基于情境链的角色扮演在初中生物课堂教学的实践——以“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”为例.pdf

第2 0 卷总第1 1 5 期中学理科园地教学探讨基于情境链的角色扮演在初中生物课堂教学的实践以“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”为例何槿（福州第十四中学）摘要：以发展学生核心素养为目标的教育教学改革要求在课堂教学中实施有效教学。教师通过创设与教材内容和课堂环境相符合的情境，鼓励学生以角色扮演方式开展科学思维探究的教学活动，是实施有效教学的一种尝试。文章以“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”为例，教师通过情境链的铺陈，引导学生角色扮演，运用科学思维自主探究，认识并理解光合作用过程，沉浸式地开展教学活动，将生活实际问题在情境中解决。这种基于情境链的角色扮演教学法，不仅能提高学生的学习兴趣和学习效率，而且能够真正实现有效教学，有效提升核心素养。关键词：初中生物；情境链；角色扮演；科学思维；核心素养1研究背景生物学科核心素养是学生在生物课堂教学和实践活动中不断解决真实情境中出现的问题而逐步发展形成起来的，其中科学思维是指以严谨务实的求知态度，尊重证据、尊重事实，以科学思维的方法，进行独立思考与判断、分析与批判、质疑与包容，直至独立表达创造性见解的能力和品格I1。学生通过生物学学习后应能够运用比较、分类、归纳、演绎、分析、综合及建模等方法解决社会生活实际问题、探讨阐述生命现象及规律等。建构主义学习理论认为，学习者通过真实或几乎真实的情境，主动地以自主发现或探究的方式建构知识，发展有意义的学习 2。情境认知学习理论 3强调知识具有情境性,知识的形成是学习者与社会环境交互建构的结果，它主张将角色构建与学习行为连接，使学习者在接近真实的虚拟情境中习得性地体验与获取知识，基于此理论则衍生出角色扮演教学法。戈夫曼的角色理论 4 启示教师在生物学课堂教学中，创设的教学情境要以学生的现实生活为素材，并且运用多媒体呈现仿真情境，这样的情境才会对学生具有吸引力，使其快速融入角色，增强角色的责任与义务意识，从而让学生在解决真实情境问题的过程中不断发展科学思维。初中生物新课程标准重点指出教师应当积极优化教学策略、开展有效课堂教学。与数理化等学科相比，初中生物教学之所以“难”，因其难在要以创新教学手段激发学生学习兴趣，要引导学生综合文、理科思维，从而推进生物学科的有效教学。随着中学课改的深入以及“双减”政策的落地实施，生物学科更加需要情境创设和角色扮演教学法的创新。本文以初中生物七年级上册“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”为例，展示基于情境链构建的角色扮演教学实践，探究初中生物课堂借助情境创设和角色扮演的教学方法发展学生科学思维核心素养的相关策略。2教学实践2.1分析教学内容“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”是人教版初中生物学七年级上册第三单元第五章第一节的内容。本节内容以3位科学家的经典实验为主线，以事实性知识辅助学生构建光合作用的概念，引导学生设计与分析科学实验，体会与领悟科学方法，发展科学探究与科学思维。教材注重光合作用与社会生产生活的联系，故本节内容很适用于教师创设真实情境，让学生在真实情境中自主探究学习；学生在构建及内化光合作用相关知识的同时既解决生活实际问题，也发展了科学思维能力。2.2明确教学目标2.2.1知识与技能（1)通过光合作用的发现史探究，了解科学家的科学成就；(2)说出光合作用的原料、产物、条件、场所；（3)运用实验法设计探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料吗？“的实验装置。2.2.2过程与方法（1)通过对实验现象进行科学分析，在科学想象和逻辑推理过程中进一步领悟科学方法，形成理性思维，发展科学思维核心素养；（2）通过实验法完成探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料”，发展科学探究的核心素养；2021年福建省基础教育课程教学研究课题：“深度学习 理念下初中生物教学中提升生态文明素养的实践研究（MJYKT2021-154)研究成果50第2 0 卷总第1 1 5 期(3)通过演示实验提高观察能力和推理能力。2.2.3情感态度与价值观（1)认同绿色植物的光合作用对于生物圈的重要意义，形成爱护植被的生态文明观，增强社会责任感；（2）通过分组设计探究实验，培养动手与合作的精神以及实事求是的科学态度。2.3确立教学重难点本节课重点体现在(1)光合作用的原料和产物；(2)运用实验法设计探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料吗？”