“生物的呼吸”的教學(xué)課例研究

徐建剛

摘要以浙教版科學(xué)“生物的呼吸”一課為例，圍繞“學(xué)為中心、學(xué)科思想、學(xué)科方法、情感體驗(yàn)”等理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)后對這些理念的滲透效果進(jìn)行反思，歸納出一些設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可供參考。

關(guān)鍵詞生物的呼吸 教學(xué)課例

1理念解讀

（1）生物學(xué)有其獨(dú)特的學(xué)科思想，如生物的結(jié)構(gòu)層次特點(diǎn)，生物的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(diǎn)。在本課時(shí)中，都有著相關(guān)的內(nèi)容蘊(yùn)含著這些學(xué)科思想。

（2）生物學(xué)有其獨(dú)特的學(xué)科學(xué)習(xí)方法，如概念量多，概念之間也往往具有很大的相似性，對概念的建構(gòu)會造成很大的干擾。教學(xué)中需要有學(xué)科方法的培養(yǎng)，本課時(shí)內(nèi)容也不例外。

（3）學(xué)習(xí)生物學(xué)最終的目的是要回歸到“人與自然”上，理解到人與自然的和諧相處，這也是本節(jié)教學(xué)中要予以關(guān)注的一點(diǎn)。

基于以上幾點(diǎn)理念，本課時(shí)教學(xué)中，教師在知識上要建構(gòu)起呼吸的全過程，使學(xué)生理解氣體交換的本質(zhì)和與功能相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；在方法上要使構(gòu)建概念流程圖、概念層次結(jié)構(gòu)、模型建構(gòu)等能力得到培養(yǎng)；在情感上，最終要使學(xué)生樹立起關(guān)注人與自然和諧發(fā)展的理念，樹立健康的生活態(tài)度。

2教學(xué)過程設(shè)計(jì)

2.1課前思考

教師設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：（1）人體的呼吸也叫氣體交換。O2從外界空氣中進(jìn)入組織細(xì)胞內(nèi)（如腦細(xì)胞），C02由內(nèi)向外，需要經(jīng)過很多結(jié)構(gòu)：鼻、氣管、咽、血液、肺、氣管、喉、組織細(xì)胞等。請按照氣體運(yùn)動的路徑，將這些結(jié)構(gòu)以流程圖的形式進(jìn)行排序。

（2）氣體為什么會有序地運(yùn)動，其動力來自于哪里？

（3）人體的哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)很好地適應(yīng)了氣體交換的功能？

設(shè)計(jì)意圖：（1）這三個(gè)預(yù)習(xí)問題實(shí)際是本堂課需要解決的三個(gè)重難點(diǎn)，對學(xué)生的預(yù)習(xí)有一個(gè)統(tǒng)攝性的指向。（2）以腦細(xì)胞為例，基于學(xué)生對腦部缺氧的生活認(rèn)識，便于學(xué)生理解。（3）畫流程圖的目的是將學(xué)生把呼吸等同于肺通氣的前概念，延伸到呼吸的三階段過程。

2.2課內(nèi)學(xué)習(xí)

2.2.1呼吸過程的學(xué)習(xí)

（1）小組交流匯報(bào)“課前思考1”，在黑板上整理展示出概念流程圖：

鼻→咽→喉→氣管→支氣管→肺→血液→組織細(xì)胞（腦）

（2）教師基于學(xué)生的流程圖，引導(dǎo)學(xué)生重構(gòu)呼吸全過程示意圖（圖1），解析呼吸的三階段過程，建構(gòu)概念：

①呼吸三階段：外呼吸、氣體在血液中的運(yùn)輸、內(nèi)呼吸；

②氣體交換：肺通氣、肺換氣、組織換氣；

③呼吸系統(tǒng)：呼吸道、肺。

設(shè)計(jì)意圖：（1）學(xué)生整理展示流程圖，初步感悟整個(gè)呼吸過程。（2）教師采用圖形和文字相結(jié)合的形式引導(dǎo)學(xué)生畫出并解讀呼吸全過程示意圖，促進(jìn)學(xué)生的理解；同時(shí)揭示呼吸過程中各個(gè)概念之間的層次關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生辨析相似概念。這也是學(xué)習(xí)生物學(xué)學(xué)科方法的一種滲透。

2.2.2氣體交換的學(xué)習(xí)

