《生物圈》教學(xué)案例與反思
一、教材分析
本課內(nèi)容選自人民教育出版社出版的義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)第一單元第二章第一節(jié)生物圈一節(jié)。
這個(gè)單元的教學(xué)內(nèi)容，旨在使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“家”中有很多成員，他們相互依存、相互影響，處在動(dòng)態(tài)變化之中。人和其他生物都生活在生物圈中，生物圈為生物的生存提供了基本的條件。生物的生存、延續(xù)和發(fā)展與生物圈息息相關(guān)，生物圈是所有生物的共同家園。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人類的活動(dòng)對(duì)生物圈的影響越來(lái)越大，保護(hù)和改善環(huán)境是人類的迫切愿望，加強(qiáng)環(huán)境教育，使初中生提高環(huán)境意識(shí)，正確認(rèn)識(shí)環(huán)境問(wèn)題的現(xiàn)狀，學(xué)習(xí)解決環(huán)境問(wèn)題的知識(shí)和觀念，并使學(xué)生的行為與環(huán)境相和諧，這是時(shí)代和社會(huì)發(fā)展的需要。這一章安排在整個(gè)初中生物教材的第二章，也凸顯了這部分內(nèi)容的重要性和基礎(chǔ)性。本課內(nèi)容安排在這一章的第一節(jié)，則更是通章的概述和總覽。
本課的教學(xué)目標(biāo)中，知識(shí)目標(biāo)是要讓學(xué)生描述生物圈的范圍，說(shuō)出生物圈為生物生存提供的基本條件。技能目標(biāo)是要讓學(xué)生嘗試收集和分析資料，練習(xí)查找相關(guān)資料、分析相關(guān)原理、總結(jié)相關(guān)結(jié)論的能力，使學(xué)生初步具有搜集、處理圖文資料，運(yùn)用觀察、分析、比較等方法解決生物學(xué)問(wèn)題的能力；會(huì)組織語(yǔ)言表達(dá)自己的觀點(diǎn)，提高學(xué)生的口頭表達(dá)能力；培養(yǎng)學(xué)生合作討論問(wèn)題，提高探究學(xué)習(xí)的能力。情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)是要讓學(xué)生通過(guò)本課的準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)，認(rèn)同生物圈是所有生物共同的家園，認(rèn)識(shí)到自己是生物圈，這個(gè)家庭中的一員，應(yīng)該積極、主動(dòng)認(rèn)識(shí)并保護(hù)這個(gè)家；從而形成辯證分析的意識(shí)，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)和資源意識(shí)，認(rèn)識(shí)人與自然和諧發(fā)展的意義，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)；要培養(yǎng)學(xué)生相互合作的精神，學(xué)會(huì)尊重和理解他人發(fā)表的見(jiàn)解。
情感對(duì)人的影響是感性的，知識(shí)影響是理性的，理性思維是科學(xué)素養(yǎng)的核心。所以情感培養(yǎng)應(yīng)建立在理性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生只有弄清生物圈為生物的生存提供了哪些基本條件，才能認(rèn)同生物圈是所有生物共同的家園。所以“生物圈為生物生存提供基本條件”，以及“生物圈是所有生物共同的家園，我們應(yīng)該了解和愛(ài)護(hù)這個(gè)家”應(yīng)該成為本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。
“生物圈的范圍”涉及到地理知識(shí)，內(nèi)容比較抽象，需要學(xué)生收集有關(guān)生物圈各方面的資料，這是科學(xué)探究常用的方法之一，但對(duì)于初一學(xué)生來(lái)說(shuō)，剛剛開(kāi)展探究活動(dòng)，能力尚未形成，因此有一定的難度，所以收集和分析資料、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到人與自然和諧發(fā)展的意義是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。
