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1 教学背景分析
1.1学习内容分析
“物质跨膜运输的方式”是人教版《必修1:分子与细胞》第四章第三节的学习单元,教学内容包括两部分:“被动运输”和“主动运输”。该内容是在学生学习了细胞膜的流动镶嵌模型的基础上研究物质进出细胞膜的方式,体现了生物学中结构与功能相适应的观点。教材首先由“问题探讨”引入,使学生认识到不同物质进出细胞膜的方式是不同的。然后讲述了物质进出细胞有被动运输和主动运输两种方式,其中的被动运输又包括自由扩散和协助扩散。主动运输是三种跨膜运输方式中最重要的,所以也是本节的教学难点,教材中利用大量的事例帮助学生进行理解。
1.2学习目标
1.2.1知识目标
(1)说明物质进出细胞的方式和具体实例。
(2)比较三种方式的异同点。
1.2.2能力目标
(1)培养观察能力、自主探究及合作学习的能力。
(2)通过探究物质跨膜运输的方式,体验生物知识的获得过程,掌握分析、推理等方法。
1.2.3情感、态度与价值观目标
通过探究物质跨膜运输的方式,树立结构与功能相适应的观点,培养善于分析和推理的探究精神以及严谨的科学态度。
1.3学情分析
在初中阶段,学生已经学习了有关扩散的知识,所以比较容易理解自由扩散的概念,对于葡萄糖、钠离子、钾离子不能通过人工合成的脂双层,但能被细胞吸收,这在前面两节已有所涉及,为本节讲述协助扩散和主动运输打下了伏笔,本节内容虽然抽象,但可以与生活实际相联系,例如:做菜馅时加入一些盐,蔬菜中的水会大量浸出;对农作物施肥过多,会造成“烧苗”等,这些生活经验对学生学习本节内容也有帮助。
1.4教学重点和难点
教学重点:物质进出细胞的方式;教学难点:主动运输。
2 课堂教学设计
2.1制定教学策略
实验、观察、探究与讨论相结合,基本思路如图1所示。
整堂课要以学生活动为中心,以学生构建知识、培养探究能力为主线展开。
2.2选择教学媒体
借助多媒体动画演示,把有关渗透作用、跨膜运输的几种方式直观地展示给学生,使学生由感性认识上升到理性认识。
2.3教学过程设计
2.3.1展示问题、导入新课
为创设一个最佳的心理和认知环境,激发学生求知欲,首先呈现图2。
师:从图2中可以看出:什么样的分子能够通过脂双层?什么样的分子不能通过?
生:O2、CO2、N2、苯等小分子(苯还是脂溶性的)很容易通过合成的脂双层;水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过;氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的脂双层。
教师演示实验:往盛有清水的烧杯中滴一滴蓝墨水,清水很快变为蓝色。
分析:上述现象是扩散,而O2、CO2、N2、苯等小分子进出细胞类似于扩散,这些物质进出顺浓度梯度,不需要载体,不消耗能量,即通过自由扩散的方式进出细胞。
2.3.2确定方法、探究新知
师:观察图2,思考:葡萄糖、氨基酸、核苷酸和离子等物质不能通过无蛋白质的脂双层,但是,细胞却能吸收这些物质,对此该如何解释?