（1）小組交流匯報(bào)“課前思考2”，引出吸氣和呼氣、氣體擴(kuò)散作用等初步認(rèn)識。

（2）教師實(shí)施演示實(shí)驗(yàn)，模擬人體的吸氣和呼氣過程（圖2）。

①結(jié)合書本所示的“胸腔的結(jié)構(gòu)”的示意圖，分析吸氣和呼氣的過程。吸氣：肋間外肌、膈肌收縮→肋骨和胸骨向上向外移動→胸腔容積增大→肺擴(kuò)張，肺內(nèi)氣壓降低，小于外界大氣壓→外界空氣進(jìn)入肺泡。呼氣：肋間外肌、膈肌舒張→肋骨和胸骨向下向內(nèi)移動→胸腔容積縮小→肺回縮，肺內(nèi)氣壓升高，大于外界大氣壓→迫使肺泡內(nèi)氣體排出體外。

②學(xué)生把手放在自己胸前，體會呼吸過程中胸部的變化，感受肋骨的移動。

③學(xué)生結(jié)合呼吸全過程示意圖，指出在肺換氣和組織換氣過程中氣體的擴(kuò)散作用。

④教師提出問題“吸氣、呼氣”和“肺換氣、組織換氣”在動力上的差異，辨析出“壓力差”和“濃度差”的本質(zhì)區(qū)別。

設(shè)計(jì)意圖：（1）模擬實(shí)驗(yàn)的介入，利用了實(shí)驗(yàn)的直觀性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維，也是對建模方法的滲透。（2）采用流程圖的形式，分析吸氣和呼氣的過程，是對學(xué)習(xí)方法的滲透。（3）讓學(xué)生感受自己呼吸時(shí)的胸腔和肋骨運(yùn)動，則是增進(jìn)學(xué)生的直觀體驗(yàn)，同時(shí)增加了學(xué)習(xí)的趣味性。（4）辨析“吸氣、呼氣”和“肺換氣、組織換氣”在動力上的差異，讓學(xué)生理解到在相似現(xiàn)象背后，有知識本質(zhì)上的差異，既有利于糾正學(xué)生的模糊認(rèn)識，又滲透了科學(xué)學(xué)習(xí)中關(guān)注本質(zhì)的學(xué)科思想。

2.2.3結(jié)構(gòu)與功能的學(xué)習(xí)

（1）小組交流匯報(bào)“課前思考3”，讓學(xué)生展示出課前學(xué)習(xí)的前認(rèn)識。

（2）教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀書本所示的“人體呼吸系統(tǒng)”的圖示，按“鼻→咽→喉→氣管→支氣管→肺（肺泡）”的序列理解和整理各器官在適應(yīng)功能上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如肺泡布滿毛細(xì)血管和彈性纖維，有利于氣體交換。

（3）教師從“有利于形成壓力差”和“有利于擴(kuò)散”的角度，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：除書本上指出的一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外，還有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有利于氣體交換？教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識到肺泡壁、毛細(xì)血管壁薄等結(jié)構(gòu)的生理意義。

設(shè)計(jì)意圖：（1）結(jié)構(gòu)與功能適應(yīng)觀是生物學(xué)的一個(gè)重要學(xué)科思想，本教學(xué)環(huán)節(jié)目的是要突出這一點(diǎn)。（2）讓學(xué)生閱讀書本示意圖，是為了培養(yǎng)學(xué)生重視文本、解讀文本能力。（3）教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步從功能的角度去思考和猜測結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，既能活化學(xué)生的思維，又可使學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的學(xué)科理念。2.3拓展學(xué)習(xí)

（1）小組合作學(xué)習(xí)：構(gòu)建、解讀呼氣和吸氣過程的氣壓變化坐標(biāo)圖（圖3），說出A、B、C點(diǎn)以及AB、BC段的意義。

（2）學(xué)生閱讀“肺活量”，體驗(yàn)自己的肺活量。

（3）閱讀“矽肺”、“PM2.5對肺部健康的影響”等素材。

設(shè)計(jì)意圖：（1）圖像的構(gòu)建和解讀在知識上加深了學(xué)生對呼氣和吸氣過程的氣壓變化的理解，更為重要的是滲透數(shù)學(xué)方法，使學(xué)生在圖像學(xué)習(xí)的能力和方法上得到提升。（2）肺活量等素材的介入，讓知識走向生活，也使學(xué)生樹立起健康生活方式的理念。

