高中生物《基于大概念的教学设计》公开课教学课件.ppt

1、对基于大概念教学的几点思考你希望你的学生在“三位一体”招生考试的面试中有什么表现？执行新课标后，如果一个省同时使用两套生物学教材，我们该怎么办？生物学的题目难于不难在于知道于不知道？共同思考问题：共同思考问题：比较：比较：2003年年普通高中生物课程标准普通高中生物课程标准(实验稿实验稿)20172017年普通高中生物学课程标准年普通高中生物学课程标准(2017(2017年版年版)1.课程名称课程名称的修改：从的修改：从生物生物走向走向生物学生物学2003年发布的普通高中生物课程标准(实验稿)与2001年发布的义务教育生物课程标准(实验稿)中的课程名称为生物；2011年发布的义务教育生物学课程

2、标准(2011年版)与普通高中生物学课程标准(2017年版)中的课程名称为生物学；“生物是自然科学中的基础学科之一，是研究生物现象和生命活动规律的一门科学”“生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。”课程观的变化：课程观的变化：实验稿课程标准及2011年版课程标准前言部分均针对课程性质、课程理念及课程设计思路进行说明;2017年版课程标准前言部分针对课程方案与课程标准修订工作的指导思想和基本原则、修订的主要内容和变化进行说明，一线教师及准教师可根据前言快速了解课程标准修订的核心内容，方向性更明确。2.2.前言的调整前言的调整3.3.课程理念的更新课程理念的更新 2

3、003年版 提高生物科学素养 面向全体学生 倡导探究性学习 注重与现实生活的联系 2017年版 核心素养为宗旨 内容聚焦大概念 教学过程重实践 学业评价促发展4.4.课程育人目标的改进课程育人目标的改进 2003年版：三维目标 情感 态度 价值观 2017年版：核心素养 生命观念 科学思维 科学探究 社会责任5.5.课程结构与课程内容的变化课程结构与课程内容的变化2003年版全修全考毕业标准选修选考升学要求自主选修学而助考普通高中生物课程标准(2003年版)1.1细胞的分子组成普通高中生物课程标准(2017年版)内容标准大概念重要概念学习目标6.6.学业质量水平描述的新增学业质量水平描述的新增

4、7.7.实施建议的调整实施建议的调整教学建议：（1）高度关注生物学核心素养的达成（2）组织以探究为特点的主动学习是落实核心素养的关键（3）通过大概念的学习，帮助学生形成生命观念（4）加强和完善生物学实验教学（5）落实科学、技术和社会相互关系的教育（6）注意学科间的联系（7）注重生物科学史和科学本质的学习思考方向：我们应该如何理解思考方向：我们应该如何理解“概念概念”？我们应该如何分析我们应该如何分析“概念概念”？我们应该如何开展基于概念的教学？我们应该如何开展基于概念的教学？一、我们如何理解一、我们如何理解“概念概念”？现代汉语词典：现代汉语词典：思维的基本形式之一，反应客观事物的一般的、本质

5、的特征。人类在认识过程中，把所感觉到的事物的共同特点抽出来，加以概括，就成了概念。百度百科：百度百科：人类在认识过程中，从感性认识上升到理性认识，把所感知的事物的共同本质特点抽象出来，加以概括，是自我认知意识的一种表达。概念是人脑对客观事物本质的反映，概念是思维活动的结果和产物，同时又是思维活动借以进行的单元。心理学：心理学：中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准GB/T15237.1-2000：“概念”是对特征的独特组合而形成的知识单元。德国工业标准德国工业标准2342：概念是“通过使用抽象化的方式从一群事物中提取出来的反映其共同特性的思维单位”。概念 1 细胞是生物体结构与生命活动的

6、基本单位 概念 2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 概念 3 遗传信息控制生物性状，并代代相传 概念 4 生物的多样性和适应性是进化的结果 概念 1 生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成 复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态 概念 2 生态系统中的各种成分相互影响，共同实现系统的物 质循环、能量 流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态 概念 3 发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品 概念 4 细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品 概念 5 基因工程赋予生物新的遗传特性 概念 6 生物技术在造福人类社会的

7、同时也面临着安全与伦理问题 必修必修选择性选择性必修必修“概念概念”：人脑人脑对（众多）对（众多）客观事物（现象）客观事物（现象）抽象后的抽象后的陈述性表达陈述性表达。美国 FOSS教材地球物质中各个科学探究中的科学概念及其表述 探究探究 科学概念科学概念仿造岩石地球物质具有能从颜色、形状和质地等方面被观 察和描述的特性。岩石是一种由不同成分的物质组成的地球物质。矿物是不能被物理地再分的物质。有些物质，如盐和铝，能够溶于水，但是当水分蒸 发后，能够重新结晶。划痕实验矿物是地球物质最基本的组成成分，用物理的方 法不能够再分。硬度是矿物的一种特性，是矿物能够被刻划的软 硬程度。石灰岩实验岩石由一种

