基于猜想-论证式教学的“开花和结果”教学设计.pdf

基于猜想 论证式教学的?开花和结果?教学设计李连梅?张莉敏?山东省青岛市城阳区第二实验中学?青岛?摘?要?通过一系列实验和事实证据?利用观察?比较?归纳?演绎?推理等方法?运用猜想 论证教学策略帮助学生了解花的结构?传粉和受精的过程以及果实的发育?培养学生的实验探究能力和逻辑推理能力?发展学生的生物学核心素养?关键词?开花和结果?传粉受精?猜想 论证?结构与功能观?初中生物学?教材分析及设计思路?开花和结果?是人教版初中生物学教材七年级上册第?单元第?章第?节的内容?本节是在学习了?种子的萌发?和?植株的生长?的基础上?按照植物的生长规律编排的内容?主要介绍了花的结构?传粉受精的过程以及果实和种子的形成?安排了解剖桃花实验和人工辅助授粉实践活动?在研究教学的过程中发现?本节内容重点体现生物体结构与功能相适应的生命观念?为了使学生深刻体会这一生命观念?本节采用猜想 论证式教学?该教学策略以生活经验?事实为依据?对生命规律或生命现象的原因做出猜测?运用生物学实验数据?生物学史实?事实证据等方式论证猜想?其能够激发学生的科学探究意识?培养学生的逻辑推理能力?探究实践能力?本节教学设计思路如图?所示?教学目标基于课程标准的内容要求?学业要求和学业质量标准?并围绕培养学生核心素养的要求?制订了如下教学目标?通过解剖不同种类的花?归纳花的基本结构?学习从特殊到一般的生物学研究方法?发展归纳与概括能力?通过观察?比较等方法认识不同花适应不同传粉方式的结构特点?理解结构与功能相适应的生命观念?通过对自花传粉和异花传粉优势的辩论?认同良好的生态环境对人类生存的重要性?提高态度责任感?通过猜测?观察?事实证据和推理等方式认识受精和果实发育的过程?明确开花和结果之间的联系?发展科学思维能力和探究实践能力?通过解剖?查阅资料等方式认识不同水果的发育由来?比较不同水果的维生素?含量?通过制作果脯等活动?发展跨学科实践能力?教学过程?开花和结果之间的桥梁?精子和卵细胞?具体的猜想和论证教学环节如下?基于事实猜想?教师提供事实素材?播放视频?桃花开放后?蜜蜂在其上飞来飞去?待桃花凋落后会长出桃?桃核里有种子?南瓜的雌花结南瓜?雄花不结南瓜?种子中的胚发育成新植株?胚由受精卵形成?此后?请学生根据以上事实推测?开花和结果之间是什么关系?精子和卵细胞在哪些结构中?学生推理后形成猜想?开花和结果是一个连续的过程?它们之间的桥梁可能是精子和卵细胞?设计意图?在已有知识和事实的基础上?学生猜想开花和结果之间的桥梁并设计论证的思路?发展学生的科学研究意识?实验法论证?教师提示学生?上述猜想是否正确?需要找到证据?首先就需要了解花的结构?观察花?教学反思本节课以?北京冬奥会运动员的生命活动调节?为情境?结合真实的科研实验材料?围绕?血糖平衡的调节?这一主干知识展开教学?帮助学生在新授课的基础上完善知识体系?进一步形成结构与功能观?稳态与平衡观等生命观念?教学过程中注重让学生亲历科学探究过程?在解决实际问题?完成真实任务时参与完整的科学探究过程?提升科学思维?科学探究素养?在教学实践中需要注意一些问题?例如?本节课的知识较为综合?思维含量较高?逻辑性较强?因此需要足够的时间进行思考和梳理?教师在教学设计时可以适当增加问题线索?使其更有层次性和启发性?基金项目?北京市教育科学?十四五?规划?年度一般课题?生命科学前沿在中学生物单元教学设计中的应用研究?