二、學(xué)情分析
七年級(jí)的學(xué)生雖然沒(méi)有系統(tǒng)地學(xué)過(guò)生物學(xué)知識(shí)，但他們通過(guò)小學(xué)的《自然》課及生活中的多種傳媒節(jié)目中已了解了許多生物學(xué)的知識(shí)。他們能說(shuō)出各種各樣生物的名稱、地球上哪些地方有生物生存等，但沒(méi)有構(gòu)成“生物和其生存的環(huán)境”的整體體系──生物圈的概念，沒(méi)有確切地理解生物和生存環(huán)境是相互依存的關(guān)系，生物圈為生物生存提供了基本條件等較為理性的知識(shí)。
學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)多是處在十三、四歲的的年齡階段。這一時(shí)期的學(xué)生精力充沛，活動(dòng)能力強(qiáng)，他們好動(dòng)、好奇也好學(xué)，但是認(rèn)識(shí)水平還是比較低的，雖然已經(jīng)有了一定的感性認(rèn)識(shí)的積累，建立了很多關(guān)于自然界知識(shí)的圖式，但抽象能力發(fā)展不夠完善，對(duì)他們的要求應(yīng)該具體而明晰，并且難度不是很大，否則易使他們感到難以完成而放棄。學(xué)生心理和認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律要求在教學(xué)中充分調(diào)動(dòng)他們的激情。他們不喜歡枯燥的說(shuō)教，但樂(lè)于觀察、分析圖片，自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)等能表現(xiàn)他們的活力，從而產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。他們不喜歡、不滿足簡(jiǎn)單的教材里的圖畫(huà)、文字，他們喜歡講自己熟悉的.人或事。布置貼近學(xué)生生活的作業(yè)，為他們提供一個(gè)適合個(gè)性發(fā)展的空間，更能激發(fā)和培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性。但還需要教師在關(guān)鍵處及時(shí)恰當(dāng)指導(dǎo)和幫助，使他們得以順利完成相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)。
學(xué)生在學(xué)習(xí)本課前應(yīng)了解相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)；有一定的搜集相關(guān)信息資料并加以整理的能力；有獨(dú)立完成部分具體資料搜集和小組協(xié)作能力；對(duì)相關(guān)資料有一定的分析能力并形成見(jiàn)解；有展示成果、交流溝通的等能力。
三、教學(xué)策略
課堂教學(xué)為主，加以課外資料準(zhǔn)備。新的課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)，教育要面向全體學(xué)生，要著眼于學(xué)生全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要，全面提高每一個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。學(xué)生只有通過(guò)自主探究、合作交流、研究探討的方式來(lái)獲取知識(shí)，這樣才能滿足他們?nèi)姘l(fā)展和終身發(fā)展的需要。所以在“生物圈”的教學(xué)過(guò)程中，要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、勤于動(dòng)手，課下收集有關(guān)生物圈的資料，逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力，多渠道獲取新知識(shí)的能力，分析和解決問(wèn)題的能力，以及合作與交流、思考與辨析、創(chuàng)新與實(shí)踐的能力，同時(shí)還要不失時(shí)機(jī)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感、態(tài)度以及價(jià)值觀方面的教育。
