“双减背景下”通过设计模型辅助课堂教学构建生物学概念

“双减背景下”通过设计模型辅助课堂教学构建生物学概念

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宿城第一初级中学  234000

摘要:双减背景下，提倡减轻学生的作业负担，如何在课堂教学中突破重难点，完成知识点的讲解，帮助学生理解知识原理形成概念是初中生物教师在课堂教学中需要关注的问题，而不是让学生在课下进行文字概念背诵。本文以“呼吸运动实现肺通气”这一概念展开研究，通过设计“呼吸运动”模型辅助课堂教学，在课堂中帮助学生构建生物学概念。

关键词：双减 初中生物 设计模型 课堂教学 概念教学

近年来，“双减”是一个高频词汇，在2021年召开的全国教育工作会中也明确提出要将落实“双减”工作作为一项重要任务。“双减”的主要任务之一是减轻义务教育阶段学生的作业负担，因此，初中的生物老师应该思考如何在课堂上帮助学生突破重难点，帮助学生通过理解自行形成概念，缩短学生课下通过死记硬背来记忆文字概念的背诵作业时间，课堂上直观的模型演示可以很好的帮助学生形成认识，构建概念。

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。初中生物学注重探究和实践，在新课程标准中有50条重要概念。教师在“减负、提质、增效”的新背景下【1】，一定要重视，高效的在课堂教学中给学生传递课标中的概念。在概念传递中，注意把握概念之间的关系，如上位概念、下位概念，平行概念【2】。教师自己要学会梳理概念间的逻辑关系，思考如何有效的将学生从事实中、日常生活中自发形成的日常概念系统的形成科学概念。笔者认为，教师要做的就是以日常概念为课堂教学的资源和基础，通过一定的教学方式帮助推动学生系统的形成科学概念，进一步促进学生的发展，减轻学生课下的课业负担。本文将以北师大版初中生物学七年级上册“肺与外界的气体交换”为例，讨论“双减”背景下，通过设计“呼吸运动”模型辅助课堂帮助学生理解构建“呼吸运动实现肺通气”这一概念。

北师大版生物学（七下）主要介绍生物圈中的人，了解人的各项生理活动，内容抽象复杂，学生在理解概念学习上难度大。“呼吸运动实现肺通气”这一概念属于定义性概念，不能通过对概念例证的观察而获得，需要通过下定义的形式，同时也涉及到跨学科概念，气压问题【2】。跨学科概念可以应用于所有科学领域，对学科概念起到组织和连接作用【3】。在课堂教学中，通过模型以实验教学的形式让学生自己探究，根据实验数据，实验现象来总结定义获取概念。

一．课堂教学实施

在北师大版初中生物教学中，“肺与外界的气体交换”有2个演示实验（一、肋间肌舒缩引起肋骨运动，二、膈运动引起胸廓容积改变）。在教学中，发现这2个实验在演示时学生还是有些难以理解，尤其是平面上的模拟很难让学生感知理解肋间肌的收缩使肋骨上升，更难以将肋骨的上升与胸廓容积变化产生联系。所以笔者在课堂实验教学中进行了改进。

1.实验装置改进

将演示实验一的平面模型（图1）变为立体模型(图2)：

（1）将木条（脊柱）穿孔固定在透明塑料桶外，铁丝（肋骨）从孔中穿过形成向下切斜的圆环，前方用细铁丝（胸骨）将2个圆环绕在一起，形成胸廓立体图。侧面用有弹性的绳（肋间肌）一端绑在第一个圆环，一端绑在第二个圆环。塑料桶正前方切下一块用乳胶膜封闭。

（2）塑料桶上方打一个小孔，将双头吸管插入，吸管两端绑上2个小气球（肺）。

（3）用乳胶膜将塑料桶底部封住，形成一个密闭空间。

（4）从塑料桶上方再打一个小孔，通入输液管的控制液体流速的开关，通过开关将密闭空间（胸廓）内气体抽出部分，形成胸腔负压状态，更贴合真实情境，使实验效果更明显。

       图 1                       图 2                     图3

2.课堂教学方法改变

在课堂上将演示实验变为小组探究实验。教室引导学生利用“呼吸运动”模型进行探究。将学生4-6人一组，小组合作探究、记录、总结完成探究实验单（图3）。

3. 课堂教学过程

（1）一名同学先通过输液开关抽取胸廓内部部分空气，观察实验现象。通过现象气球（肺）微微扩张，教师介绍胸腔负压相关知识，让学生认识到气体由气压高处进入到气压低处。胸腔负压使肺处于扩张状态。有利于气体进肺出肺，体现结构与功能相适应的生物学观点。