电子资源主要参考文献?生物学教学?年?第?卷?第?期?图?教学设计思路中是否含有精子和卵细胞?请大家对照教材的模式图?通过解剖教师提供的实验材料?寻找答案?实验材料包括?春天采摘冷冻保存的柳树花序?雄花序?雌花序?南瓜花?雌花?雄花?桃花?小麦花?豌豆花以及花店购买的洋桔梗?玫瑰?百合等?学生参考教材中的桃花结构模式图?分小组对各种花进行解剖?其间教师引导学生?分析比较它们之间的异同点?在教师引导下?学生能总结出完全花和不完全花的结构特征?并据此猜测精子和卵细胞最有可能存在于雄蕊和雌蕊中?接下来?教师要求学生进一步解剖并认识南瓜?洋桔梗?桃花?百合的花蕊结构?并结合教师提供的百合花粉和胚珠的电镜图像?说出花粉和胚珠所在位置及结构特点?学生发现雄蕊的花药中有花粉?雌蕊的子房中有胚珠?花粉中有?个精子?胚珠中有卵细胞?设计意图?基于解剖实验和科学证据?按照由特殊到一般的思维逻辑及研究方法?运用观察?比较?归纳和演绎等方法?总结花的基本结构?寻找证据?明确开花和结果之间的桥梁?精子和卵细胞?精子和卵细胞的相遇路径?传粉?具体的猜想和论证教学环节如下?指向?结果?的猜想?教师提出挑战性问题?花粉中的精子和胚珠中的卵细胞如何才能相遇呢?请猜测?是精子去找卵细胞还是卵细胞去找精子呢?学生基于对动物生殖过程的了解及自然界中花凋落后雌蕊部位长出果实的事实?能说出?应该是精子去找卵细胞?此时?教师补充自花传粉与异花传粉?即如果精子和卵细胞来自同一朵花属于自花传粉?如果精子和卵细胞来自不同的花属于异花传粉?并请学生参考教材?对实验台上教师提供的实验材料进行自花传粉与异花传粉的归类?接下来?教师提出新问题?精子不能自主运动?如何完成自花传粉和异花传粉呢?两者的传粉方式会相同吗?学生能回答出?不同?异花传粉必须借助外力?自花传粉不需要借助外力?异花传粉可以借助蜜蜂?蜂鸟等动物?对此?教师展示资料?据统计?全球?的被子植物的繁殖依赖动物传粉?以此肯定学生的回答?并补充资料?每年春季都会有人因为空气中的花粉而过敏?研究表明?北京地区?月至?月花粉浓度高峰期内优势致敏花粉种类来自柏科?杨柳科和松科?它们能随风飘散到十分远的地方?学生依据资料很快能说出?植物借助风也可以进行异花传粉?基于观察和推理进行论证?教师提出新问题?植物具有哪些与其传粉方式相匹配的结构特征呢?在此问题驱动下?首先?请学生观察豌豆花和小麦花的结构?指出它们适于自花传粉的结构特点?学生指出?豌豆花和小麦花的雄蕊比雌蕊长?可使花粉掉落到雌蕊的柱头上?结合教材中精子和卵细胞存活时间有限的特征?所以雌蕊和雄蕊应该同时成熟?接下来?请学生尝试对实验台上异花传粉植物的花按照风媒花和虫媒花进行分类并说明理由?学生观察两类花的结构特点?生物学教学?年?第?卷?第?期后?能推测出两者适应不同传粉方式的原因?并能说出风媒花没有萼片和花瓣的原因?教师提出辩论议题?自花传粉和异花传粉哪一种更有利于植物繁殖后代呢?然后组织辩论?双方学生在教师引导下认同的观点主要有?现有证据证明?异花传粉出现早于自花传粉?部分植物同时具备两种传粉方式?异花传粉能够增大后代的变异性?有利于适应复杂变化的环境?依赖于外力传粉存在诸多不确定性?风和动物的活动变化都会影响传粉?而自花传粉可以不受外界环境的制约?不过长期的自花传粉可能导致物种衰退等?最终学生感悟出两种传粉方式各有优势?设计意图?通过观察?推理?归纳等方法?