初中生物学教学环节的优化与实施

    寇小永　李志军　窦继红

    摘 要：教学设计是开展教学的依据，教学环节是课堂教学的逻辑组织顺序，包含各环节内部特征和各环节关系，是实现学习目标的载体.通过观察、记录、分析一线生物学教师的课堂教学环节设计及教学效果，对教学环节优化设计并应用于教学实践，反思教学设计优化前后的教学效果及对教学目标达成的影响，得出教学启示.

    关键词：观课;优化教学环节;教学实践;生命的诞生

    作者简介：寇小永（1992-），女，甘肃甘谷人，硕士研究生，研究方向：学科教学（生物）;

    李志军（1994-），男，甘肃武威人，硕士研究生，研究方向：学科教学（生物）.

    通讯作者：窦继红（1968-），男，甘肃张家川人，硕士，正高级教师，研究方向：中学教育教学及管理.

    1 课例分析

    “生命的诞生”是苏教版《义务教育教科书·生物学》（八年级上册）第十六章第一节内容，包括“人类对生命起源的认识过程”和“生命起源的过程”两部分内容，生物进化基于生命的起源，本节是学习生物进化、生物进化学说等内容的基础.通过引导学生对生命起源的过程的探讨，激发学生探索生命世界的好奇心，能使学生认识到科学是在人们找到证据，然后根据严密逻辑作出推测，再进一步寻找证据等过程中不断前进和发展的.本节内容的教学重点是原始地球条件下生命的化学演化过程，教学难点为原始地球条件下生命的化学演化过程及米勒实验.本次听课安排是余老师按教学进度随机选择授课班级，观摩者只有四位实习研究生，不进行评课环节，这样的安排保证了正常教学的进行，最能反应出授课教师真实的课堂预设达成情况及教学效果.

    2 观课——课堂教学环节呈现

    2.1 导入

    在研究生命诞生的过程中，科学家做了很多实验和贡献，今天来学习第一节“生命的诞生”.

    2.2 对生命起源的认识过程

    2.2.1 神创论

    PPT呈现女娲的形象，教师告诉学生“女娲、上帝是不存在的”，否定了神创论.

    2.2.2 自生论

    PPT呈现范·海尔蒙特的老鼠实验，阐述实验设计并问学生是否科学，学生回答不科学，有可能是外面的老鼠跑进开口的容器.

    教师提出我国“腐草化萤”“腐肉生蛆”的说法，让学生阐述“腐肉生蛆”的说法，并设计实验验证这种说法.由于学生在七年级“探索生命的方法”一节中学过，被提问的两位学生基本能对“腐肉生蛆”的错误说法进行反驳，及对费朗西斯科的验证实验进行解释说明，也否定了自生论.

    教师提问：“自生论”认为生命的繁殖来自环境的生命，环境中的生命来自哪里？接着在黑板上画了2个鹅颈瓶，详细讲解了巴斯德的“鹅颈瓶”实验，强调此实验进一步否定了“自生论”的说法.

    2.2.3 宇宙发生学说

    PPT呈现坠落地球的陨石的图片，“宇宙发生学说”认为地球上的生命来源于宇宙间的其他星球.

    2.2.4 化学演化学说

    宇宙发生学说和化学演化学说是被大多数学者所接受的学说

    2.3 生命起源的过程

    2.3.1 原始地球的状况

    先让学生根据教材内容说出40亿年前的地球环境状况，之后教师概括为：空中电闪雷鸣、大雨倾盆，地面火山爆发频繁、地壳不断运动、岩浆四处奔流.并简单分析了原始大气的形成.再通过视频感受40亿年前的地球环境.总结：原始地球为生命起源奠定了物质基础和能量基础.

    2.3.2 原始大气的成分

    教師先让学生说出原始大气的成分，并强调原始大气没有氧气，原始大气层没有臭氧层保护地球，紫外线直射地球.接着从三个方面概括原始地球为生命起源提供的条件，物质（原始大气成分）：甲烷、氮气、氨气、氢、水蒸气，没有氧气;能量：高温、强紫外线、闪电、宇宙射线;场所：原始海洋.