8、或多种矿物组成。不同的矿物具体不同的特性。当固体物质溶于液体中后，可以通过蒸发还原。蒸发后的晶体残留能够证明碳酸钙是某种岩石 的成分之一。碳酸钙的唯一特性是在常温下能够和酸反应。探究花岗岩地球物质的特性是可以被观察和描述的。岩石的由一种或多种矿物组成的复杂的地球物质。硬度是矿物的特性之一，是指矿物抵抗刻划的能力。碳酸钙的唯一特性是在常温下能够和酸反应。中国教科版科学教材：岩石是地球的主要组成部分。石英、长石和云母都是自然界的矿物。环节一：课前“仿造岩石”。课前师生共同用面粉、盐、铝粉、沙，砾石、牡蛎壳碎片等材料“仿造岩石”。概念：“岩石是一种由不同成分的物质组成的地球物质。”“矿物是不能被物理

9、地再分的物质。”的教学过程如下：环节二：课中“品鉴岩石”。先引导学生了解地质学家认识岩石的过程:“地质学家用哪些特性来描述岩石?这些特性包括:质地、颜 色、形状或边缘、大小、质量(重量)，可能还有气味。”然后是引导学生进行探究能力的训练:用 肉眼和手持放大镜观察并描述“仿造岩石”的质 地、颜色;用鼻子闻“仿造岩石”的气味;利用尺子 测量“仿造岩石”的大小;用天平称“仿造岩石”的 质量等等。当学生对岩石表面的诸多特性有一定的认识后，教师再要求学生用地质锤把岩石分开，并对分开的 物质进行观察和实验:看分开的物质是否属于同 一种物质;探究这些物质是否能够溶解于水、是否 能够从水中结晶出来。环节三：表

10、达概念。“岩石是由多种成分组成的一种地球物质，而岩石中的某种成分不能再细分的时候，就是矿物。”概念内涵：外延：例证：前科学概念：是什么？有哪些？正例、反例、特例原先拥有的认知和生活经验与现在学习的概念不尽一致的地方把握概念的基本要素：把握概念的基本要素：语词：语词是概念的语言形式种子长成参天大树的所需物资主要来自于哪里？体表屏障是什么？维果斯基：儿童通过与现实世界的直接接触，会自发地形成一套对这个 世界如何运转的理解体系，即日常概念(或 称自发概念)。儿童从学校教学中所获得的科学的基本原理，则是“科学概念”。遗传病总是先天性的；免疫细胞即为淋巴细胞；病原物即为抗原内涵：外延：例证：前科学概念：

11、染色体断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异缺失、重复、倒位、易位正例：猫叫综合征；反例：21三体综合征。同源染色体的非姐妹染色单体间的片段交换；DNA分子上碱基对的缺失、增加和替换；染色体结构变异把握概念的基本要素：把握概念的基本要素：语词内涵：外延：例证：前科学概念：性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的方式伴X遗传、伴Y遗传、同源区段。正例：色盲、果蝇颜色遗传；反例：白化病。性染色体上的基因都与性别决定有关。伴性遗传把握概念的基本要素：把握概念的基本要素：语词细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 遗传信息主要贮存在细胞核中 细胞内具

12、有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与 分解、能量转换和信息传递等生命活动 概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制 物质进出，并参与细胞间的信息交流 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异 细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和 核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位（一）以大概念为单元构建概念图：（一）以大概念为单元构建概念图：二二、我们如何分析、我们如何分析“概念概念”？细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项

13、生命活动 遗传信息主要贮存在细胞核中 细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与 分解、能量转换和信息传递等生命活动 概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制 物质进出，并参与细胞间的信息交流 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异 细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和 核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位（二）基于概念图的概念纵向分析：（二）基于概念图的概念纵向分析：若这是一个能分泌消化若这是一个能分泌消化酶（如胰蛋白酶）

14、的豚酶（如胰蛋白酶）的豚鼠胰脏腺泡细胞，那么鼠胰脏腺泡细胞，那么该细胞如何分泌消化酶该细胞如何分泌消化酶的呢？的呢？23乙肝表面抗体乙肝表面抗体标准线标准线测试线测试线实验结果：乙肝抗体阳性实验结果：乙肝抗体阳性实验结论：注射乙肝疫苗可产生乙肝抗体，且抗体是一种分泌蛋白实验结论：注射乙肝疫苗可产生乙肝抗体，且抗体是一种分泌蛋白加样空加样空标准线标准线测试线测试线细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 遗传信息主要贮存在细胞核中 细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与 分解、能量转换和信息传递等生命活动 概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能

15、控制 物质进出，并参与细胞间的信息交流 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异 细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和 核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位（三）基于概念图的概念横向分析：（三）基于概念图的概念横向分析：.功能上：功能上：细胞内的各种结构具有高度的协调性细胞内的各种结构具有高度的协调性下图是科学家下图是科学家利用酵母菌突变体研究利用酵母菌突变体研究分泌蛋白分泌蛋白的分泌过的分泌过程以及与分泌相关的基因，揭示了囊泡运输的过程。野程以及与分

