基于“教学过程重实践”理念的“研究土壤小动物类群丰富度”的教学设计和实施.pdf
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1、24通生报2023年第7 期月总第58 卷学物基于“教学过程重实践”理念的“研究土壤小动物类群丰富度”的教学设计和实施朱承慧陈加敏(中国科学院附属实验学校北京100029)摘要基基于普通高中生物学课程标准(2 0 17 年版2 0 2 0 年修订)“教学过程重实践”的基本理念,以研究土壤小动物类群的丰富度为例,阐述在单元教学设计的框架下,通过学生主动参与探究实践活动,在实践中发现问题、分析问题,发展学生的科学思维、探究能力和创新精神,并以该研究结果为案例,引导学生应用知识解决实际问题,落实核心素养教学目标。关键词土壤小动物勿丰富度实践教学学核心素养中国图书分类号:G633.91文献标识码:A普
2、通高中生物学课程标准(2 0 17 年版2 0 2 0修订)(以下简称课程标准)提倡教学过程重实践理念,即强调学生学习的过程是主动参与的过程,使学生通过探究性学习活动,理解生物学概念,提升应用知识的能力,培养创新精神,并建立科学的思路和方法,探讨或解决实际问题。“研究土壤中小动物类群的丰富度”是课程标准在模块2“生物与环境”教学提示中为了帮助学生达成对“不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落”概念的理解,促进学生核心素养的提升而开展的实验。在该实验实际教学中,存在2 个问题:1)由于该研究需课堂内、外结合,受时间、地点等限制,很少教师真正开展实践活动,大多通过资料
3、分析进行教学,或成为“土壤小动物丰富度的调查方法”的知识记忆教学;2)将“研究土壤中小动物类群的丰富度”的课题教学变为“土壤中小动物类群丰富度的调查”,将教学重点过于放在调查方法和物种丰富度统计教学上,而缺乏分析土壤小动物与环境相适应的原因,更加缺乏对土壤小动物类群结构的分析,没有理解该研究在单元中的地位与在落实课程标准概念教学和素养培养中的意义。已有的文献资料案例,也难以落实课程标准的要求。基于“教学过程重实践”的教学理念,以落实学生核心素养目标为导向,设计并实施了本教学案例。1背景分析1.1孝教材分析“研究土壤小动物类群的丰富度”是人教版普通高中生物学选择性必修2 生物与环境“群落的结构”
4、中“探究实践”的内容。从“探究实践”标题的比较来看,2 0 17 年版教材将2007年版本的“土壤小动物类群丰富度的研究”改为“研究土壤小动物类群的丰富度”,“研究”一词由名词改为动词,更加强调了研究活动的实践性和过程性。该研究活动的开展:一方面利于加深生物群落结构相关概念的理解;另一方面该案例利于引导学生分析群落的结构及生物与环境之间的关系,也为群落的类型和演替、生态系统等概念的理解奠定基础,便于达成课程标准的要求。从教材文本内容来看,在“探究实践”的引言中,除提到土壤小动物丰富度的调查方法外,还提到要关注土壤小动物类群结构,在“提出问题”中提到可探究不同时空中土壤小动物的丰富度,这些内容提
5、示,在教学中应结合案例引导学生分析土壤小动物与环境的关系、土壤小动物的*基金项目:安徽省教育科学研究项目“基于项目式学习的高中生物实验教学设计及实施研究”(JK20062);安徽省教育科学研究项目“生物学实验教学与信息技术融合创新的行动研究”(JK20060)通25报学生物2023年第7 期月总第58 卷种间关系、生态位等。在“提出问题”和“讨论”栏目中,鼓励学生自主提出值得探究和讨论的问题,具有较大的开放性,培养学生创新精神。制订计划”栏目中留白,鼓励学生自主制订计划。鉴于本研究难度较大,在“方法步骤”栏目中给出较为详细的方法指导,为学生提供探究实践的脚手架,同时强调探究的科学性、方法性。1
6、.2学情分析学生在义务教育阶段学习了生物学中的食物链、生态系统、生物与环境相适应等相关内容,但不够深人,为学习本节课建立了前概念。此外,本节课与生活实际联系紧密,学生对学校附近的生态系统非常熟悉,具有在自已生活中建立起来的经验概念,这些前概念和经验概念是学习本节课良好的基础。但限于中学生的学习和生活经历,多变量的实验探究设计能力、逻辑思维、科学论证能力、迁移创新能力等均较弱。根据中学生的素养水平和生活实际,本节课的设计重在依据教学实际,发展学生的探究、论证、思维和迁移能力1.3设计思想基于教材分析、学情分析和课程标准,本节课的设计思想主要有:1)以群落概念为统领,贯穿单元教学的大情境创设下的课