的实验装置。后者亦是本节课的难点所在。2.4教学过程（简述）2.4.1温故知新，承上启下引导学生以小组合作的方式，使用希沃白板习题功能，完成“绿叶在光下制造有机物”实验步骤的排序题，并展示1 一2个小组的最终成果，邀请其他小组同学进行生生互评，教师进行点评总结，在此过程中培养学生自主学习及小组协作共同学习的能力。通过回顾光合作用的概念，引发学生思考：光合作用制造的有机物有什么作用？学生回答，教师总结后转人新课教学。2.4.2创设问题情境，导人新课提出问题：地球上绿色植物每年制造四、五千亿吨有机物（磁性贴），植物生长所需要的营养物质来自哪里？教师以多媒体图片和小视频的方式创设接近真实的问题情境，让学生带着疑问开始课程内容的学习，引发学生对本课时学习内容的兴趣。2.4.3追寻研究足迹，揭开神秘面纱该环节学生以“角色扮演”的形式，扮演海尔蒙特、普利斯特利和英格豪斯等科学家进行科学探究的过程，让学生以角色扮演方式身如其境地重温科学家的研究过程，体验科学家发现问题、解决问题的科学思维方法，发展学生的科学思维能力。（1)探究情境链1：海尔蒙特的“柳树苗”生长实验。教师阐述亚里士多德的观点：植物生长所需的营养物质全部来自土壤。邀请扮演海尔蒙特的学生还原这一实验过程，邀请其他同学分析该实验结果，进行生生互动，引导学生对海尔蒙特的实验结果与亚里士多德的观点相矛盾的情况进行深人思考，探究其可能原因，提出自己的观点。(2)探究情境链2：普利斯特利的“植物、蜡烛、小鼠”实验。教师提出海尔蒙特“柳树苗”生长实验存在的不足：虽然他考虑到了土壤和水的因素，但是忽略了空气因素可能会对实验造成的影响，由此引出普利斯特利“植物、蜡烛、小鼠”实验。接着，邀请扮演普利斯特利的学生模仿其科学探究过程，边演边描述实验进程和观察结果，最后得出普利斯特利的实验结论：植物可以更新由于蜡烛燃烧和动物呼吸变得污浊的空气。（3）探究情境链3：英格豪斯的“植物更新空气”实验。教师提出问题：植物为什么可以更新空气呢？然后，邀请扮演英51中学理科园地格豪斯的同学上台还原“植物更新空气”实验，该同学绘声绘色地重演其科学探究过程，描述实验现象，最后和其他同学一起得出结论：植物只有在光照条件下才能更新空气。(4)总结情境链时间轴。教师帮助学生整理科学家对光合作用的探究历程，在这三位科学家探究历程的基础上，补充谢尼伯、索绪尔、萨克斯和恩格尔曼等科学家的探究历程，丰富探究情境链，引导学生体会人类对光合作用本质的认识是通过不断探索实验研究逐步深化的。2.4.4引导探究实验，发展科学探究能力（1)验证“光合作用以二氧化碳为原料”。教师提问：光合作用的原料是二氧化碳吗？接着，请学生以学习小组方式进行自主探究、设计出能够验证光合作用以二氧化碳作为原料的实验。提示学生设计思路：实验变量是什么？如何设置对照实验？如何验证是否进行光合作用？学生提交实验方案，教师初步评估预期实验结果后，同意学生按照方案开展实验。引导学生对实验中观察的现象与得到的结果进行评价，及时修正实验方案。让学生思考：需要观察到什么实验现象才能支持“二氧化碳是光合作用必需原料”这一结论？实验结束后，再让学生进行小组讨论如何才能在实验过程中做到控制单一变量。这一阶段的实验探究锻炼了学生合作学习与设计实验的能力，发展了学生科学思维与科学探究的能力。（2)验证“光合作用能够产生氧气”。邀请学生展示在课前已经完成的“金鱼藻”在光下释放氧气的实验操作vlog视频。根据这一真实情境，让学生观察并分析实验现象：金鱼藻浸人装满水的试管中，经过一段时间光照，将快熄灭的卫生香靠近试管口，可观察到其复燃。根据氧气具有复燃、助燃这一特性，引导学生得出结论：光合作用能够释放氧气。2.4.5联系生活实际，增强社会责任以实际生活中温室气体二氧化碳对环境的影响为情境，引导学生分析如何应对、解决这一实际问题，倡导低碳生活、节能减排的生活方式，强调爱护植物、植树造林的重要性。这一环节引导学生主动关注社会性科学议题，帮助学生塑造生态文明价值观，加强学生的社会责任意识。3教学策略反思本节课教学过程中教师结合初中生物学教学内容的特点，综合多种教学方法的优点，创设与社会生活和科学研究紧密联系的情境链，通过学生的角色扮演重演科学家的研究历程，明显唤起学生的学习兴趣，让学生自主发现与解决问题、自主探索与研究。在此过程中学生拓展了科学思维广域，提高了科学探究能力，同时学生的语言表达和小组合作学习能力也获得提升。通过教学实践过程，有以下几点思考。3.1注重仿真情境链创设，实现沉浸式有效教学仿真情境链构建有利于培养学生归纳与概括、演绎与推理等方面的科学思维能力。学生在仿真情境链中能循着科学规律或逻辑关系有序进行自主探究、发现问题及解决问题，在与他人讨论及交流的过程中合作学习，主动完成学习任（下转第5 4 页）教学探讨第2 0 卷总第1 1 5 期中学理科园地教学探讨若双曲线=1(m0）的渐近线与圆x2+y2-4y+3=0m?相切,则=意在检测学习情况，了解学生领会理解双曲线的性质，掌握利用重要元素之间的关系解决具体问题的水平层面.