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1、认知冲突策略下的生物学概念教学生态系统的教学设计广州越秀区育才实验学校 邓少莉一、 设计思路：二、 教学分析：1. 学生现状分析：（1）学生受前生物学概念的影响 进入初中系统学习生物知识前，学生并非一张白纸，学生头脑中有前生物概念的存在。而前生物概念会对初中学生学习生物概念造成干扰和一定的影响，从而影响初中生物概念教学的有效性。（见附表1、2） 附表1： 前生物学概念的调查学生通过各种途径，曾听过的生物学概念情况生物学概念听过该生物学概念的百分比1生态系统83.46%2食物链98.98%3生产者76.34%4消费者85.59%5分解者43.32%附表2： 前生物学概念的调查学生对生物学概念理解
2、的情况题号涉及的内容正确率3生态系统的组成部分39.58%6生产者与消费者 43.75%14能量的来源41.67% 通过问卷调查以及个别访谈，本人发现学生对“生态系统”所涉及的概念有一定的认识，主要与学生在小学期间已学习相关的知识有关，并且小学科学的五年级上册中也涉及到“食物链与食物网”、“做一个生态瓶”等的知识。因此，本届（2011届）学生不仅对生物学概念的涉及较广泛，并且正确率要比上一届的学生要高。但是，学生对于生态系统的组成部分、对生产者与消费者的理解存在误区。并且在进一步分析学生选错的原因中，大部分都是“一直都是这样认为的”，也即是存在前生物学概念。（2）初一学生对生物课学习兴趣的情况
3、七年级的学生仍处于一个好动的年龄，具有半幼稚、半成熟、半独立、半依赖、自觉性和幼稚性错综矛盾的特点，学生形象思维发达而抽象思维欠缺。另一方面，在生物课学习兴趣调查问卷中（见附表3），从整体看，学生对生物学这门学科的重要性有着充分的肯定，对于学习生物的兴趣较大，也比较喜欢生物这门学科。但是，学生较少关注有关生物学的书籍、影片等，以及知道著名的生物学家。可以看出，学生课外生物学知识较为缺乏。附表3： 学生学习生物的兴趣情况题号内容A+BCD+E1我觉得生物这门课很有用93.3%4.4%2.2%2如果课前知道生物课不上了，我会感到失望68.9%31.1%0.0%3我希望老师就某些生物问题讲得深一些8
4、2.2%17.8%0.0%4如果有生物兴趣小组，我一定会参加64.4%26.7%8.9%5我觉得学习生物知识会很愉快91.1%8.9%0.0%6我能说出历史上著名的生物学家35.6%33.3%31.1%7我经常阅读生物学的课外书籍或观看影片46.7%37.8%15.6%8不管老师教的好不好，我都喜欢上生物课75.6%22.2%2.2%9我将来想成为一名生物学者13.3%22.2%64.4%10我喜欢翻阅生物课本82.2%11.1%6.7%注：A很符合我自己的情况，B-比较符合我自己的情况，C-介于符合与不符合之间，D-不符合我自己的情况，E-很不符合我自己的情况。2. 教材分析：生态系统是人教
5、版义务教育课程标准实验教科书生物学七年级上册第一单元第二章第四节的内容。这一节内容安排在学习了解生物与环境间的关系之后，意在让学生站在宏观的角度去审视生物圈中的生物与环境之间的关系，并通过了解生态系统各组成部分的关系以及食物网中生物数量变化的规律，让学生能初步形成关注人类活动对生物圈的影响，形成人与自然和谐共处的情感价值观。本节内容中涉及较多的生物学概念，也较为抽象，这些生物学概念的理解，对于刚刚步入初中的学生来说并不容易；第二，本节内容与高中生物学必修三第五章生态系统及其稳定性有一定知识的衔接，学好本节内容将会为高中相衔接知识做好学习的铺垫；第三，如何能让生活在生态系统中的学生，能切身体会到
6、我们人类也是生态系统中的一员，我们的活动会对生态系统甚至人类本身造成不可磨灭的影响，从而形成关注生物圈状况的情感，也是本节亟待解决的。三、 教学目标与重难点：（1）教学目标：知识目标：说出生态系统的组成、生态系统各组成成分的关系及作用； 描述生态系统中的食物链和食物网，阐明生态系统具有一定的自动调节能力； 解释食物链中有害物质积累的现象。技能目标：培养学生的问题解决能力、读图能力、分析与归纳的能力。情感态度与价值目标：认同生态系统具有一定限度的自动调节能力，关注人类活动对生态 系统稳定性的影响。（2）教学重难点: 生态系统组成及成分间的关系与作用；举例说明食物链的组成与各种生物间数量变化的关系
7、；认同作为生态系统中一员的人类的活动会对生态系统稳定性带来影响。四、 教学思路与策略：1.教学思路：生态系统一节教学内容容量较大，涉及的相关概念较多、较为抽象。因此，教师首先要对本节教学内容进行整理，化繁为简。本人将本节的教学内容划分为两大部分生态系统的组成和生态系统的特点：生态系统的组成主要包括组成成分的构成、关系与作用；而生态系统的特点包括食物链与食物网、生态系统具有一定限度的调节能力以及有毒物质会在食物链中不断积聚。其次，针对本节所涉及的概念多、较抽象的问题，教师要做好学生学情的分析，即调查学生的前生物学概念情况以及小学科学中与生态系统相衔接的内容。事实上，学生在小学学习科学的知识中，已
