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基于任务驱动的教学设计

2023-07-19彭菲菲

中学生物学 2023年4期
关键词:细胞器科学思维任务驱动

彭菲菲

摘要 采用“任务驱动”教学法,在初识细胞器、再认细胞器、拼装细胞器、归纳细胞器四个任务驱动下,帮助学生理解细胞器结构和功能的统一性,实现科学思维的发展。

关键词科学思维 细胞器 任务驱动 教学设计

中图分类号 G633.91              文献标志码 B

建构主义认为,学生的学习活动要与学习任务相结合,让学生进行探究性学习,提高学生的操作能力与创新能力。以任务驱动为主的生物教学模式是指教师根据学生的学习状态,在课堂上进行任务设计,以各种各样的任务链来引导学生进行学习。任务驱动教学模式使学生的学习活动有了明确的方向性,学生通过积极完成学习任务掌握教学内容,可以提高思维能力与创新能力。

1 教材分析

“细胞器之间的分工”是人教版高中生物学教材《必修1·分子与细胞》第三章第二节的内容,是学生认识细胞整体结构的重要组成部分。该部分内容既是前面学习过的蛋白质合成的延续,也是后面学习“细胞器之间的协调整合”的基础,同时为之后学习细胞的生物膜系统、植物细胞的渗透作用、光合和呼吸作用、动植物细胞的有丝分裂奠定基础。所以本节课的教学重点是几种细胞器的结构和功能。由于细胞器微观、抽象且种类多,离学生的生活经验较远,因此本节课的难点在于对细胞器结构图形的辨别、细胞器之间的比较与归类。

本节课通过初识细胞器、再认细胞器、拼装细胞器、归纳细胞器四个任务驱动学生积极主动学习,培养学生独立思考的能力,帮助学生理解各种细胞器的结构和功能的统一性,提升学生的科学思维。

2 教学目标

(1)通过一系列的探究任务,理解各种细胞器的结构和功能及细胞器之间的分工合作。

(2)通过制作细胞结构模型,锻炼学生的逻辑思维能力,培养学生的观察思考、类比迁移、动手实践、合作交流和演讲等能力。

3 教学过程

3.1类比联系,激发思维

以学生非常熟悉的学校为例,教师提问:学校里修这么多建筑是为什么呢?操场为什么不和食堂修在一起?学生回答:有自己的功能,操场是运动的地方,食堂是吃饭的地方,在不同的地方要做不同的事。教师引导:无论是操场,食堂还是教室,都在进行一些和学习相关的重要活动。细胞中是否也存在类似的“建筑”?它们是各自有什么功能呢?相互之间有没有什么联系?激发学生的兴趣,由此导入细胞器的内容。

设计意图:联系学生的实际生活,将学生熟悉的学校与学生不熟悉的细胞器类比,能帮助学生找到存在于原有知识结构中的同化点,使学生在整体上对细胞器有一个初步的了解,成功激发学生的兴趣。

3.2任务驱动,活跃思维

3.2.1初识细胞器

教师提前给每组学生发放关于某细胞器的探究情境卡片,并在黑板上事先张贴各种细胞器名称、结构和功能的磁铁。教师首先引导学生阅读教材相关内容,通过自主学习和小组合作探究,认识各种细胞器的结构和功能,完成各组的探究任务卡。任务卡示例:(1)它是细胞生命工厂提供能量的“动力站”,对细胞生命活动来讲,它的活动一刻也不能中断,否则所有的车间会因没有能量而終止,细胞进入瘫痪状态;(2)你给一个高级厨师足够新鲜的空气、阳光和水,请厨师用这些东西为你制造糖、淀粉和粮食,他认为你是在开玩笑,但植物叶片有一种细胞器完全能做到,因为它有个特殊工厂,使植物养育着地球上的人类和动物。

学生通过小组交流合作,派代表上台分享本组的任务,完成如下问题:(1)任务卡中描述的细胞器是什么?(2)观察黑板上的细胞器磁贴,请找出代表此细胞器的磁贴并粘贴;(3)该细胞器有什么功能?其他小组进行纠错和补充,形成对几种细胞器的初步认识。

设计意图:以一系列丰富的情境材料激发学生的探究欲望,活跃学生的思维,培养学生自主学习能力及识图能力。通过小组间的纠错和补充过程,学生的思维相互碰撞,提升对细胞器知识的理解和感悟。

3.2.2再认细胞器

教师提问:通过任务一的活动,我们对细胞器结构和功能有了初步了解,它们分别存在于什么细胞中呢?你能认出动植物细胞中的各种细胞器吗?教师通过展示标识存在错误的高等植物细胞和动物细胞结构模式图,引导学生提出质疑,找出图中的错误,并进行相互交流,改正完善。