對(duì)“生物圈范圍”的學(xué)習(xí)，教師可設(shè)置一道討論題：地球的哪些地方有生物?然后根據(jù)學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行歸納和總結(jié)。培養(yǎng)學(xué)生參與意識(shí)和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，充分發(fā)揮他們的想象力和創(chuàng)造力，最終弄清楚地球上的哪些地方有生物，然后認(rèn)識(shí)到生物圈是一個(gè)不可分割的統(tǒng)一整體。
“生物圈為生物生存提供基本條件”是本節(jié)的重點(diǎn)，這對(duì)詮釋“家”的含義很重要。教科書(shū)提供了六幅圖片，教師可多展示一些圖片，讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)比分析，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。教師也可讓學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)，回答生物圈為人類提供了哪些基本條件，然后進(jìn)行總結(jié)，再結(jié)合教材的資料分析闡述答案。教師還可以用反面的事例來(lái)引導(dǎo)學(xué)生討論，如讓學(xué)生討論為什么月球上沒(méi)有生物，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力，同時(shí)從反面說(shuō)明生物圈為生物的生存提供了基本條件，認(rèn)同生物圈為生物的生存提供了基本條件，目前人類只有生物圈一個(gè)家，我們應(yīng)該愛(ài)護(hù)它，進(jìn)而對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感教育。
讓學(xué)生了解收集資料的各種途徑以及資料的各種形式，了解把眾多的資料進(jìn)行整理和分析的必要性。為此，教師可布置相關(guān)的課外作業(yè)：收集有關(guān)生物圈范圍的詳細(xì)資料，教師根據(jù)資料收集和分析整理的情況給予適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。學(xué)生在課堂上進(jìn)行資料分析，交流討論，并嘗試將理論聯(lián)系實(shí)際。
要改變課程過(guò)于注重知識(shí)傳授的傾向，強(qiáng)調(diào)以活動(dòng)教學(xué)方式為主，通過(guò)形式活潑、內(nèi)容豐富的活動(dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，在滿足學(xué)生表現(xiàn)欲的同時(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)造力。力求在整個(gè)教學(xué)中體現(xiàn)出“三維”教學(xué)目標(biāo)。
四、教學(xué)過(guò)程
課前準(zhǔn)備：教師準(zhǔn)備相關(guān)課件資料，收集星球及生物圈等方面的資料，制作課件，準(zhǔn)備地球儀。學(xué)生收集整理宇宙中各大星球的資料以及生物圈的相關(guān)信息資料。
A、導(dǎo)入：
出示課件，展示地球的壯麗景觀，并用語(yǔ)言引起學(xué)生注意并欣賞。
提出問(wèn)題：地球的所有地方都有生物嗎？生物究竟生活在一個(gè)什么樣的環(huán)境中呢？以問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考。
B、生物圈的范圍：
證一證：閱讀教材第11、12頁(yè)“生物圈的范圍”，看看科學(xué)家的觀點(diǎn)是否與自己的相同。（給學(xué)生自由發(fā)言的空間和時(shí)間，讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。）
讓學(xué)生自由組合成小組進(jìn)行交流活動(dòng)（一般前后四個(gè)學(xué)生，方便易行），調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，使學(xué)生處于學(xué)習(xí)的主體地位。學(xué)生在交流過(guò)程中，既掌握知識(shí)，發(fā)展能力，還會(huì)對(duì)情感態(tài)度與價(jià)值觀的養(yǎng)成有極大幫助，并有利于學(xué)生合作學(xué)習(xí)能力和語(yǔ)言表達(dá)能力的提高。