师:请同学们自主学习课本协助扩散和主动运输的相关知识。
在学生自主学习的基础上,教师组织学生模拟探究活动:葡萄糖进入细胞是协助扩散,还是主动运输。
实验仪器及材料:浓度为2mol/L的葡萄糖溶液,清水,ATP制剂,班氏试剂,运输葡萄糖的载体蛋白,含有脂双层的容器(图3)。
学生前后四人为一个小组,进行模拟探究实验。
师:选取其中的一组实验设计,展台投影并讲解、点拨。
设计实验,步骤如下:
第一步:取四个相同的含有脂双层的容器,编号甲、乙、丙、丁(图4);
第二步:在乙装置的脂双层上放置运输葡萄糖的载体蛋白;在丙装置中放置ATP制剂,在丁装置的脂双层上放置运输葡萄糖的载体蛋白及ATP制剂;
第三步:在甲装置的A1侧、乙装置的A2侧、丙装置的A3侧、丁装置的A4侧均放置等量的浓度为2mol/L的葡萄糖溶液;在对应的B1、B2、B3、B4侧放置等量的清水溶液;
第四步:一段时间后,在甲装置B1侧、乙装置B2侧、丙装置的B3侧、丁装置的B4侧各取2mL溶液并分别放置在1、2、3、4号试管中,
第五步:在1~4号试管中各加入等量的班氏试剂,观察溶液是否出现砖红色沉淀。
实验预期及结论:
(1)如果1号、3号试管中不出现砖红色沉淀,2号、4号试管中出现砖红色沉淀,那么葡萄糖分子进入细胞是协助扩散。
(2)如果1号、2号、3号试管中不出现砖红色沉淀,4号试管中出现砖红色沉淀,那么葡萄糖分子进入细胞是主动运输。
教师播放协助扩散与主动运输的Flas,并明确协助扩散和主动运输的概念及实例。
2.3.3归纳小结,练习反馈
教师归纳小结,安排同桌学生进行交流,说出这一节课学习的知识、本节课的重点以及难点。然后教师再归纳总结,这样可以让学生相互取长补短,并利于学生间相互交流以及语言表达能力的培养(表1)。
师:上述三种跨膜运输方式中,哪一种对细胞最重要?
生:主动运输,主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。
根据本节课的重点内容,利用多媒体辅助教学的优势,设计课堂练习,及时反馈,提高学生对所学知识的理解能力和迁移能力。
3 教学效果的评价与教学反思
3.1学生活动完成情况
绝大部分学生能完成主要的探究性学习,掌握探究方法,学会分析、推理得出结论,但也有一部分学生对完成探究活动感到困难,极少数学生无法完成。还有极个别学生不能参与小组合作探究活动中。
3.2遵循探究式教学的原则
高中探究性学习活动的设计要兼顾探究性学习的特点和高中学生的特点,为此要遵循以下活动设计原则:实践性原则、问题起点原则、相对自主性原则、过程性原则等,其别要注意问题起点原则和相对自主性原则,即要提出值得探究的真正问题,同时不能忽视教师的主导作用,应该切实做到课前启发、课中探究、课后深化,而不是简单提供自主探究,独立发现的机会。
关键词:探究性;课堂教学;设计案例
中图分类号:G630文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2011)06-0-01
一、探究性学习
探究性学习(inquiry learning)是一种积极的学习过程,主要指的是学生在科学课中自己探索问题的学习方式。
要研究探究性学习,首先要明确什么是探究。美国国家科学教育标准中对探究的定义是:“探究是多层面的活动,包括观察;提出问题;通过浏览书籍和其他信息资源发现什么是已经知道的结论,制定调查研究计划;根据实验证据对已有的结论作出评价;用工具收集、分析、解释数据;提出解答,解释和预测;以及交流结果。探究要求确定假设,进行批判的和逻辑的思考,并且考虑其他可以替代的解释。”
根据美国国家科学教育标准,探究既是学习的过程又是学习的目的。笔者认为,探究性学习指的是仿照科学研究的过程来学习科学内容,从而在掌握科学内容的同时体验、理解和应用科学研究方法,掌握科研能力的一种学习方式。
二、探究性学习的课堂教学设计案例
如何在数学教学中引导学生进行探究性学习?本文试图通过例子,展示探究性学习的课堂教学设计.
例题:已知ABC中,AB=AC,D为直线BC边上任一点,DE AB于E,DF AC于F。试求DE与DF满足的关系。
如何激发学生的探究欲望,让他们自己来参与数学发现呢?为此,进行以下的教学设计:
(一)创设情境,明确探究目标
在《几何画板》中用鼠标拖动相关关键点结合“计算工具" 演示:等腰三角形中,DE与DF的和始终是一个固定的值。激起学生疑问:点D、E、F的位置在不断变化,为什么它们的和却始终不变呢?这个固定的值是多少呢?与什么有关呢?如何来证明呢?