分析各种花适于不同传粉方式的结构特点?形成结构与功能相适应的生命观念?通过开展课堂辩论?认识不同传粉方式的优缺点?了解动物在植物繁衍方面做出的巨大贡献?理解动物与植物协同进化的关系?体会生物与环境相互影响?形成辩证看待问题的意识?精子和卵细胞的相遇过程?受精?首先?进行生物学行为猜想?教师提出问题?大家已解剖和观察了柱头的结构?请猜测花粉到达雌蕊的柱头后?精子如何进入胚珠中与卵细胞结合?有学生认为?精子会穿过花柱直接落到子房的胚珠中?此时?教师出示胚珠的放大照片?学生会发现珠孔位于胚珠的下部?精子不可能直接掉入胚珠内部与卵细胞结合?由此?学生提出新的猜测?应该是有特殊结构将精子送入到胚珠内部?接下来?教师协助论证?教师出示花粉离体培养的显微照片?清晰显示花粉萌发过程中一个管状结构随着时间推移越来越长?学生据此可以推测出花粉会长出一个管状结构?花粉管?并钻入柱头?从而将精子送入胚珠内部?此后?教师展示荧光下拍摄的花粉管萌发的过程图?并讲述花粉萌发的过程及精子到达胚珠后与卵细胞结合形成受精卵的事实?设计意图?通过科学研究证据论证受精的微观过程?培养学生的工程学思维?发展解决实际问题的能力?精子和卵细胞的相遇结果?果实?种子等?基于事实和证据进行推理?请学生比较子房和果实的结构并结合以下事实进行推理?果实由哪些结构发育而来?事实?南瓜的雌花结南瓜?雄花不结南瓜?胚珠数量与种子数目的比较见表?果实和子房的遗传物质比较?其中果皮?种皮?子房壁?珠被的遗传物质相同?种子的胚与受精卵的遗传物质相同?胚与种皮的遗传物质不相同?表?不同植物的胚珠与种子数目比较植物黄豆桃杏南瓜胚珠数量?个?个?个多个种子数量?粒?粒?粒多粒?学生基于事实推理?果实是由子房发育而来?种子由胚珠发育而来?种皮由珠被发育而来?胚由受精卵发育而来?果皮由子房壁发育而来?此后?教师让学生阅读教材寻找证据支持?设计意图?通过事实和证据推理?明确果实各部分的由来?发展学生的科学推理能力?树立严谨的科学态度?基于跨学科实践活动的课后拓展?最后?教师要求学生收集多种水果?了解不同水果的发育由来?查阅资料了解不同水果的营养成分?并设计实验比较不同水果?的含量?将自己喜爱的水果制成果脯?与家人分享?设计意图?通过了解不同水果的发育由来?拓宽学生的认知视野?认识自然界的奇妙?通过比较?探究?制作等活动?培养学生的跨学科实践能力?教学反思本节打破了传统的解剖花?模式图讲解传粉和受精?模式图讲解结果的方式?采用大量事实证据?显微实验图片?遗传物质证据等方式突破传粉?受精?发育这三个微观现象难点?使抽象的知识变得具体?再借助猜想 论证的方式逐步将开花和结果联系起来?能够更好地培养学生的逻辑思维能力?另外?建议教师在课时充裕的前提下?添加人工辅助授粉实践?制作爱花护花宣传画?搜集动物传粉在农业生产中的应用及意义等内容?本节耗时较长?建议两课时完成?基金项目?青岛市?十四五?规划课题?基于五育融合的初中生物学教学设计研究?山东省教育教学研究课题?互联网?背景下初中生科学探究能力培养的策略研究?主要参考文献?齐?晨?姜?江?叶彩华?等?北京主要气传致敏花粉年浓度峰值日期预测?生态学报?黎维平?自花传粉与异花传粉?何者更进化?植物学教材质疑?二?生命科学研究?杨期和?杨和生?李姣清?植物自花授粉的类型及其适应性进化?嘉应学院学报?自然科学?咸?铖?兰州百合繁殖生物学研究?沈阳?沈阳农业大学?生物学教学?年?第?卷?第?期