7、时设计;2)以任务为驱动,让学生主动参与学习、研究过程,在亲历自主设计、获取信息、发现规律等过程中学习知识和科学思维方法;3)以问题为主线,在实践中,鼓励学生主动发现问题、分析和解决问题,在探究活动中着力于思维的开发、创新精神和探究能力的提升;4)以结构化知识应用为导向,充分引导学生分析土壤小动物及其与环境的关系,理解群落和群落结构中种间关系、生态位、群落的动态变化等概念,助力文明生态观的建立。根据背景分析,本课时的内容架构设计如图1所示。细胞个体种群群落生态系统不群落结构群落类型群落演替等木作为情境建立前概念物种组成空间结构动态变化生态位不不研究结果用于分析丰富度种间关系研究土壤小动物类群的
8、丰富度图1“研究土壤小动物类群的丰富度”课时教学内容架构2教学目标1通过自主探究土壤小动物的丰富度,领悟探究实验的方法和过程(科学探究、科学思维)。2)通过分析土壤小动物类群差异的原因,理解群落是各物种相互联系和适应环境的产物,生物群落是一个有机整体(科学思维、生命观念)。3)运用生态位、种间关系等概念,分析土壤小动物类群结构,关注环境保护,发展生态文明观(社会责任、生命观念)。3教学重、难点基于课程标准、教材和学情分析,设定本课时的教学重、难点1)教学重点:科学设计和实施土壤小动物类群丰富度的研究实验,得出结论,分析土壤小动物类群种类和丰富度差异的原因。2)教学难点:研究土壤小动物类群丰富度
9、实验的多因素设计,土壤小动物的分类和类群结构分析。26生通报学物2023年第7 期月总第58 卷4课前准备1)确定学习小组:教学班级每3人分成1个小组,分工合作进行土壤小动物的采集、分类和统计,自主推荐学习组长,组织交流和汇报。2)教具准备:取样器、托盘、解部针、放大镜、体视镜、吸虫器、试管、酒精等,中国土壤动物检索图鉴 2 。3)课前预习:在学生课外观察农田、人工林等群落的基础上,布置课前预习教材文本知识的任务,准备土样,为进人实验室开展探究活动做好准备5教学活动5.1回顾单元大情境,导入新课首先展示单元大情境群落图片:农田群落和退耕还林的人工林群落。前2 节课,通过观察这2种群落,学生学习
10、了群落的物种组成、丰富度、优势种、种间关系、生态位以及群落的季节性等内容,请学生依据所学知识,完成任务单(图2)。农田人工林群落概念:物种组成:物种丰富度比较:森林农田。优势种举例:群落结构种间关系:举例,森林一,农田空间结构:森林,农田群落的季节性:描述生态位:概念:举例描述O图2农田和人工林群落结构比较的任务单教学目的:从农田到退耕还林是本单元学习的大情境,本课时的教学也在该大情境的子情境下进行设计。通过察看任务的完成情况,评价学生对前2 节课时的学习效果,也为本课时的学习做好知识准备5.2阅读教材,设计并实施研究5.2.1自主阅读,提出问题教师过渡:前面通过观察、分析,比较了农田和人工林
11、的地上部分生物,学习了群落结构的相关知识。但农田和人工林土壤中的生物和环境有无差异?本节课研究土壤中小动物类群的丰富度。请阅读教材第30 31页的内容,回答下面5个问题:1)土壤小动物有何特点?如何取样?为什么?2)如何采集土壤小动物?3)如何科学地观察和分类土壤小动物?4)如何测定土壤小动物的丰富度?5)依据前面所学的群落结构知识,结合该“探究实践”中“提出问题”栏目中的文字提示,请提出期望探究的问题由于该研究对学生的要求较高,一些实践方法也比较陌生,教材给出了较为详尽的指导。通过问题引导,学生自主阅读,了解土壤小动物类群丰富度的研究方法和步骤。对学生提出的期望探究的问题进行汇总、讨论、指导
12、,确定研究的主题:研究农田和人工林0 5和5 10 cm深处的土壤小动物类群的丰富度5.2.2制订方案,合作修正依据教材提示,并经过小组讨论、修正,制订计划,见表1。27通报学生物2023年第7 期用总第58 卷表1“研究土壤小动物类群的丰富度”计划步骤时间地点内容方法备注1)2021年1 1 月1 3 日野外农田和人工林等群落结构观察观察、记录课外活动、注意安全2)2021年1 1 月1 8 日学校或家庭土壤小动物类群研究计划讨论、制表课前预习记录时间、地点、3)2021年1 1 月1 9 日野外不同群落土壤取样取样器取样法位置等信息简易采集法,利用放大镜、4)2021年1 1 月1 9 日
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