(二)动手操作,深入探究
1.引导学生正确分类。
(1)你认为点D的位置可能有几种情况?(三种:点D在B、C之间或与B、C之一重合或在BC的延长线上)。(2)等腰有几种类型?(锐角、直角、钝角)哪种情形最特殊?(等腰直角三角形)。
2.从特例入手,逐类考查。
在等腰Rt中:
(1)当点D与B、C之一重合时,DE与DF应满足什么关系?请合理猜想。(等于腰长,易验证)。(2)当D在B、C之间时,上述猜想还成立吗?你能就此种情形验证你的猜想吗?
3.从特殊向一般转化,探究普遍规律。
(1)从特殊到一般地推广,若将等腰Rt改为锐角或钝角等腰三角形,上述猜想是否仍旧成立?若不成立,是否有类似的结论?请作出合理猜想。(DE与DF之和等于腰上的高线长)。(2)如何验证(1)中的猜想?(用截短法、加长法或面积法)。(3)当点D在BC的延长线上,DE与DF将满足什么样的关系?如何证明?
三、群体参与、合作交流
1.四人一组,充分发表己见,形成小组集体意见。
2.组际交流,交流猜想结论、交流验证方法等。
3.学生概括题中DE与DF在不同情况下满足的不同关系。
说明:由浅人深的问题引起学生深入的思考,并且能促使学生“发现问题,思考,猜想,验证”等探究性活动,并教给学生探究性学习的方法。这样设计探究学习活动,更有利于学生主体性的发挥。
四、反思小结、提炼数学思想
1.在问题的解决过程中,我们是怎样入手的?为什么要这样分类?(根据点D在等腰三角形底边上的位置和三角形的形状分类;在无确定图形的几何问题中往往需分情形分类讨论)
2.在证明过程中我们主要运用了哪两种方法?哪一种更优越?(面积法较简捷)
3.本题可以概括出怎样的结论?(等腰底边上任意一点到两腰的距离之和(之差)等于腰上的高线长)
4.在解题过程中运用了哪些数学思想方法?(整体思想、分类讨论的思想、从特殊到一般的思想等。)
五、类比迁移、引申拓广
应用本题的解题方法和结论,尝试解决下列问题:
问题1:正的边长为2,AD是BC边的高,点P为AD上任意一点,求PD+PE+PF的值。
本题很容易求出PD十PE+PF的值啊是高线AD的长。
以此题为背景,引导学生猜想并验证下列结论:
1.当点P为正内任意一点时,求PD十PE十PF的值。
2.当点P为正外任意一点时,求PD、PE、PF三者满足的关系。
问题2:根据上面结论任意ABC内任意一点P,PA・BC+PB・AC+PC・AB=2SABC
在空间几何中有没有相关的论断。
分析:
1.应分成以下三种情况进行讨论。
(1)当点P在一边和另两边的反向延长线所围成的区域内时,连结AP、BP、CP,则;(2)当点P在一边的延长线上时,同法可推出PD+PE-PF=h(此时PD=0);(3)当点P在某两边延长线所夹角的内部时,同法可得PE-PD-PF=h。2.面积在空间类比为体积,三角形类比为四面体,在空间四面体ABCD中任意一点P,若h1h2 h3h4分别为到四个面S1S2S3S4的距离,结论为h1S1 +h2S2 +h3S3 +h4S4=3V四面体。
六、一点感想
一、课堂导入需要适当、有效的目标指引,才能减少随意性,增强可靠性和有效性以及教学设计的系统性
案例一 Warming Up (人教版新教材SBI Unit 1 Good Friends)
教学目标:师生相互了解,创造轻松和谐的教学氛围,促使师生和生生之间相互欣赏,为新单元Good Friends的学习打下基础。
活动设计:
1. 向学生提问十个关于他们的家庭、爱好、学习、交友等方面的问题,问题以Who 疑问句和一般疑问句为主。要求相关学生回答“Me”或“Yes, I do”,其他同学同时大声反馈说:“Oh, I see!”或“Oh, good for you!”学生开始几分钟会比较沉闷,不敢大声回答问题,可能不知道什么时候该说“Oh, I see!”还是“Oh, good for you!”但是随着活动的开展,会慢慢进入状态,将气氛推向。
2. 要求学生互相提问,教师也参与其中。学生在提问前先分四人一小组讨论要提的问题,各小组选派一名学生记录问题并准备发问。