    过渡：关于生命的诞生，科学家做了很多实验，其中最典型的是米勒实验.

    2.3.3 模拟原始地球条件的米勒实验

    学生活动：四人为一小组讨论米勒的实验，要求会描述米勒的实验装置，并找出原始生命诞生的条件.

    教师PPT播放米勒实验的动态过程，先让学生找出生命诞生的三个条件，再对米勒实验做出详细的解释，火花放电模拟的是闪电;烧瓶中输入气体模拟的是原始大气;将蒸馏水加热的目的是产生水蒸气，模拟的是原始海洋，箭头流动的方向表示水蒸气循环的方向，打开取样活塞可取到含有多种氨基酸等有机小分子的溶液.

    教师总结：后来科学家对米勒实验调整，合成了有机小分子核苷酸.所以，米勒实验证明在一定的条件下，原始地球的原始大气中各种成分是能够转变为有机小分子的.

    3 对余老师的教学评析

    本节内容按教学进度是一课时，即40分钟，余老师至少有15分钟的内容没有完成.从授课时间可以看出，忽略了本节教学重点，用25分钟学习生命起源的认识过程，仅留15分钟学习“化学演化学说”.化学演化学说主要包括从无到有的三步，其中，原始大气合成有机小分子，有机小分子合成有机大分子都需要实验证据，需借助实验帮助学生理解.基于教师教和学生学，在此次教学的基础上对教学环节和教学方法做以下优化.

    4 优化教学设计

    4.1 创设问题情境，引入新课（预设2分钟）

    提出问题：我们地球上已发现存在着150多万种动物，40多万种植物和20多万种微生物.各种各样的生物构成了缤纷多彩的生物世界，那么，追根溯源，最早的生命是怎么诞生的呢？

    4.2 对生命起源的认识过程（预设13分钟）

    提出问题：通过阅读教材，你知道关于生命诞生的说法有哪些，你赞成哪种说法？

    给学生2分钟阅读教材的时间及回顾与思考的时间，再提问学生并总结.

    问题转换：“宇宙发生学说”的观点本身还缺乏事实依据和科学论证，“化学演化学说”的观点能否解释地球上生命的诞生，需要实验验证.

    设计意图：考虑到教学重点的凸显与教学难点的突破，将生命起源的认识过程不再展开太多讨论，尤其是“腐肉生蛆”的说法，是七年级上册“探索生命的方法”一节的重点内容，简单复习即可.对于此部分内容的处理转变为直接让学生通过阅读教材理清对生命起源的认识过程，教师再简单总结，以提高教学效率.

    4.3 化学演化学说推测过程（预设25分钟）

    提出问题：“化学演化学说”认为原始生命的起源经历了几步？

    学生回答原始生命起源的过程，教师结合学生回答在黑板上写出原始生命诞生的历程，再以推理式的方法引导学生理解为什么要证明原始大气中的无机小分子能合成氨基酸等有机小分子，氨基酸等有机小分子能合成蛋白质等有机大分子的原因.是因为细胞是生命系统的基本单位，组成细胞的主要物质是蛋白质和核酸，而蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸由原始大气中的无机小分子组成.

    4.3.1 生命起源的第一步——原始大气合成有机小分子氨基酸等（预设15分钟）

    视频资源：播放展示原始地球恶劣环境的视频，引导学生描述原始地球的环境状况及原始大气的成分，强调没有氧气，突出原始地球环境的恶劣，最终，将原始地球为原始生命诞生提供的条件归纳为物质、能量、场所三个方面.

    问题转换：如此恶劣的条件下真的能形成有机小分子物质吗？ 原始地球的环境无法再现，米勒模拟原始地球条件的实验开启了研究生命起源的新起点.