8、经对“生态系统”、“食物链与食物网”等有一定的感性认识。通过本节的学习，关键在于如何让学生的感性认识提升为理性认识。最后，在情感态度与价值的提升中，本人认为关键在于“体验与感受”。因此，本人组织学生进行角色扮演，以及提供事实例子进行分析，引导学生形成关注人类活动对生物圈的影响，形成人与自然和谐共处的意识。2.教学策略的运用：问题解决策略 “生态系统的组成与各个组成成分间的关系与作用”根据课前的学生前生物学概念调查情况反馈，学生对于生态系统组成有哪些部分组成中，班内有48.9%的学生认为生态系统组成部分仅包括动物、植物、细菌和真菌。另一方面，生态系统各组成部分的关系与作用也是本节的一个难点。因此
9、，本人运用问题解决策略的方式，引导学生从问题出发，联系已有的知识体系，主动发现、探索并构建新的知识体系，从而更新或完善已有的知识体系。认知冲突策略“食物链的组成与各种生物间数量变化的关系”通过课前布置学生完成P25.观察与思考的连线任务，在课堂中组织学生在组内交流，让学生发现：就“”的方向、食物链的数量等存在意见分歧；再通过组织学生进行表达与争辩，形成认知冲突：我一直认为“”是代表“谁吃谁”的，究竟对的还是错的呢？是否每一个“”就代表一条食物链呢？接着，教师便引入“食物链”的概念和“物质和能量沿着食物链流动”的内涵，引导学生掌握食物链组成的正确表达形式，以及如何才是一条食物链等知识。本人充分利
10、用课本P25.观察与思考的图片，组织学生进行有效而充分的讨论：蛇的减少，会对哪些生物的数量造成影响？如果，如果过度放牧,兔的数量大大过多,以致植物数量无法恢复，又会发生怎样的变化？这里要注意：不要让学生纠缠在“谁吃谁，谁又不吃谁”的问题上，而要关注在“生态系统中各种生物间数量变化的关系”中。通过学生的争辩，引导学生分析与归纳：生态系统具有一定的自动调节能力，但是这种能力是有一定限度的。角色扮演，事例分析“认同作为生态系统中一员的人类的活动会对生态系统稳定性带来影响” 通过组织学生进行角色扮演，利用红色绳子表示不同生物间的关系（主要是吃与被吃的关系）：一方面，可以形象地呈现多条食物链彼此交错连接
11、，从而形成食物网，进一步让学生体会“为何说生态系统中生物之间、生物与非生物之间像一张无形的网，牵一发而动全身”；接着，教师或学生扮演人类的活动（如大量捕杀蜘蛛等），用剪刀将与蜘蛛相联系的绳子剪断，让学生感性认识到人类活动对生态系统的影响。接着，组织学生完成课本P26.资料分析的计算，再结合“水俣病”事件的介绍，引导学生发反思：最终受害的是谁？ 从而让学生产生认同感，形成关注生物圈，形成人与自然和谐共处的情感态度和价值观。五、 教学过程：教学内容学生活动教师活动多媒体1.导入板书：生态系统观看视频激发兴趣，让学生带着问题进入学习播放视频提出问题，启发思考：为什么说树林中生物之间、生物与非生物之间
12、像一张无形的网，“牵一发而动全身”？多媒体播放：森林中各种植物、动物等的情况2生态系统的组成（1）生态系统的组成及各组成成分的作用板书： 植物（生产者）生态 动物（消费者）系统 细菌、真菌（分解者）组成 非生物因素（光等）（2）生态系统的概念板书：生态系统的概念（1）学生思考并尝试设计（2）学生分组对资料分析中的问题进行讨论，并完成以下知识的构建： 生态系统的组成有哪些部分构成； 观看苹果腐烂的情况视频，解除质疑； 阅读课文后，说出：植物、动物、细菌和真菌分别扮演的角色（作用）。（3）学生当“小老师”尝试分析图-17，进一步加深对生产者、消费者和分解者间关系与作用的认识（4）学生根据所学的知识
13、，再次判断：如果要创设一个水生生态系统，需要什么？学生尝试归纳：什么是生态系统（1）提出问题设计：如何创设一个水生生态系统？你会放一些什么到鱼缸中？（教师暂不揭晓答案，让学生通过学习后再判断）（2）组织学生进行资料分析： 树、昆虫幼虫和啄木鸟间存在什么关系？ 腐烂的树桩最终会消失吗？ 植物、动物和真菌分别扮演者什么角色？（3）组织学生分析图片“生产者、消费者和分解者”，引导学生理解：生产者、消费者和分解者在生态系统中的作用；并归纳出非生物因素（光、水等）也是生态系统组成成分。（4）教师引导学生分析 ，鼓励赏识学生引导学生归纳呈现问题展示资料、讨论题目播放视频：苹果腐烂的情况展示图片，并呈现光的
14、能量通过植物流向动物的动态过程3.生态系统的特点（1）食物链与食物网（2）生态系统具有一定限度的自动调节能力（3）人类活动会对生态系统造成影响有毒物质会在食物链不断积聚（学生课前:完成P25.观察与思考中连线的题目）（1）学生分组进行交流：小组各成员间所画的“”方向一致吗?你们最多找到多少条食物链?组内意见一致吗？如果蛇的数量大量减少,哪些生物的数量可能发生变化?如果过度放牧,兔的数量大大过多,以致植物数量无法恢复，又会发生怎样的变化?（2）学生进行角色扮演：呈现某生态系统中不同生物间的关系（用红色绳子表示） 分析述说体会与感受（3）学生完成资料分析的计算，认同人类活动会对生态系统造成影响，最终受害的是人类自己 巡视，指导学生进行交流与讨论针对学生连线情况的不同，组织学生讨论质疑，形成认知冲突究竟“”表示什么，是否就是“谁吃谁”；并引导学生归纳：食物链的定义、食物链的正确表示以及数量 鼓励