教学反思:起始课的课堂气氛是以后所有课堂的基调,所以教师采用降低门槛的方式可以确保学生最大限度的参与,有效地调动学生思维的积极性,一定程度上也激发了同学间相互欣赏的情感态度,对他们较快地适应环境以及交到情趣相投的朋友起了一定的作用。令我印象深刻的是同学们对What kind of friends you want to make? 这个问题的回答,有个别同学的词汇量之丰富超乎我的想象,他们还用到了如“easy-going”、“willing helper”、“well-talkative” 这类复合词汇,我及时肯定了这些灵感的闪光,并提供给其他同学借鉴,同时对学生整体的词汇知识水平有了初步的了解。
在课堂导入的过程中,教师容易犯的一个通病是按照传统的教学模式,事先就准备好了拟定的答案,程式化地引导被动接受的学生,这种设计很难达成情感目标,每个学生都有自己的独特视角和体验,教师如果忽视这一点可能事倍功半。
二、语法的学习要举一反三、收放结合,记忆典型句式和学会句式之间的灵活变通
语法的学习一直被大多数学生视为英语学习的鸡肋,传统的归纳演绎法虽然能细致地勾勒出语法的各个点和面,但是那些繁琐的条目和备注让学生苦不堪言,难以消化。其实语法学习也可以在语言的妙趣中轻松进行。
案例二 名词性从句复习(SBⅢUnit 5)
教学目标:通过对表语从句、宾语从句、主语从句和同位语从句这四类名词性从句之间的转换,让学生自己发现其中的规律,能够做到活学活用。
任务设计:
1. 教师举例:The 2008 Olympic Games in Beijing was a great success.
2. 扩句练习:
The fact is that the 2008 Olympic Games in Beijing was a great success.
We all know (that) the 2008 Olympic Games in Beijing was a great success.
It’s known to all that the 2008 Olympic Games in Beijing was a great success.
We all know the fact that the 2008 Olympic Games in Beijing was a great success.
3. 理解四种从句的特征后,学生分组提供简单句(选择大家感兴趣的话题),再进行句子接龙,每四句之间不得有相同句式。
教学反思:活动过程中老师既是一个观察者也是一个记录者,要对学生在活动中的表现优劣和出现的问题了如指掌,才能有的放矢。学生举出过一个句子:Everyone wants to be rich. 对它进行扩充的训练结束后,还应该有意识地让学生在课后以这个话题为中心完整地写一段话,并且把四种从句都运用进去,这个任务是为了学生个体能够形成完整的语法体系概念。样文如下:
It is believed that everyone wants to be rich, but what is really rich is that one should be rich in spirit instead of in material. We all know that Bill Gates is one of the richest person in the world, but he donated all his wealth to those who need it. Wealth is limited, but the desire whether one wants to do something valuable can’t be measured by wealth.
1初中物理指导型探究教学流程
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1.1教学流程图
初中物理指导型探究教学模式,结合初中学生的学龄心理特点和初中物理学科特点,笔者设计了教学流程(图1),每个环节都有师生的合作与互动。
1.2模型概述
指导型探究教学模式提出的目的在于将新课程提出的探究教学与传统课堂的指导型教学的优势有机的整合,该模式在初中物理教学中比较适合一些抽象的概念和规律教学。
指导型探究教学模式在教学实践中的难度主要在于教师课堂参与度的控制.笔者认为,指导型探究教学模式教师要关注以下几个问题。
(1)该节课,或是某一个具体的知识内容,学生自主探究活动的重点在哪里?教师需要重点指导哪些方面的内容?
