長繁殖? 請據圖分析并說明原因:。
(二)研究小組進一步探究了溫度對甲藻光合作用的影響。根據實驗結果得出:甲藻生長繁殖的最適宜溫度為15℃~30℃;當溫度為9℃和33℃時,甲藻不能正常生長繁殖。請根據這些信息在右圖中畫出凈光合速率隨溫度變化的示意曲線。
一、試題分析
(26―Ⅰ)此題以酵母菌在不同條件下的呼吸作用情況為知識背景,要求考生根據題目設定的假設,完善實驗設計、步驟,并對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理,考查對照實驗、實驗變量的確定和實驗原則等方面的內容。分析表中相關內容,考慮到實驗要遵循對照性原則、科學性原則和單一變量原則等,因此①處應填:不加入石蠟油,②處應填:加入10g活性干酵母。B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧氣,這樣來控制實驗的自變量。要測定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量,還需要增加一個裝置C,因此應設計成空白對照,即:③加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液,④不加入活性干酵母。因為有氧條件下比無氧條件下呼吸作用放出熱量多,因此,裝置A、B、C溫度大小關系是A>B>C。
本題主要考查學生的實驗探究能力,對呼吸作用相關知識的要求并不高,但要求具備一定的探究實驗能力。
(2010.26―Ⅰ)此題以光合作用、呼吸作用和赤潮為知識背景,重點考查學生“具備驗證簡單生物學事實的能力,并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理”的科學探究能力。
凈光合速率的觀察指標有氧氣釋放量、二氧化碳吸收量、淀粉的產生量。由題意可知本題是為了探究pH對甲藻光合作用的影響,所以pH值是自變量,且開始時pH分別設定為6.0、7.0、8.0、9.0、10.0,但是黑暗放置過程中,藻液pH會有所變化,作為實驗的自變量要保持穩定,才能說明不同實驗組所出現的實驗結果不同是由自變量不同引起的。所以,在測定氧氣釋放量前,需多次將各組pH分別調到原設定pH值。從圖中可以看出在pH=10.0條件下,凈光合速率為負值,所以甲藻不能正常生長。
根據實驗結果得出:甲藻生長繁殖的適宜溫度為15℃-30℃,在這個溫度范圍內凈光合速率必須大于零;最適溫度為25℃左右,所以在25℃曲線達到最高點;當溫度為9℃和33℃時,甲藻不能正常生長繁殖,在9℃和33℃時,凈光合速率必須小于或等于零。
二、學生的答題失誤及原因分析
(2009.26―Ⅰ)第(1)小題:考查考生設置對照實驗的技能。考生的答題情況較好,但是依然有不少考生對于對照的原理與方法沒有真正理解,僅停留于對表面形式的記憶,因而無法在實際情景中準確分析、作答。例如,認為“加入10克活性干酵母”的對照是“加入10克活性濕酵母”;“加入石蠟油,鋪滿液面”的對照是“加入石蠟油,不鋪滿液面”,或者“加入清水,鋪滿液面”。
第(2)小題:根據實驗的假設――“酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無氧條件下呼吸作用放出熱量更多”,實驗應圍繞“探究比較有氧或無氧條件下的呼吸作用放出的熱量的多少”展開設計,試驗中控制氧氣就是控制自變量。因此,煮沸的主要目的是“去除氧氣”,但是,不少考生不能根據題干給出的實驗假設進行分析,認為“葡萄糖溶液煮沸的主要目的”是“滅菌”,或“減少呼吸”、“減少誤差”等。
第(3)小題:考查考生設置對照實驗的技能。增加一個裝置C的目的是要測定裝置B因呼吸作用引起的溫度變化量,因此,裝置C應該是裝置B的空白對照。一些考生沒有注意到裝置C的目的,對對照實驗的方法原理不理解,回答“加入240ml煮沸后冷卻的蒸餾水”。