16、泌相关的基因，揭示了囊泡运输的过程。野生型酵母菌能正常进行分泌蛋白的分泌，突变体由于基生型酵母菌能正常进行分泌蛋白的分泌，突变体由于基因突变，内膜结构不正常，导致分泌过程出现障碍。因突变，内膜结构不正常，导致分泌过程出现障碍。内涵：外延：例证：前科学概念：细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 膜、质协调；核、质协调；膜、质、核协调；质、质协调外分泌蛋白的合成；细胞分裂；细胞凋亡；红细胞、精子的存活时间（四）基于要素的概念分析：（四）基于要素的概念分析：细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 面向全体美国人的科面向全体美国人的科 学、科学素养

17、的基准共同出现一句话：学、科学素养的基准共同出现一句话：对于一个有良好科学素养的公民，除了理解关于自然界的“科学概念”是什么，也应知道这些用于解释周围事物的概念是如何得到的即“关于科学的概念”，从而在面对新的、不熟悉的科学情境时做出明智的个人及社会决策。细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动 科学家如何想到科学家如何得出 生物学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。它既要让学生获得基础的生物学知识，又 要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。生物学课程要求 学生主动地参与学习过程，在亲历提出问题、获取信 息、寻找证据、检验假设

18、和发现规律等过程中习得生物学知识，养成理性思 维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习的能力。普通高中生物课程标准普通高中生物课程标准(2017年版年版):（五）基于学科思想的概念分析：（五）基于学科思想的概念分析：3min 17min 117min同位素示踪法同位素示踪法 2013年诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯詹姆斯罗思曼罗思曼、兰迪兰迪谢克曼谢克曼以及德国科学家托马托马斯斯祖德霍夫祖德霍夫，以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制囊泡运输调控机制。PNAS(美国科学院院报美国科学院院报)：阿尔茨海默氏病患者神经：阿尔茨海默氏病患者神经元中的高尔基体会破碎元中的

19、高尔基体会破碎 当高尔基体异常时，它就像一个失控的“邮局”，将“包裹”发送到错误的位置，或根本就不发送它们。在AD患者神经细胞中通常高度有序的高尔基体结构会发生损伤、碎裂，导致神经细胞死亡、大脑皮层萎缩，引起记忆丧失和其他老年痴呆症的症状。三、我们应该如何开展基于概念的教学？三、我们应该如何开展基于概念的教学？课程层面课程层面【列出学科观【列出学科观点、核心概念，点、核心概念，分析模块间的分析模块间的关系】关系】模块层面模块层面【分析模块教【分析模块教学内容，列出学内容，列出模块体现的学模块体现的学科观点与核心科观点与核心概念】概念】单元层面单元层面【区分事实和【区分事实和概念，列出单概念，列

20、出单元重要概念，元重要概念，设计单元核心设计单元核心问题，思考评问题，思考评价方法】价方法】课时层面课时层面【思考本课时【思考本课时核心问题，围核心问题，围绕概念组织教绕概念组织教学，为单元重学，为单元重要概念的形成要概念的形成做出贡献】做出贡献】四个层面的整体备课图四个层面的整体备课图在整体备课过程中要不断地追问自己：“这个单元中哪些知识是值得学 生持久理解的内容，它的教育价值是什么？哪些 内容对学生生活有意义，会影响学生一辈子，需 要转化为学生的行为？”那些需要学生持久理解 的内容通常是单元的重要概念、科学方法和情感 态度价值观的知识，并能体现学科思想和核心概 念。这个思考过程是区分概念与

21、事实，区分科学 思想方法和基本技能的过程，有利于教师围绕重 要概念、科学思想方法和情感态度价值观进行教 学，从而体现出生物学科的育人价值。1.体验情境体验情境联系生活经验和原有概念（认知冲突）联系生活经验和原有概念（认知冲突）2.提出核心问题提出核心问题基于情境，围绕重要概念提出核心问题（来源于学生，是教学基于情境，围绕重要概念提出核心问题（来源于学生，是教学主线）主线）3.探寻核心问题的答案探寻核心问题的答案教师为学生搭建形成科学概念阶梯（提供充分可靠的事实）教师为学生搭建形成科学概念阶梯（提供充分可靠的事实）4.理直气壮的质疑理直气壮的质疑给学生留出提问空间给学生留出提问空间关注前科学概念

22、和概念形成的关注前科学概念和概念形成的过程过程 5.讨论释疑讨论释疑 去伪存真，关注思维去伪存真，关注思维 6.表达概念表达概念 陈述概念，阐述概念的要素陈述概念，阐述概念的要素 7.评价矫正评价矫正教师寻找证明学生理解的证据，学生迁移应用概念，自我反思教师寻找证明学生理解的证据，学生迁移应用概念，自我反思课课时时的的教教学学模模型型 还原与下沉还原与下沉体验与探究体验与探究反思与上浮反思与上浮同源染色体、孟德尔定律、植物激素调节、细胞结构、假说与演绎深度学习模型深度学习模型 教师最该做的并不是急于将知识直接交给学生，而是要引导学生回溯到它创生时的原始状态，让他们去经历知识的发生过程，从中理解知识的本质，建构知识的意义。