(2)我们教师在具体的课堂教学中,如何引导,何时介入,介入多少?对于这个问题的思考,需要我们教师对教材内容有一个准确的把握,知道哪些内容的指导是必要的,从学生的认知能力出发,思考怎样指导才算充分了,学生能够顺着我们的指导顺利完成探究,并获得丰富的情感体验。
2教学案例――“摩擦”教学
2.1创设情境,发现问题
教师:提供《市民手册》的条例,借助于多媒体重点投影第七条:“不乱扔杂物”。
设计意图:从学生的生活走向物理,为了丰富学生的认知,进一步挖掘生活资源,进一步播放录像。
[HJ1.45mm]教师播放录像:“一块西瓜皮害了一条人命.”
设计意图:录像是上面环节的延续,通过真实的情境,让学生感受到乱扔瓜果壳不但不卫生,而且还有可能造成伤害事故,而这个事故与本节课有怎样的联系呢?学生通过录像会自然地联系到一个生成性问题。
问题生成:脚踩在西瓜皮上为什么会滑倒呢?生活中还有哪些实例呢?
学生联系生活,进行交流:在结冰的路面上走路容易滑倒。
2.2学生活动,自主探究
学生通过上述环节对摩擦力有了初步的认识,为了进一步定性理解,笔者认为教师可以设置具体的活动,让学生在做中学、玩中学。
活动1:夹球比赛
以学习小组为单位,每个小组配备一盒玻璃球、一只纸杯、一双筷子,小组内部自主推荐一个心灵手巧的学生用筷子将球[JP2]从盒中夹送到杯中,教师计时,看相同的时间内,哪一组夹得多。
活动2:两人拔河
让力气最小的学生与力气最大的学生拔河,教师提供器材,一根长棒,力气大的学生握着的那一头适当抹些油,结果力气小的学生获胜。
活动3:观看录像――大力士徒手拖动大汽车。
提出问题:如果汽车没有轮子,大力士还能拖得动吗?
设计意图:通过上述几个具体的活动,高密度地呈现“摩擦”的信息,给学生提供丰富的感性认识,使其感受到摩擦现象处处存在,物理知识与生活息息相关,继而激发学生探究的[JP2]兴趣和欲望.同时,本节课的核心问题,也就很自然地抛出来了。
2.3提出问题,学生猜想
提出问题:滑动摩擦力的大小与哪些因素有关系呢?
有了前面的感性认识作为铺垫,学生的猜想很活跃,思维迅速发散,在学生猜想的基础上教师和学生一起归纳、总结,可以大致形成如下几个猜想:
猜想1:滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关;
应用型本科基本是以市场为导向,以实践能力为向导,培养社会急需的人才。这类本科生毕业后,比一般普通本科生有更强的实践能力和更高的创新能力。这样的定位,强调的是知识的应用能力及实践和创新能力,而这一切必须有更多的实践环节配套学习,才会得到更好的培养效果,因此这种教学更加强调实践教学。
传统教学在教学模式上,往往以教师为中心,采用教师演示,学生跟着做的模式。这种教学模式,往往会忽略学生的创造性和积极性,学生只是被动的跟在老师后面去学习方法和技能,很难发挥学生的积极性和主动性,其创新能力往往被扼杀[1]。
现在的应用型本科教学非常重视实践教学,在实践教学非常充裕的情况下,如何有效安排这些学时,如何组织实践教学,是许多一线实践老师要认真考虑的问题。为了培养学生的应用和创新能力,有必要对目前的教学方法进行改革创新。本文结合自己多年的实践教学经验,探讨了基于案例和任务驱动的实践教学方法。
1.案例教学法
案例教学是根据教学大纲和教学内容,在教师的指导下,引导学生通过剖析典型案例,去解决一些具体的知识问题的一种启发式教学方法。这种教学方法比传统教学方法更能够提高学生的分析问题、解决问题能力,极大提高了学生的实际能力和创新思维能力。
