課堂精設計 模型增魅力

曾娟 王源

文件編號： 1003 - 7586（2015）10 - 0027 - 03

摘 要 通過問題串、模型建構、小組合作、情景創設等形式，對“碳循環”一課教學進行了創新設計，建構自主、主動、交流、互進的生態課堂，幫助學生發展自主學習的能力。并對本節課進行教學反思。

關鍵詞 模型建構 教學設計 合作探究

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

1 教材分析

“碳循環”的內容主要包括3個部分：生態系統的物質循環的概念、碳循環及能量流動和物質循環的關系。第一部分內容包括物質循環的物質、范圍、循環及特點。第二部分內容包括碳循環的過程、特點及溫室效應。第三部分內容包括能量流動和物質循環的區別與聯系。“碳循環”一課以生態系統的結構、能量流動、光合作用和細胞呼吸等為基礎，是選修3第四章“生態工程”的基礎，具有承上啟下的作用。江蘇省學業水平測試考試對碳循環考綱要求為C級。這部分知識與目前的低碳生活、環境污染等現實聯系緊密，歷來是高考考查的重點內容，往往與生態系統的能量流動和環境問題等知識放在一起，綜合考查學生對知識的理解和運用能力。

2 教學目標

2.1 知識目標

說明能量流動和物質循環的關系。

2.2 能力目標

以碳循環為例，分析生態系統中的物質循環。

2.3 情感、態度和價值觀目標

關注碳循環平衡失調與溫室效應的關系。

3 教學重點與難點

分析生態系統中的物質循環。

4 教具準備

用彩色卡紙剪出8張紙片，分別標記為生產者、消費者、分解者、初級消費者、次級消費者、三級消費者、CO2、化石燃料，反面粘上軟磁貼（淘寶有售，可貼在磁性黑板上）。學生準備類似的紙片（可用便簽，粘在白紙上），在分組活動時用于構建碳循環圖解。

5 教學過程

5.1 自主預習，探求未知

對于學生能在書上找到的概念，可放在自主學習部分。教師將概念中的關鍵詞，以填空題形式呈現，讓學生提前預習。預習內容如下所示：物質循環的概念、碳元素在無機環境中主要存在形式、碳元素在生物群落中存在形式、碳循環的特點（可改成填空格式）。

5.2 情景導入，激趣課堂

課前，教師讓學生欣賞骨笛清脆悅耳的笛聲，并提出資料：考古學家通過測定骨笛中14C的含量，推算出距今已有7 000多年。什么是14C呢？14C原本是宇宙射線與空氣中的氣體原子發生核反應而產生的，它能與氧原子結合形成二氧化碳。14C最初是以二氧化碳為載體存在于大氣中。接著，教師提出問題：為什么最初存在于大氣CO2中的14C，經過若干年后能到動物骨骼中？教師可引導學生思考：14C是直接進入還是間接進入呢？學生就會討論，先是通過光合作用進入綠色植物，再進入動物。教師緊接著提出：大氣中的CO2是如何維持平衡的？進入生物群落中的碳如何返還到無機環境？碳是如何在無機環境和生物群落之間循環的？這樣引入到碳循環模型的建構。

5.3 合作分享，自主建構

美國學者愛德加·戴爾提出，學習效果在30%以下的幾種傳統方式，都是個人學習或被動學習；而學習效果在50%以上的，都是團隊學習、主動學習和參與式學習。教師把課堂還給學生，學會讓位，做一個睿智的導演，給學生以充分的時空和舞臺。在本節課上，筆者先讓學生觀看2 min碳循環的微課，讓學生自主學習視頻里的知識。然后用準備好的紙片構建模型，讓學生分組活動，最后請一組學生到黑板上展示。對于學生分組，每組一般安排6人為宜，人數太多會稀釋組員之間的關系，引起部分學生注意力分散。每組可選好一位優秀的組長，組長帶領組員共同進行正向學習，避免負向學習。學生分組活動時，一定要明確任務，否則教學很難收到實效。教師將這部分內容以填空題形式展現出來，不僅為學生完成碳循環圖解構建，搭建了平臺，又向學生明確了具體的操作任務，同時又強化了基礎知識。

活動一：構建碳循環模型，理解生態系統物質循環的概念和特點。

在圖1中補充箭頭以表示碳元素的轉移方向，并思考討論每一個箭頭代表的過程，在箭頭旁邊標明。

筆者認為突破碳循環應圍繞兩個核心問題展開：

（1） 能夠利用大氣中的CO2的途徑有哪些？

（2） 大氣中的CO2來源有哪些途徑？

為了突破以上兩個核心問題，筆者準備了以下問題串：

生產者主要通過什么生理過程，將CO2合成為有機物的？

生產者合成的有機物是如何被消費者利用的？

生物群落中的碳返回大氣的途徑有哪些？

綠色植物和各級消費者都通過什么生理過程，將有機物分解為CO2釋放到大氣中的？

分解者通過什么過程，將有機物分解為CO2釋放到大氣中？

除此之外，碳還可以通過什么途徑返還到大氣中？

碳在生物群落內部是以什么形式傳遞的？

碳在生物群落與無機環境之間的循環主要是以什么的形式進行的？

教師將以上設計的問題呈現在PPT上。用問題呈現的形式更能啟發學生思考，引領學生思維的發展。在導學案中以填空題的形式呈現，以便學生填寫。教師還可通過搶答的形式給小組加分，讓學生參與競爭。