C、人糞尿的無(wú)害化處理：
思考：人糞尿可以直接作為肥料施于農(nóng)田嗎？為什么？
人糞尿的無(wú)害化處理：首先應(yīng)點(diǎn)出為什么要進(jìn)行無(wú)害化處理。人糞尿中含有大量的病菌、蟲(chóng)卵和其他有害物質(zhì)，直接施于農(nóng)田，會(huì)污染土壤、空氣、水源和農(nóng)作物，近而傳播疾病，給人和禽畜的健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害，因此，必須消除人糞尿中的病菌和蟲(chóng)卵，即進(jìn)行無(wú)害化處理。人糞尿無(wú)害化處理的方式這部分盡量避免教師直接講述，教師可設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀。如設(shè)問(wèn)題：怎樣對(duì)人糞尿進(jìn)行處理？處理的
方式有那些？都應(yīng)用了什么原理？教材上介紹的兩種處理方式，利用的是微生物分解有機(jī)物的原理，這些處理方式避免了對(duì)環(huán)境的二次污染，是將人糞尿變“廢”為寶的有效途徑。
無(wú)害化處理的方式及原理
討論：怎樣對(duì)人糞尿進(jìn)行處理？處理的方式有那些？都應(yīng)用了什么原理？
引導(dǎo)學(xué)生討論
提出問(wèn)題，總結(jié)無(wú)害化處理的原理，點(diǎn)出微生物處理法的優(yōu)勢(shì)。
課件四（沼氣池）
D、生態(tài)廁所的介紹
根據(jù)查找的資料向全班同學(xué)介紹生態(tài)廁所。
生態(tài)廁所：生態(tài)廁所是自身具備良性循環(huán)的廁所。生態(tài)廁所一般具有生態(tài)建筑的三個(gè)特點(diǎn)：一是地下要設(shè)有沼氣凈化池，而不是普通的沼氣池，這是一個(gè)核心設(shè)施；二是屋頂要覆土(用于種植或蓄水養(yǎng)殖)或設(shè)置太陽(yáng)能利用裝置；三是墻體要垂直綠化，這樣，經(jīng)過(guò)多年后，生態(tài)廁所就成為一個(gè)綠色的生態(tài)建筑。生態(tài)廁所的類型主要有園林式、綜合式(與住房、辦公和營(yíng)業(yè)用房合為一體)、棚架式(種植葡萄或藤蘿等)、普通式和風(fēng)景游覽區(qū)式等。
根據(jù)查找的資料向全班同學(xué)介紹環(huán)保新科技——生態(tài)廁所。對(duì)于新出現(xiàn)的事物，學(xué)生有較大的興趣，教師調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)氣氛，鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見(jiàn)，相互補(bǔ)充，比較出生態(tài)廁所和日常生活中常見(jiàn)的廁所在環(huán)境保護(hù)、資源利用方面的優(yōu)勢(shì)。最后，教師激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和想象能力，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)照當(dāng)?shù)厝思S尿的處理和利用情況，提出一個(gè)切實(shí)可行的改進(jìn)計(jì)劃。
E、學(xué)以致用。對(duì)照當(dāng)?shù)厝思S尿的處理和利用情況，提出一個(gè)切實(shí)可行的改進(jìn)計(jì)劃。
1.人糞尿的利用的相關(guān)資料：人糞尿是一種偏氮的完全肥料，成分中氮素0.5%-0.8%，磷酸0.2%-0.4%，氧化鉀0.2%-0.3%，還含有機(jī)質(zhì)和鈣，硫，鐵等元素。氮素中70%-80%呈尿素太氮，容易發(fā)酵腐熟轉(zhuǎn)化成碳酸銨，也容易被植物所吸收，其肥效快。所以，一般作為追肥，露地花卉和盆栽花卉都可以使用。
人糞必須經(jīng)過(guò)發(fā)酵腐熟后方可使用，一般需要10-15天以上的貯存才能腐熟。這樣既提高肥效，也起到消滅傳染病菌和寄生蟲(chóng)卵的作用。貯藏人糞尿的糞池，可用磚，石板或水泥砌成，糞池應(yīng)選擇在較陰蔽的地方，糞池不可漏水，為了減少氨的揮發(fā)及衛(wèi)生起見(jiàn)，開(kāi)口處要加蓋。如果能在人糞尿中加入2%-3%地過(guò)磷酸鈣，不但能使碳酸銨變成比較穩(wěn)定的化合物，起到固氮保肥作用，同時(shí)也補(bǔ)充了磷素，從而提高了人糞尿的肥料質(zhì)量。