在这种教学方法中,以案例为教学对象,把课本的理论知识融入一个具体的案例中,通过对案例教学具体剖析并加以指导,让学生掌握理论知识并能够在具体场合进行应用。剖析讲解完成后,再对一个新的案例进行分组讨论,在老师的引导下,分解成一个个小的模块,相关学生完成各自负责的模块功能,并最终进行组合,完整一个完整的案例。
这种教学方法,非常适合程序设计类课程,比如微机原理与接口技术、单片机原理与应用、面向对象程序设计等课程。在这一类课程的教学过程中,就可以结合案例教学方法,以案例为引导、以项目为主体,在实践中穿插课程的各种知识点,并在老师的引导下,学生分组完成各个模块,并最终实现整个案例或项目的组装完成。通过这种学习方法和锻炼实践,每个学生都能够很好的参与到实践活动中来,并在实践中完成理论知识的消化吸收和创新应用[2]。
2.教学过程
2.1选取案例
教师在进行授课之前,就要搜集资料,精挑设计或挑选一个与授课内容相关的案例。而这一个案例的特点应该是学生熟悉的内容或行业,工作量不太大或者难度也不太高,否则学生会因为畏惧其困难而抗拒该内容。比如单片机原理及应用,可以选取烟雾、温湿度报警、无线发送信息等题目;如果是面向对象的程序设计一类的课程,可以选择学生成绩管理系统、学生考试系统、图书馆系统等。
题目选择好后,可以根据理论课的讲授,并同时讲解所选案例,引导学生选题,当然可以几个学生一起完成一个案例,最后把各自模块进行组合,完成一个完整的项目。选择一个好的案例,有助于调动学生的积极性和自信心,同时也会激发学生的自我挑战能力。经过几年的摸索和汇总,基本形成了一个学习资源库,可以根据学生的能力大小,选择相应的题目予以分配。
2.2分解案例,具体分析
根据教学内容和教学进度的安排,可以把案例分解成一个个的小功能模块,在模块的分解上,要注意与理论知识相结合,并在功能上保持一定的完整性。而各模块之间也应该遵循由简到难的渐进性原则,这样可以逐步引导学生的积极性和学习兴趣,从而避免了学生一遇到困难就产生的抗拒心理。比如温度检测及报警装置可以分解为:电源模块、时钟电路模块和复位模块、传感器的探测模块、A/D信号的转换模块、单片机数据处理模块、外围电路的键盘输入和数码管的显示模块及报警模块等。几个模块的知识点贯穿于整个课程体系中,并且由简单到负责,循序渐进,层层推进。例如,完成数据采集的传感器模块才能做信号转换模块,完成单片机控制模块才可以实现数码管的显示模块。
2.3布置任务
对案例的模块进行分析讲解完成后,要对学生进行分组来实现各个模块功能,引导学生按照课堂老师的讲解,并与知识点进行融合贯通,实现每个小模块,各个模块都完成后,根据老师的引导完成一个完整的程序或硬件系统。
2.4完成考核
在老师布置完各个功能模块以后,学生就要开始动手操作,以保质保量完成各个功能模块,从而实现整个系统的组装和运行。在学生的实践过程中,老师要严格巡回指导、随时查看学生的进度情况,对于偷懒的学生要予以批评指正;而对于有创新性的学生要给予一定的奖励。这一过程的实施,可以随时掌握学生的动态进展情况,发现学生完成过程中存在的问题,或者对比各种方法的优缺点,鼓励学生积极参与,以保证实践顺利进行。在课程结束时,要对学生的完成情况进行考核和打分,对于有创新性的同学可以适当提高其的打分比值,最后根据情况,上交一个完整的作品,给出一个最终的考评成绩[3]。