第(4)小題:比較有氧呼吸(裝置A)、無氧呼吸(裝置B)以及空白對照(裝置C)狀態下保溫瓶中溫度的變化。由于考生對對照的原理與方法沒有真正理解,設置的對照實驗有誤,致使此處不能準確判斷三者的溫度變化大小關系。
(2010.26―Ⅰ)第(1)小題:考查光合速率即因變量的表示方法,準確的答案應該是“二氧化碳吸收量”或“淀粉的產生量”。此題考生的答題情況較好,但還有少數學生答“無光照時CO2的吸收量”、“CO2釋放量”等,前者是思維錯誤,后者可能是筆誤的原因造成的。
第(2)小題:考查自變量的控制。對于第一問,學生普遍能讀懂題意,但表述能力欠佳,錯答為“不同pH梯度的范圍內”、“原始pH”、“初始pH”、“實驗所需的pH”、“比預定偏高一點”,沒有體現出“分組設定后的pH值”的意思。第二問正確的答案應該是“自”變量,但不少考生錯答為“因變量”、“單一變量”、“無關變量”,顯現出學生對實驗中“自變量”、“因變量”、“無關變量”等相關概念間的關系還十分模糊。
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第(3)小題:考查學生對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理的能力。第一問“能否正常生長繁殖?”考生普遍能做出正確判斷,但第二問分析原因時,很多考生沒有依據題干提供的信息進行分析作答,或是對呼吸作用與光合作用的實質不清楚,把課本的知識機械套用,體現出考生“攝取有效信息的能力”、“分析綜合能力”及“表達能力”的不足。
下面是幾種典型的錯誤:
①“光合速率小于呼吸速率,呼吸作用產生的酒精、乳酸會導致腐爛,影響正常生長繁殖。”(沒有依據題干提供的信息進行分析作答,而是把課本的知識機械套用。)
②“pH=10.0條件下,凈光合作用速率小于呼吸作用速率。”(不能理解題干提供的“凈光合速率=真正光合速率-呼吸速率”這一生物學原理,胡亂作答。)
③“呼吸速率大于光合速率,甲藻產生的O2不夠自己呼吸用。”(對呼吸作用與光合作用的實質不清楚。)
④“不能進行光合作用,無法獲得營養物質。”(敘述不準確。)
⑤“影響酶活性。”(沒有分析為什么不能正常生長繁殖。)
第(4)小題:考查“赤潮”產生的原因,試題按道理來說不難,但卻成為本卷難度最大的題目,說明考生對于全球性的環境問題“赤潮”這種海洋有害生態現象的發生機理不清楚。考生回答的答案五花八門,最常見的錯誤回答是與是海水的“CO2濃度”有關,此外,還有“營養”“污染”“含氧量”“鹽濃度”“O2釋放量”“無機鹽”“營養豐富度”等答案。
第(二)題:要求考生根據題干提供的信息在右圖中畫出凈光合速率隨溫度變化的示意曲線,考查考生“對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理”的能力及攝取有效信息的能力,得分率不高,常見的錯誤表現為對適宜溫度、最適溫度、不能正常生長繁殖的溫度所對應坐標軸的關鍵點把握不準。
三、反思
兩道實驗探究試題涉及的知識背景學生并不陌生,都是學科主干知識,其中2009年的第26―Ⅰ是以必修模塊1《分子與細胞》中“探究酵母菌的呼吸方式”為素材經改造而成的。在平時教學中,如果考生有做過“探究酵母菌的呼吸”的實驗,解答本題就會顯得得心應手了。但我們看到的卻是考生生搬硬套的“對照”和受思維定勢控制的解題思路,體現出考生生物實驗探究能力的缺失與不足。2010年的第26―Ⅰ也是以考生熟悉的光合作用和呼吸作用的知識為背景命制的,但學生“對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理”能力明顯不足,表述缺乏科學性和規范性。可是,考前我們的老師可花了大量時間和精力在實驗復習上的呀!