（2）抽取部分气体后，关闭输液开关。小组合作，先用直尺测量胸廓横径，然后一名同学用手将绳（肋间肌）缩短,模拟肋间肌收缩，观察肋骨向上向外移动，用直尺测量胸廓横径。同时用手捏住侧面乳胶膜，让乳胶膜随着肋骨向上向外移动，观察内部气球（肺）变化。在放松绳，观察记录。讨论实验现象，得出结论。

（3）一名同学用手向下拉塑料桶底部乳胶膜，观察记录气球状态。在松手或者向上推乳胶膜，观察记录气球（肺）状态。学生分析现象，得出结论。

4.学生分析现象、得出结论

（1）通过抽取部分气体这一事实认识到胸腔内气压低，在由现象肺扩张得出气体由气压高处进入气压低处这一结论。

（2）通过学生牵引缩短绳，观察到现象，肋骨胸骨上移；在由肋骨上移前后的胸廓横径数据得出，肋骨上移使得胸廓横径加大。随着侧面乳胶膜向上向外移动，气球扩张。小组总结得出结论:肋间肌收缩，使得肋骨上移，胸廓横径变大，胸廓容积增大，同时直接观察到胸廓容积变大，肺扩张。

（3）由膈的运动认识到，膈肌收缩，膈下降胸廓纵径加大，容积变大；膈肌舒张，膈上升胸廓纵径缩短，容积变小。

（4）在由胸廓容积变化，观察到胸廓扩大，气球（肺）变大（扩张）；胸廓缩小，气球（肺）变小（缩小）这一现象，得出胸廓的扩大缩小，使得肺扩张缩小，气体进肺出肺（吸气、呼气）。总结形成概念：呼吸运动完成肺与外界的气体交换。

二．课堂教学效果分析

     这次课堂实验教学，有以下几点优势：

1. 改进后的模型将平面变为立体，更有助于帮助学生认识胸廓，形成空间立体感，教师借助这一模型教具也能更直观更加简单有效的讲解知识点和原理，帮助学生形成概念。
2. 教学中，由演示实验转变为学生探究实验。结合实验探究单让学生亲自参与操作而不是看老师演示，提升兴趣的同时，也更能让学生产生直观感受。
3. 学生通过缩短绳长模拟肋间肌的收缩，方便学生理解，有利于肋间肌收缩使肋骨上升这一概念的形成。
4. 通过测量肋骨上升前后胸廓横径的数据变化，学生自然而然的认识到肋骨上升胸廓横径变大，容积变大。
5. 本节知识涉及跨学科概念气压。学生通过输液开关抽取塑料桶（胸廓）内部分气体，学生抽取后能够理解胸腔气压变低，在由直观观察到抽气后肺微微扩张的现象，理解气体由气压高处进入气压低处。突破这一跨学科概念，同时也让认识到胸腔负压的重要性，理解结构与功能相适应这一生物学观点。
6. 由膈肌引起膈的运动，先认识到胸廓容积变化，在由胸廓容积变化观察到肺的状态。得出胸廓扩大，肺扩张气体进肺（吸气），胸廓缩小，肺回缩气体出肺（呼气）。

此次课堂教学过程中，结合“呼吸运动”模型，由一个个具体的实验现象得到结论，再将小结论按照因果逻辑进行整合得出最终结论：如由肋间肌和膈肌的舒缩引起胸廓容积缩小扩大，由胸廓容积有规律的缩小扩大引起气压变化进一步使得气体出肺进肺即呼气吸气。进而形成概念：呼吸运动完成肺与外界的气体交换。

在“双减”政策下，越来越多的教师意识课堂教学要帮助学生形成概念而不是在课堂上灌输概念。“双减”政策的实施使得课堂教学更加适合学生的思维模式、逻辑思维，真正让学生在课堂教学中学会学习，学会理解整合信息自发的形成概念。这就需要初中生物老师在实际课堂教学中，认真设计，不断发现、创新、尝试，从而能够更好的在课堂教学中实现概念教学，进一步落实“双减”政策，减轻学生的课下负担。

参考文献：

[1] 常久春.小学英语作业合理设计的有效策略[ J].内蒙古教育，2021（04）：50-53

[2] 赵占良.概念教学刍议（三）——概念的类型与概念教学[ J].中小学教材教学，2020（08）：31-35

[3]National Research Council. A Framework for K-12 ScienceEducation: Practices, Crosscutting concepts, and Core Ideas［M］．Washington, DC: The National Academies Press，2012：30，84．