(4)归纳总结本节课主要是运用代数方法解决几何问题：双曲线的渐近线与焦距、离心率之间的联系，双曲线的点到渐近线的距离等，为后续抛物线的研究提供一种思路和方法，体会利用方程研究曲线的几何性质的特点.2.2.6目标测试设计（1)课前测试：设计学生自主学习的报告单：复习简单的几何性质；(2)课堂训练：围绕教学环节，策划好课堂上的目标练习，检测教学效果，及时反馈与评价；(3)课后测评：命制好课时测评题组练习.3大单元教学评价与反思“四新”背景下倡导素养为本的教学，大单元教学设计是发展学科核心素养的有力手段和重要保障.设计时，要整合、优化教学内容，整体设计“圆锥曲线”的大单元教学.本节课根据教材内容,设计各种问题,慢慢引导学生，让学生亲历知识282852852852528525285252852852852852852525285252528522852852852852852852285252852852828528528528582882852582828588285（上接第5 1 页）务，符合认知主义学习理论所阐述的观点，开展有意义的深度学习。情境创设要合理利用现代教育技术手段，通过音乐、画片、视频以及教师语言勾画场景，使学生如闻其声、如临其境。如见其人，实现“沉浸式”的参与。教师还应当挖掘与生物教材内容相关的科学史、人物史、科技进展和社会发展的背景资料，联系学生现实生活的场景，创设链条式环环相扣的教学情境，进而让学生将所学生物学知识运用到自身生活中，最终实现有效教学。3.2注重学生主体性，角色扮演激发学习兴趣“角色扮演”教学法借助教师创设好的问题情境，组织学生扮演人物角色，对出现的科学问题进行分析，尝试用科学家的视角和科学探究实验解决问题，从而使学生逐步理解科学家的思维方式,培养科学思维核心素养。学习兴趣在学生学习的过程中起很重要的引导作用，有助于学生知识构建及内化的过程。教师创设的教学情境，通过学生自己的角色扮演，能够使书本知识以活泼浅显的生动形象得以表现，能够激发其好奇心，从而发展成学生强烈的求知欲和学习兴趣，增强学生发展深度学习的自觉性和积极性。角色扮演教学法的有效实现，除了要有一个逻辑合理、关系良好的问题情境链，和谐而活跃的课堂氛围也是必不可少的。有趣生动的角色扮演,拉近了师生之间的距离，生生互动和师生互动提升了课堂的活跃度，提高课堂的学习效率；小组合作学习也使得后进生有了参与学习讨论的主动性，教的发生、发展和完善过程；教学中注重数学思想方法的渗透，关注学生的思维发展.教学中主要突出两个方面：一是突出运用双曲线的几何性质剖析综合问题的主线任务；二是典例分析，通过对典型问题的分析解决，帮助学生提升解决问题的思维能力和运算能力，从而发展学生直观想象、逻辑推理、数学运算的核心素养，在教学设计及其实施过程中，要正确处理大单元教学与课时教学之间的“兼容关系.大单元教学与课时教学是宏观与微观的关系，且各课时教学之间具有严谨的逻辑关系；大单元教学由几个具有内在逻辑关系的课时教学组成，它体现了知识的完整结构.参考文献：1中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准（2 0 1 7 年版)S.北京：人民教育出版社,2 0 1 8,1 3.2史宁中，王尚志.普通高中数学课程标准（2 0 1 7 年版)解读M.北京：高等教育出版社,2 0 1 8,5 1.3章建跃.普通高中教科书数学（人教A版单元一课时教学设计体例与要求 J.中学数学教学参考（上旬）,2 0 1 9(8):14-16师恰如其分的点评也保证了课堂教学环节的顺畅流转，突显了学生的主体性，也提高了课堂教学的有效性。当然，角色扮演教学法并不适用于初中生物学的所有教学内容。当教材内容涉及复杂知识时，以初中生的生活经验可能无法演绎，反而不如常规课件教学的讲解效果好。因此这种教学法应当选择一些实验探索性较强，所涉及社会生活关系较简单的教学内容开展为宜。基于情境链的角色扮演教学法，打破了初中生物学课堂常规教学模式：教师通过新旧知识纵向联系、理论学习与社会生活横向联系创设教学情境链；学生通过角色扮演激发学习兴趣，主动参与教学活动，凸显学生在课堂教学中的主体地位，促进学生深度学习，提高了课堂教学效率，也能够有效达成生物学核心素养。参考文献：1中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2 0 2 2年版)S.北京：北京师范大学出版社，2 0 2 2.2赵蒙成。建构主义的教学方法评析 J.外国教育研究,2002(9):15-19.3 Brown J S,Collins A,Duguid P.Commentary:Debating theSituation:A Rejoinder to Palincsar and Wineburg.Educa-tional Researcher,1989,18(4):10-62.4欧文戈夫曼（美).日常生活中的自我呈现 M.黄爱华,冯钢，译.杭州：浙江人民出版社，1 9 8 9.54