我們將實驗分為“學生實驗”、“經典實驗”、“課外實驗設計”等專題,進行歸類復習并且分題型進行強化訓練;我們還向學生傳授了不少解實驗試題的技巧和方法,如:對照實驗一定要遵循單因子變量原則和等量原則,只能有一個變量不同,其他都要相同等,并提供了實驗設計的“三步曲”……在理科綜合模擬測試中我們也是每次都要考實驗題。可以說我們把該講的都講了,把可能考的實驗題型都做遍了,可我們的學生為什么就不開竅,遷移能力怎么那么差,試題的情景稍微改變一下而已,他們就“手忙腳亂”,不知道如何作答了呢?問題到底出在哪?問題的根源在于:第一,我們用講實驗、做習題代替學生實驗,致使學生缺乏感性認識,難于獲得實驗技能和經驗,對于對照的原理與方法沒有真正理解,停留于對表面形式的記憶,遇到新情景時沒有可借鑒的經驗,自然無法在實際情景中準確作答;第二,將探究實驗變成驗證實驗來做,弱化了學生探究意識和探究能力的培養;第三,實驗課上學生“來去匆匆”;有的學生到了實驗室還不知要干什么,下課鈴響了,不少學生還沒完成實驗,實驗后的分析、總結與反思就不了了之;這樣的實驗教學,其效果可想而知;第四,老師習慣用自己的思維過程代替學生的思維過程,致使學生獨力思考意識淡薄,依賴性逐漸增強,分析綜合能力日漸不足。
四、教學建議
關鍵詞:主干知識;體系;策略;意義
一、主干知識體系構建策略
在構建主干知識體系過程中,要以《新課程標準》、《高考大綱》、《考試說明》為依據,以學生年齡特征、認知水平和認識發展規律為條件,以培養學生終身學習能力為目標。
1.精選教材知識,建立知識間的聯系
在選擇教材內容時,可打破章節限制,但要遵循既能減輕學生學習負擔,又能達成學習目標的原則。精選內容后,選擇按知識間的先后關系、因果關系、從屬關系、并列關系、交叉關系、主次關系進行重組,也可按自然和人文方面進行歸類整理,從而建立知識間的有機聯系,最后以知識串、知識樹、思維導圖甚至知識網絡的方式呈現。
以植被為例,植被是組成自然環境的要素之一,屬于地理主干知識,與其它自然要素、人類活動有著密切的聯系。在精選教材知識時,筆者先整理有關植被的一些基本知識;其次是重組其上位知識(影響植被狀況的自然和人為因素);最后重組其下位知識(植被對自然環境和人類活動的影響)
首先,整理植被的基本知識(概念、類型、衡量指標、易混概念等)。植被是指覆蓋在地表并能適應當地地理環境的植物群落的泛稱。可分為自然植被(天然森林、草原)和人工植被(各種作物、茶園、花圃)。衡量植被疏密指標是植被覆蓋率。易混概念是自然帶,自然帶是由相應的氣候、植被和土壤共同形成的,植被是它的主要 標志。
其次,重組其上位知識,即探究影響植被狀況(種類、生長、分布等)的自然和人為原因。
氣候是最重要的影響因素。熱量決定了植物的種類、生長速度、生長量,熱量條件的不同使得自然植被呈現出由赤道到兩極的地域分異。光照影響著喜光、喜陰植物的生長,喜光植物向陽一側生長好。同一緯度地帶,由于水分條件不同,自然植被呈現出從沿海向內陸的地域分異規律。同一地點,降水多的年份樹木生長好,年輪寬。受盛行風的影響,樹枝向背風一側生長。
地形影響自然植被的垂直地域分異和非地帶性分布。從山麓到山頂,水熱狀況隨著海撥升高而發生變化,植被出現了垂直地域分異,類似于由赤道到兩極的地域分異。水分條件相近情況下,緯度越低、山體越高、坡度越緩、相對高度越大,植被種類也越多,垂直分異越明顯。受坡向的影響,同一植被在向陽坡分布的海拔要高于背陽坡,但由于向陽坡氣溫較高,蒸發較強,土壤水分條件較差,植被的生長狀況有可能不如背陽坡。受地形的阻擋,山脈兩側植被截然不同,這體現非地帶性分布。此外,土壤也會影響植被的生長,在土壤貧瘠、欠發育的地方,植被稀少。
人類活動影響植被的覆蓋率。人類保護植被、恢復植被,提高了植被覆蓋率,從而改善生態環境。相反,人類過度的經濟活動破壞植被,植被減少,使得植被的生態功能減弱甚至喪失,導致自然災害頻發、生態環境 惡化。
最后,重組下位知識,即綜合分析植被對自然環境以及人類活動的影響。分不同區域,從靜態或動態上綜合分析植被的作用。