師生共同總結突破碳循環的方法：先看雙箭頭，“多進一出”為大氣中CO2，“一進多出”（其中“一進”需重點強調）為生產者；后看“多進一出”為分解者，剩下的為各級消費者以及化石燃料燃燒。

模型建構說明：先取生產者、消費者、分解者、CO2這四張構建三角形的圖解（圖2A）。然后再加上寫有化石燃料的卡紙，將圖解補充完整（圖2B）。還可取生產者、初級消費者、次級消費者、三級消費者、分解者、CO2、化石燃料這七張卡紙構建更完整的長方形圖解（圖3）。采用軟磁貼的優點是可以在黑板上隨意挪動的，從而構建多樣化的圖解，讓學生多見識，多體驗，以便應對多變的考題。無論怎樣挪動，最后教師還要跟學生強調碳循環進出的2個核心問題。

本節課內容并不難，很多教師會忽視本節課的教學設計，若不精心設計，就成為平鋪直敘的講課。教師創設有價值的課堂情境和探究的問題，才能促使學生產生高質量的思考，才能讓學生動起來，教材才能活起來，從“悶課”走向“活課”。

活動二：說明能量流動和物質循環的關系。

對于能量流動和物質循環的比較，這部分內容可讓學生先復習能量流動，教師再引導討論兩道思考題，并完成表格內容。

小組討論，思考問題并完成表格：

（1） 兩幅圖（圖4）中箭頭的最終走向，說明物質循環和能量流動有何區別？

（2） 兩幅圖中箭頭的共同走向，說明物質循環和能量流動有何聯系？

（3） 列表比較說明能量流動和物質循環的關系（表1）。

學完這兩部分內容后，筆者帶領學生對二者進行比較，找出二者的聯系與區別。教師需強調物質循環和能量流動是生態系統動態變化過程的兩個方面（即一個過程的兩個方面，而不是兩個過程）；物質可以循環，能量流動是單方向的，不能循環；物質循環和能量流動都是沿著食物鏈和食物網這個渠道進行的；生態系統的各種成分，正是通過物質循環和能量流動，才能夠緊密地聯系在一起，形成一個統一的整體。

活動三：如何解決“溫室效應”？

筆者從網上下載了高贊民創造的“低碳環保領袖”的沙畫視頻，從中截取了一段視頻。教師先讓學生觀看這段視頻，學生自然就能講出溫室效應產生原因和解決辦法。這段視頻讓學生感受到了沙畫和音樂的魅力，無論內容還是配音，都非常適合作為本節課的結束曲。在一次市級公開課后，聽課教師一致認為運用這段視頻的教學效果非常好。

6 教學反思

6.1 注重平時收集素材

經常開設公開課，無疑是年輕教師迅速成長最有效途徑，教師在磨練中創新，在創新中成長，在自我成長中受益學生。上好公開課教師要注重平時收集素材。著名作家路遙在創作《平凡的世界》這部作品之前，花了很長時間收集了大量素材，才創作出了這部經典作品。可見教師想要對上課內容進行創新，平時要做有心人。筆者在寫這篇論文的時候，偶然看到中央電視臺《是真的嗎？》這檔節目，在2015年6月15日這一期里有個非常好的問題：滴血能驗親，是真的嗎？教師可剪接視頻用在“物質的跨膜運輸”這節課上，效果肯定非常好。筆者建議教師可將一些設計的靈感和素材記錄下來在筆記本上，等到用的時候可信手拈來，絕不會有書到用時方恨少的感覺。

6.2 尊重并發揮學生在學習活動中主體地位

“一切真知都應由學生自己獲得，或由他重新發現，至少由他重新構建，而不是草率地傳遞給他。”這是瑞士教育心理學家皮亞杰的名言。筆者所任教的學校大力推行的“雙主互動，小組合作”教學模式，其宗旨在于尊重并發揮學生在學習活動中主體地位，提倡頭腦風暴式地解決問題，倡導給每位學生同等的機會，體現了集思廣益，體現團隊合作的智慧。

6.3 先做后講，暴露問題，解決問題

在課堂上，教師一定要留有充足的時間給學生訓練題目，必須先做后講，讓學生先暴露問題（建議充分用好實物展臺，展示學生試卷），再解決問題，提高學生自我解決問題的能力。這樣做必定比邊做邊講效果好。

總之，學生學習的主動性一旦被激發，學習的責任才真正從教師轉移到學生，學生的學習才是一種真正有效的學習。而真正能夠滿足學生心理需求和喚起學生主體意識的課堂情境，才能激發他們的沖動性和思維的活躍性。教師要精心設計，巧搭平臺，引導學生講、思、問，讓學生都能積極地參與。“給學生一個智慧的支點，他們可以翹起地球。”

參考文獻：

[1] 艾璐.“碳循環”的魅力（上教版）[M].江蘇省2011年初中化學優質課教案.2011.

[2] 夏祥斌.在高中生物學教學中應用模型建構化解抽象問題[J].生物學教學，2012，37（12）：19～21.