《茎的组成(二)》教学设计-杨洋.doc

教学基本信息课题茎的组成（二）是否属于地方课程或校本课程否学科科学学段： 中年级四年级相关领域生命领域教材书名：北京市义务教育课程改革实验教材 出版社：首都师范大学出版社 出版日期： 2010年 6月教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者杨洋密云县密云镇中心小学13716072826实施者杨洋密云县密云镇中心小学13716072826指导者李伟臣密云县教研中心13671179587课件制作者杨洋密云县密云镇中心小学13716072826指导思想与理论依据一、小学科学课程标准（36年级）为本课提供指导思想：学生是科学学习的主体，学习科学应该是他们主动参与和能动的过程。而教师，是教学资源的组织者和学习情境的设计者，是学生学习活动的组织者和参与者，是学习方法的示范者和重要经验的传授者。科学课程做为解决“教”与“学”这种关系的主战场，必须建立在满足学生发展需要和已有知识经验的基础之上，提供他们能够直接参与的探究活动。二、“脚手架”教学理论为本课提供理论依据：“脚手架”理论是建构主义学习观的一个重要组成部分，在教学中找准学生的“最近发展区”并建立合适的“脚手架”可以促进学生的认知水平，而教师应该成为“脚手架”的设计者和呈现者。有了以上的指导思想与理论依据做基础，在本次教学活动中，我合理使用：揭示学生前概念，引发认知冲突；将新概念进行合理分解；合理使用各种资源等教学策略，引导学生在教师精心设计的活动中主动积累认识和经验,从而一步步实现科学概念的建构。教学背景分析教学内容：本课为首师大版科学第3册植物与生活单元茎的组成一课的内容。教材中关于茎的组成一课涉及到两大部分内容：茎的共同特征以及茎的作用。本设计将教材内容进行了调整，作为第二课时，主要通过学生亲自动手实验观察，认识茎的内部结构，从而建立茎有运输水分和养料的作用，知道茎具有获取养分和水分的结构。从而意识到结构与功能是相适应的。学生情况：从知识角度讲，在生活中，学生经常接触到各种各样的植物，尤其是我们农村学生，身边接触的植物很多，通过平常无意识的观察积攒了诸多相关的前概念。同时作为四年级学生，在此之前通过科学可以及其他课程的学习，已经知道了植物是由根、茎、叶、花、果实、种子六部分组成的，知道根有吸收水分的作用、以及叶的组成等知识。通过第一课时的学习，已经掌握了茎的共同特征，能够在植物体上正确指出茎的具体位置，能够判断草质茎和木质茎。另外，通过课堂效果来看，学生对于茎有运输作用有所了解，但对其结构知之甚少。从科学能力上看，本课需要学生设计实验，观察茎的内部结构，通过分析讨论得出茎有运输水分和养料的作用。对于设计实验，学生之前在学习叶的组成内容时，做过类似的实验，对于此课需要的实验方法不是难点，但是规范的解剖动作、将观察到的实验现象进行记录等还需要教师在适当时候，利用行之有效的方法给予点拨和补充，充分发挥教师在学生自主学习时的组织和指导作用。教学方式与手段说明：一、揭示学生前概念,引发认知冲突，让学生学有动机的策略：前概念是学生建构科学概念的基点，但是，不难发现，学生的前概念往往不完整甚至是错误的，而只有学生自己对当前的观念不满，才能真正促其产生观念改变，他才能对新概念主动建构。因此,教学活动中首要任务就是创设情境，揭示学生前概念,引发认知冲突。在本次教学活动中，我多次提供时机，不断地让学生呈现前概念引发认知冲突，表现在：课堂伊始，教师出示学生熟知的几种植物请他们指认茎，然后以问题：“无论是高大的植物，还是柔弱的小草，它们都有茎，那么，茎对于植物有什么作用？”为契机，让学生在交流讨论活动中充分展示各自的前概念；在讨论茎中有什么样的结构来实现运输水分的作用时，孩子们更是展示了众多精彩的前概念；设计实验时，我更是放开手，让学生畅所欲言，之前的学习经历成为它们的前概念；对于实验现象的分析时，学生的各种解释也将他们深深隐藏的前概念暴露无遗众所周知，医生看病需要对症下药，学习更需要学生自己“对症下药”，课堂上教师提供时机，让学生展示各自的前概念，同时他们通过聆听别人的发言对比自己的经验，在头脑中产生对自身经验的怀疑与不满，从而真正激发建构新概念的内需,因此揭示前概念引发认知冲突，对于激发学生学习动机是一种有效的教学策略。