在该任务中发现学生容易混淆结构相似或功能相近的线粒体和叶绿体、内质网和高尔基体等细胞器,因此教师可以展示叶绿体和线粒体的模型,引导学生说出它们结构和功能上的差异。例如,有小组联系曾在实验中接触过的水绵,对叶绿体晶莹的绿色之美加以诠释,指出叶绿体内膜是光滑的,内部有类囊体薄膜堆叠形成的基粒,叶绿体是“养料制造车间”和“能量转换站”;也有小组以常见的胶囊来形容线粒体,同时说出了线粒体与胶囊在内部结构上的差异,即线粒体内膜褶皱成嵴,并将线粒体定义为“能量工厂”。此时,教师进行阶段小结,针对两个细胞器内膜与外膜在面积上的差异提问原因,最后揭示生物在结构与功能上相适应。

接着,教师出示两个关于细胞器的谜语:(1)中间凹,两头翘,有时还会吐泡泡;(2)几乎遍布在细胞质海洋中的每一个角落,它们有两种类型,它们和核糖体及高尔基体关系密切,它们叫“网”却不捕鱼。

学生在猜出谜底后,教师展示高尔基体、粗面内质网和滑面内质网结构图,并提出问题:你怎么分辨这两种细胞器?有小组提出:高尔基体呈扁平囊泡状结构,内质网是网状管道结构,有核糖体附着的是粗面内质网,没有核糖体附着的是滑面内质网。并有小组补充:观察细胞结构图发现,粗面内质网一般紧靠着细胞核,高尔基体则相对更靠近细胞膜。接着,教师提出:联系核糖体、内质网和高尔基体这三种细胞器的功能,这种位置排列,有何巧妙之处?并根据学生的回答,揭示细胞内分工明确、相互协作的高效之美。

设计意图:在任务一的活动中,学生已经初步了解几种细胞器的结构和功能,但容易混淆结构相似或功能相近的细胞器,通过任务二,鼓励学生对细胞结构图提出质疑,有意识地培养学生思维的独立性与批判性。此外,让学生自己去观察、理解叶绿体和线粒体的模型,并用形象的比喻让学生自己去发现高尔基体和内质网结构的区别,促进学生思维的提升。

3.2.3归纳细胞器

通过前面的学习,学生进一步认识了细胞器,但还没有形成完整的知识体系,教师可以引导学生利用黑板上已有的细胞器的结构和功能磁铁,对各种细胞器进行归类比较。每组派代表完成黑板上细胞器的归纳总结表(表1),其他学生可以质疑、纠正,师生共同完成对各种细胞器的归纳总结。

为加深学生对细胞器的理解,教师可以提出相关问题进行思维辨析:(1)高等植物特有的细胞器是什么?(2)是不是所有植物细胞都有叶绿体和液泡?为什么?(3)动物特有的细胞器是什么?(4)有中心体的一定是动物细胞吗?为什么?(5)与蛋白质合成相關的细胞器有哪些?它们之间有什么联系?

设计意图:帮助学生梳理本节课的核心知识,查漏补缺,促进学生自主建构知识体系,增强学生对知识间内在联系的理解,使本节课内容得到完善和升华。最后的思维辨析可以引导学生全面、深刻地思考问题,探究分析错误的根源,在辨析的过程中深化对知识的理解,进而培养学生思维的广阔性、严谨性。

3.2.4拼装细胞器

老师提供废旧物品,如彩带、豆子、花生、吸管、气球等,引导学生小组根据材料特点,最真实地体现细胞器的外形和相对比例,合作构建动物或高等植物细胞结构模型,并用文字和箭头标出相应的结构。

各小组制作完成后,由各小组代表上台展示,介绍他们所制作的细胞结构模型及其中的细胞器的结构和功能(图1)。其他小组可以对展示的模型提出改进意见,教师适时引导、补充和评价。

设计意图:利用学生生活中的废旧物品类比细胞器,引导学生建构细胞结构模型,不但加深学生对细胞器结构的认识,帮助学生进一步掌握这些细胞器在动、植物细胞中的分布,而且锻炼了学生的逻辑思维和迁移应用能力。通过该活动,使微观、抽象的知识转化为形象、直观的知识,让学生在获得感性材料的真切体验中,实现从感性思维到理性思维的飞跃,并且感悟生命之美,体会生物之趣。

3 教学反思

“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法,它要求“任务”具有目标性,并为学生提供体验实践、感悟问题的教学情境,学生在教师的主导下,围绕任务进行自主探究和交流合作的学习过程。本节课先创设情境激发学生思维,利用初识细胞器、再认细胞器、拼装细胞器、归纳细胞器四个任务的驱动,推动学生在活动中感悟、在活动中发展,理解细胞器结构和功能的统一性,感悟生命之美,形成生命观念。

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