3設(shè)計(jì)思考

3.1“學(xué)為中心”是核心理念

教學(xué)設(shè)計(jì)始終要圍繞“以學(xué)為中心”的理念展開，以學(xué)生和學(xué)習(xí)為中心構(gòu)建課堂，突出學(xué)生的主體地位，把學(xué)生的自主、主動、積極學(xué)習(xí)放在第一位。在本課堂設(shè)計(jì)中，充分體現(xiàn)了這一特點(diǎn)：（1）前置性問題的設(shè)計(jì)，有指向性的誘導(dǎo)預(yù)學(xué)，讓學(xué)生先動腦，調(diào)動出學(xué)生的前概念，產(chǎn)生一些困惑，形成一探究竟的欲望，并對教學(xué)重難點(diǎn)有一個(gè)整體上的預(yù)期。（2）小組合作式教學(xué)平臺的搭建有利于學(xué)生不同思維的碰撞，相互傾聽，合作交流，互助加工，最終形成的每一個(gè)觀點(diǎn)都是集體的智慧。（3）圖文、演示實(shí)驗(yàn)、書本中文本與圖示等素材的穿插，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供直觀形象的支撐，在前概念和最近發(fā)展區(qū)之間搭建橋梁，為他們最終進(jìn)行抽象理性思維奠定基礎(chǔ)。（4）教師整體考慮三維目標(biāo)的達(dá)成，在知識建構(gòu)過程中，滲透概念圖建構(gòu)、學(xué)科思想等過程和方法，并通過素材體悟情感、態(tài)度與價(jià)值觀，達(dá)到課堂設(shè)計(jì)目標(biāo)的完整性。

3.2突出學(xué)科思想

每門學(xué)科都有自身的學(xué)科特點(diǎn)和思想，這是教學(xué)的精髓所在。在本課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師關(guān)注了生物體的結(jié)構(gòu)與層次，完整的呼吸過程包含3個(gè)階段，每一個(gè)階段又有不同的小階段，包含很多概念。教師幫助學(xué)生厘清了這些結(jié)構(gòu)層次和概念間的關(guān)系。教師滲透了生物體的結(jié)構(gòu)與功能的相適應(yīng)性，通過展示人體與外界氣體的交換、人體內(nèi)的氣體交換功能都有著相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)法調(diào)動學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)和猜想這些結(jié)構(gòu)，有利于加深學(xué)生對知識的理解。教師關(guān)注了科學(xué)知識的本質(zhì)，讓學(xué)生辨析“壓力差”和“濃度差”的區(qū)別，引導(dǎo)學(xué)生要透過現(xiàn)象關(guān)注知識的本質(zhì)。當(dāng)然，在教學(xué)中，教師還應(yīng)該將這些學(xué)科思想進(jìn)行顯性化教學(xué)，向?qū)W生滲透學(xué)科思想，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科思想思維。

3.3培養(yǎng)學(xué)科方法

每門學(xué)科都有自身的解決問題的學(xué)科方法，這是學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的關(guān)鍵。在本課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生畫概念流程圖，體現(xiàn)在預(yù)學(xué)中的氣體流程圖和吸氣、呼氣中的變化流程圖，這是解決復(fù)雜過程的一種方法。教師所畫的呼吸全過程示意圖，既是對形象事物建模進(jìn)行抽象思維的方法，也是厘清概念間包含、并列、交叉等層次關(guān)系的一種方法。演示實(shí)驗(yàn)的介入是學(xué)習(xí)科學(xué)的重要模型法。指導(dǎo)學(xué)生閱讀文本，從文本素材中去攫取有用的信息，這也是學(xué)習(xí)科學(xué)的一種重要手段。創(chuàng)建解析呼氣和吸氣過程的氣壓變化坐標(biāo)圖，是數(shù)學(xué)方法在科學(xué)學(xué)習(xí)中的重要滲透。這些都體現(xiàn)出鮮明的學(xué)科方法。當(dāng)然，在教學(xué)中，教師也應(yīng)該將這些學(xué)科思想進(jìn)行顯性化教學(xué)，靈活運(yùn)用這些學(xué)習(xí)方法。

3.4關(guān)注情感體驗(yàn)

學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得的積極情感體驗(yàn)是學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的最大內(nèi)驅(qū)力。本節(jié)課的設(shè)計(jì)關(guān)注了學(xué)生的興趣，使學(xué)生體驗(yàn)呼氣和吸氣過程的胸部變化，體驗(yàn)了自己肺活量等活動，增加了學(xué)習(xí)的情趣。小組合作學(xué)習(xí)的形式豐富了學(xué)習(xí)的組織形式，讓學(xué)生在互助中獲得成功的體驗(yàn)。“矽肺”、“PM2.5對肺部健康的影響”等素材的學(xué)習(xí)，使學(xué)生從關(guān)注科學(xué)走向關(guān)注生活，滲透積極的健康生活理念，對學(xué)生的影響是內(nèi)隱而有效的。