    学生活动：四人为一小组合作完成问题①米勒实验提出的问题？②假设？③实验过程是怎样设计的？④米勒实验中合成了什么物质，得出了什么结论？

    难点突破：教师播放米勒實验装置的动态过程并对装置进行介绍，引导学生思考并回答火花放电的目的及作用;向装置内输入的气体成分是什么？蒸馏水加热、冷凝器等模拟的条件？最后，教师根据学生的回答引导全班学生进行总结，突破本节课的难点.

    4.3.2 生命起源的第二步——有机小分子氨基酸等合成有机大分子蛋白质等（预设5分钟）

    验证实验：播放福克斯关于氨基酸合成蛋白质的实验视频

    验证成果：1965年，我国科学工作者利用氨基酸，在世界上首次合成了结晶蛋白质——牛胰岛素.

    4.3.3 生命起源的第三步——有机大分子蛋白质等逐步形成能够生长、生殖、遗传的原始生命，进一步形成原始的单细胞生物（预设3分钟）

    教师总结：关于此阶段科学家提出了许多学说，但目前还没有充分的证据证明，正在探索的路上，能否实现有望各位同学未来做出努力.

    设计意图：“化学演化学说”是本节的重点，重在让学生形成“生命从无到有的过程”，其中“米勒实验”是本节的难点，涉及物理、化学知识，学生较难理解，需要教师重点引导学习.

    4.4 情感提升（预设2分钟）

    提问：在现今地球的环境条件下，非生命物质能不能再演化为原始生命？应如何对待现存的生命？

    设计意图：主要让学生意识到现今地球环境与原始地球环境相差太大，非生命物质不能再演化为原始生命，生命一去不返，我们应该珍惜现存的生命.

    4.5 对优化设计的评析

    相比优化前授课老师的教学，对“化学演化学说推测过程”环节做出了较大的调整.余老师将生命起源的历程一步一步呈现给学生，由于初二学生没有学过化学反应，在实验步骤的知识建构上会遇到困难，难以区分原始大气、有机小分子、有机大分子的关系，在回答米勒实验的结论时表现出困惑的现象.优化后，教师先帮助学生明确生命起源经历的三个步骤，并从学生易理解的生物学角度理清原始大气中的无机小分子、有机小分子、有机大分子及原始生命的关系，再引导学生逐步用实验验证，让学生明白科学探究不仅需要合理的假设，还要科学的实验证据来证明.

    5 优化后的教学效果

    笔者依据优化后的教学设计准备PPT与教学资源，并在二班的生物课上实施，二班和余老师授课的三班均属平行班，学生的课堂表现与生物的成绩相当.但在学习“化学演化学说”时，从集体回答问题、个别学生回答问题可以看出，二班学生思路比较清晰，能准确说出每步实验的结论，并在一节课内完成了学习目标.

    6 教学启示

    作为一名还未正式入职的生物学教师，深刻体会到了教学设计对课堂教学的重要性，清晰的教学设计能给教师提供清晰的教学思路，具有清晰教学思路的教师能为学生提供清晰的学习路径.因此，清晰的教学环节设计可驱动学生有效的学习，进而可构建出清晰的课堂.在教学前一定要“反问教学设计”思路是否清晰，重难点是否突出;教学后要“反问教学设计”能否带给学生提供清晰的学习思路，进而修改教学设计.本节优化后的课堂教学能给学生清晰的学习思路，提高教学的效率.

    参考文献：

    [1]崔允漷，沈毅，吴江林等.课堂观察Ⅱ：走向专业的听评课[M].上海：华东师范大学出版社，2012.

    [2][4]李丽娟.“地球上生命的起源”一节的教学设计[J].生物学教学，2008（04）：31-33.

    [3]周乃来.再论“探究性学习”贯穿生物学课堂的方法——以济南版“生命的起源”为例[J].中学生物教学，2019（14）：60-62.

    [5]吴其胜.“生命的起源”一节的教学设计[J].生物学教学，2007（03）：40-43.

    （收稿日期：2020-03-27）