二、将新概念进行合理分解，逐步完善已有概念，让学生学有收获的策略： 新概念的建构不是一蹴而就的，需要教师根据学生的思维逻辑特点以及概念本身的逻辑关系，将二者合理结合，让学生逐步完善已有概念。本次活动中，“物体的结构与功能相适应”是要建构的核心概念，而承载此概念的外在知识为：植物的茎中有上下贯通的管道（导管和筛管）式结构，能够运输水分和养料。为了达到上述目标，我将知识分解为三个层次：首先，让学生确信茎有运输水分的作用；接下来研究茎中有上下贯通的管道式结构；最后，认识到茎靠这些管道式结构起到运输作用，引导学生逐步建构新概念。而这也正是脚手架式教学理论在本次活动中的一个具体体现，学生的认知在教师创设的一个个最近发展区中逐步提升，教为学服务，学生必然在原有水平上有所收获。三、合理使用各种资源，为概念建构提供物质基础，让学生学有兴趣的策略：巧妇难为无米之炊，教师欲将新知传递给学生，需要一定的物质基础，而此年龄段的学生逻辑思维特点也主要是以形象思维为主，学习过程中更需要生动形象的学习活动承载。因此，教师提供充分而有结构的材料让学生亲历科学探究活动过程,收集大量的事实就显得尤为重要了。为此，课堂上我不仅合理有效地为学生提供了大量的实验观察材料，同时更组织了生动活泼的探究活动，让学生在兴趣盎然的活动中收获新知。首先，实验材料的选取上我本着“尽可能揭示自然现象的本质”的原则。为学生在课堂上观察准备的植物茎有：玉米、蒿子秆、倭瓜，首先，这三种植物的茎较为柔软，解剖时不用很费力利于学生亲自动手操作，同时通过课前我多次尝试发现这几种植物的茎，在经过红水浸泡后，叶脉、导管束变色明显，便于学生观察。第三，这几种植物的维管束所在位置不同，有利于学生更全面的建构科学概念。其次，在材料的呈现时机上我本着“学生真正需要时再给”的原则。如：当学生真正明确了研究问题：茎是否有运输水分的作用？并自行设计了“红水”实验后，教师分发给学生上述的几种植物；当学生组装好实验装置，迫不及待地想看到实验过程以及实验结果时，教师呈现给学生提前做的实验过程照片以及浸泡好的植物；当学生看到和自己刚刚浸泡的植物有明显区别的“一身红衣”的植物，想对其内部结构一探究竟时，教师不失时机的演示解剖方法并放手让学生解剖观察；当每组学生细致观察到一种植物后，教师独具匠心的实验现象汇总表，更是让学生获得的事实经验最大化。在有了上述材料的支持和亲身探究后，学生关于“物体的结构和功能相适应”的概念，不再是简单的文字堆砌，而真正变得有血有肉了。技术准备：（一）学生分组材料：小刀、垫板、放大镜；红水、植物；彩笔，记录单。（二）教师演示材料：一株较大的植物、小刀、垫板、放大镜、待于解剖的植物茎；事先泡好的植物。 教学目标(内容框架)教学目标：学生通过讨论、观察、实验等方法探究茎内部有上下贯通的管道状结构，从而理解茎有运输水分的作用，同时培养学生动手实验能力、推理想象能力、以及观察能力，并在此过程中学生体验到研究植物的乐趣，体会植物的生长需要吸收外界的能量。教学重点：学生知道茎有运输水分的作用。教学难点：学生通过探究认识到植物具有运输水分的结构。教学流程示意(可选项)进一步解剖观察，通过对实验现象的观察，获得茎靠怎样的结构来运输水分的证据。学生展示前概念，引发对自身概念的不满，并通过对比实验前后植物的不同状态，获得建构概念的证据。 课堂环节 学生建构概念过程学生将注意力集中到相关区域，开始调动头脑中的已有经验。创设情境，提出问题：植物的茎对于植物有什么作用？针对第一层次的探究问题：茎是否有运输水分的作用，进行第一轮的探究活动：猜想、设计实验、收集证据、汇报交流。尝试探究针对第二层次的探究问题：茎靠怎样的结构运输水分，进行第二轮的探究活动：猜想、教师讲解解剖方法、学生收集证据。学生通过对观察现象的描述与解释，进行新旧知识的比较。交流与提炼：教师组织学生针对收集到的信息进行分析，小组讨论后全班交流讨论。通过同伴互助以及教师的讲解，最终形成新概念。