經(jīng)發(fā)酵腐熟的人糞尿可用作追肥，在施用時(shí)滲入適量的清水，濃度和施用的次數(shù)因植株生長(zhǎng)期和季節(jié)不同而異，不施露地花卉及盆花一般都以“薄肥勤施”為原則，在幼苗期間，為促使多發(fā)枝葉，約10天左右施一次20%-30%肥液，肥液太濃易使植株受到傷害，花卉葉片發(fā)黃，質(zhì)薄，多為缺氮癥狀，可以施肥，而葉厚濃綠有皺縮時(shí)，說(shuō)明氮肥太多，應(yīng)停止施肥，故施肥要看植株長(zhǎng)勢(shì)而決定。其次，施肥前應(yīng)停止?jié)菜�，讓土壤或盆土稍干再施，效果較好。此外，施肥時(shí)不要把肥液油到花卉的枝葉上，操作時(shí)不慎，肥液沾污了枝葉，應(yīng)及時(shí)用清水噴灑，以免引起黃葉。
人糞尿雖然是有機(jī)肥料，但有機(jī)質(zhì)含量不多，用作露地花卉肥料，還可以和廄肥，堆肥一起使用，以改良土壤，提高有機(jī)質(zhì)含量。和速效性磷，鉀肥配合使用，可以進(jìn)一步滿足花卉對(duì)養(yǎng)分的需要。
2.了解當(dāng)?shù)厝思S尿的利用情況，提出改進(jìn)計(jì)劃。
目前，人糞尿的積存仍然存在許多問(wèn)題。如農(nóng)村的曬糞干，既不利保肥，又污染環(huán)境。在曬糞干的過(guò)程中，氮素?fù)p失40％。使用未經(jīng)腐熟的人糞尿，造成蔬菜中蛔蟲(chóng)卵、大腸桿菌超標(biāo)的現(xiàn)象也經(jīng)常發(fā)生，危害人民健康。此類方法必須堅(jiān)決禁止。
在城市目前最為嚴(yán)重的問(wèn)題是越來(lái)越多的人糞尿進(jìn)入了污水系統(tǒng)，無(wú)法采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行處理，成為城市污水處理中的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。有些城市把人糞尿隨污水排入江河，使污染更為嚴(yán)重。這些都應(yīng)引起各級(jí)政府及社會(huì)各界的重視，使之得到有效的治理。
人糞尿中的有機(jī)態(tài)氮，特別是尿素，很容易分解成氨而揮發(fā)損失，氣溫越高損失越多。此外，糞尿中還有病菌和寄生蟲(chóng)，合理積存糞尿必須做到防滲漏，防氨揮發(fā)，防病蟲(chóng)。
五、教學(xué)反思
本節(jié)教學(xué)偏重于情感、態(tài)度和價(jià)值觀的教育。人的活動(dòng)離不開(kāi)生物圈，只有合理開(kāi)發(fā)利用好生物圈中的各種資源，走可持續(xù)發(fā)展的道路，人類才會(huì)有美好未來(lái)。
本節(jié)的教學(xué)方式多種多樣，可不拘泥于教材知識(shí)，教師根據(jù)具體情況靈活掌握。有條件的學(xué)校，可以在老師的帶領(lǐng)下，參觀沼氣池和高溫堆肥現(xiàn)場(chǎng)，參觀生態(tài)廁所，請(qǐng)工作人員講解生態(tài)廁所的設(shè)計(jì)與工作原理。由于環(huán)境條件等因素所限，我們用課堂教學(xué)的方式完成本節(jié)內(nèi)容。在課堂上，為避免枯燥的講授，教師注意激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)，用辯論、課堂討論等方式促使他們思考，完成了情感價(jià)值觀的教育。在對(duì)人糞尿進(jìn)行無(wú)害化處理時(shí)，不能對(duì)環(huán)境造成二次污染，利用微生物進(jìn)行處理是有效途徑。同學(xué)們通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，會(huì)有不少感受，應(yīng)鼓勵(lì)他們針對(duì)當(dāng)?shù)厝思S尿處理的情況，向環(huán)保部門(mén)提出可行的改進(jìn)計(jì)劃，用實(shí)際行動(dòng)為環(huán)保做貢獻(xiàn)。
總之，本節(jié)內(nèi)容教師應(yīng)盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)氣氛，以學(xué)生為本，從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生展示自己收集的資料，發(fā)表個(gè)人見(jiàn)解，在辯論、討論中使學(xué)生理解人與自然和諧發(fā)展的意義，提高環(huán)保意識(shí)。
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