在干旱、半干旱地區,由于植被減少,使得調節氣候的功能減弱,氣候變得更加干旱(大陸性增強,氣溫日較差、年較差增大,降水變少,極端天氣多現),風化、風力作用增強,地表多沙質堆積物,土壤變得貧瘠甚至欠發育。地表因缺乏植被保護,防風固沙能力減弱,風蝕沙化現象嚴重,沙塵暴多發,加劇土地沙漠化,生態環境惡化,威脅人類生存與發展。
在濕潤、半濕潤的山區,若植被茂密,則涵養水源、保持水土能力強,河流含沙量小,泥沙來源少,河口三角洲面積小甚至難以形成。從動態上分析,若植被減少,則涵養水源、保持水土能力減弱,地表水下滲減少,地表徑流增大,引起河流水位暴漲暴落,容易引發洪水災害;地表徑流增大,流水侵蝕、搬運能力增強,引起水土流失,使得河流含沙量增大,一旦流速減慢,泥沙容易堆積,抬高河床,造成水位上漲,排水不暢,洪澇災害多發;河流含沙量增大,在洪水期時,入湖泥沙增多,湖泊面積減小,蓄洪調水能力減弱,水旱災害多發;含沙量增大,河道泥沙淤積,影響航運;含沙量增大,使得水質變差。但含沙量增大也會帶來好處:為下游帶來肥沃的土壤;泥沙來源增多,下游沿岸平原以及河口三角洲面積增大;河口漁業資源增加。根據同樣的原理,我們也可分析提高植被覆蓋率帶來的影響。
在城市,由于綠地面積減少,加劇城市“熱島效應”;由于綠地面積減少,造成下滲減少,地表徑流增多,容易引發城市內澇;由于綠地面積減少,導致環境質量下降,影響人類生產和生活活動,危害人體健康。
植被影響著人類的經濟活動。林區可發展林業、木材加工業;草場發展畜牧業、草業經濟、乳產品加工業;植被差的地區,限制或禁止人類的生產活動,建立自然保護區。
2.選好時機
首先要求教師必須具備較為系統的教育教學理論,扎實的專業知識,深厚的教學功底。同時還必須認真研讀《新課程標準》《高考大綱》和《高考說明》。對于條件還不夠成熟的教師,建議先構建較為簡單的知識體系,不斷積累、補充和完善。
教師要根據學生的身心發展規律、認知水平,科學地選擇時機。過早會加重學習負擔,太遲可能難以在高中階段讓學生養成學習能力。一般情況下,筆者會在高一年的章末復習或學期總復習時,有意識地進行簡單的知識體系構建,到了高二文、理分科后,隨著學生年齡的增長、學習動機的增強,認知能力的提高,而且必修3的教材也適合進行知識體系的構建,此時,筆者會十分重視,不斷教給學生構建方法,提早為一輪、二輪復習做準備。二輪復習極其重要,有些教師只重視完成一輪復習,二輪復習有的是對知識的重溫,有的是以練代講,這都是極其錯誤的做法。
3.分清主次地位
新課程理念要求教師要以人為本,充分發揮學生的主體作用。學生作為學習主體,通過自身的學習活動,習得知識,獲得能力,學會終身學習地理的方法。在構建知識體系過程中,筆者先是示范,教給學生構建方法,然后鼓勵學生自己構建。通過學生自身努力、同伴互助、師生互動,他們都能達成學習目標。
二、構建主干知識體系的意義
1.有助于提高學習效率。知識體系讓零散的知識形成有機的整體,利于學生的記憶與理解。知識體系呈現出清晰的知識脈絡,能反映出宏觀與微觀、整體性與差異性的關系,有利于學生找準方向調取知識來分析、解決問題,從而獲得成功的喜悅,增強自信心,激發學習興趣,提高學習效率。
2.有利于培養學生的綜合分析能力。自然要素間互相影響、互相透滲、互相制約形成了自然環境的整體性特征。通過構建知識體系,學生能夠從多方面、多角度分析問題,提高綜合分析能力。
3.有利于培養學生的邏輯思維能力。知識間存在著因果關系,如在上文提到的:在濕潤、半濕潤的山區,若植被減少,能引起其它要素先后發生變化,它們之間就存在明顯的因果關系。通過重組知識,能培養學生嚴謹的邏輯思維能力。
4.有助于培養學生逆向思維能力。當學生有了邏輯思維能力后,他們也能很快地形成逆向思維能力。從上文中知道,植被茂密(或減少),河口三角洲面積小(或增大)。相反,當知道河口三角洲面積狀況時,學生就會去分析流域內植被狀況。