归纳总结，改进后的概念：植物的茎有运输水分的上下贯通的管道。教学过程(文字描述)一、创设情景，提出问题：（3分钟）教师：孩子们，上节课上我们学习了植物茎的特征。我带来了几种植物，谁来指指它们的茎。学生指认课上观察的几种植物的茎。教师：出示苹果树模型，请学生指认它的茎。设计意图：教师出示的三种植物就是课堂上学生将要使用的实验材料，在这个环节认识它们的茎，不仅为后面观察奠定基础，同时创设了情境。曾经考虑加入木质茎（悬铃木），但是，较为坚硬，学生不易解剖，但如果由教师演示可两全其美。提问：“无论是高大的树木，还是柔弱的小草，绝大多数植物都有茎，那么，你们有没有想过，茎对于植物有什么作用？谁来说说你的想法？”二、尝试探究：（20分钟）（一）组织学生猜想：（5分钟）1、学生根据问题回答。（教师追问猜想的理由：你这样想的根据是什么。）设计意图：学生的学习从根本上讲是始于头脑中的疑惑，如何让他们真的产生疑惑，我采用的策略就是提供时机让他们把各自的前概念充分的展现，然后通过比较同伴间的异同点发现问题，从而产生学习动机。另外，追问学生猜想的理由，不仅是对他们科学习惯的培养，同时可以更加全面的了解学生的已有经验，让教学有的放矢。2、组织学生整理猜想：教师：好，孩子们，现在来看看我们的这些想法，有哪些是可以肯定的？有哪些想法还不能肯定？学生：对于茎有支撑、连接作用可以肯定。学生：茎有运输水分的作用也可以肯定。老师提问：大家也都这么认为吗？（大部分学生同意）教师追问：你们是怎样想到这一点的？学生：日常生活中，发现植物的茎和叶子里用手掐或挤都会出现水；看到父母用红水泡过花使之变色等。教师：同学们在生活中留心观察很好，提出了很多证据，那么你们能不能设计出科学的实验方法来证明茎有运输水分的作用？设计意图与改进：教师本意是通过对学生已有知识的梳理，引导学生明确探究问题茎是否有运输水分的作用？希望同学们只肯定茎有支撑连接这样直观能够看到的作用，而运输水分的作用还需要实验来证实。但是，课堂教学中，学生对以上两种作用都十分肯定，并且用诸多日常观察到的现象作为证据：发现植物的茎和叶子里用手掐或挤都会出现水；看到父母用红水泡过花使之变色等。为此，我当时的做法是直接过渡到：讨论茎中有什么样的结构来让它能够运输水分。现在想来，可以引导学生，日常生活中有许多现象能够说明茎有运输水分的作用，但是，能不能利用科学的实验来证明你们的想法，这样一来，不仅肯定了他们留心观察生活，同时又培养了他们的求证意识。（二）讨论设计实验方案：（2分钟） 1、（根据四年级学生的年龄特点，有的学生自然会根据身边的事实进行证明，也有的会想到具体的实验方法，联系之前学习叶中有运输水分的管道的实验，预设学生能够想到用红水做实验。）如果有学生提出这个方法，教师追问：怎么想到用这个方法的？2汇报实验方案：学生汇报实验方案，教师组织学生完善实验方案。（最好每组的植物不同：蒿子秆、玉米、倭瓜）教师追问：如果茎有运输水分的作用，会出现什么现象？设计意图与改进：由于之前的学习经历，学生设计“红水”实验并不难，但是提供这样一个机会，让他们体会到实验方法可以举一反三。同时，教师让学生预测实验现象，正是让学生增强了“求证意识”，只是，如果教师语言调整为：“实验中出现什么现象，就成为你们猜想的证据了？”能够更好的让探究成为整体。（三）观察、实验、收集证据：（5分钟）1、观察实验茎有运输水分的作用：教师向学生分发实验材料：植物以及装好红水的试管（试管上贴好植物名称的标签）、试管架，组织学生分组进行实验装置的组装，待学生完成后，静一分钟。设计意图：虽然学生的实验只是将教师分发的植物放进红水中，但是，只这样一个简单的动作，是对学生设计实验的一个完成，同时他自己浸泡的植物和老师将要发给他的浸泡过的相同植物，将是一个鲜明的对比，更能让他们确信茎有运输水分的作用。教师提问：是否有你们期望的现象？学生：没有。追问：怎么回事？学生：需要时间。教师：需要多长时间？学生：可能很长很长，而这也证明了，茎是把水分运输上去的，而不是一下子蹦上去的。 课件中的一张（当学生没有看到自己预想的实验现象感到遗憾时）教师：孩子们别着急，老师已经提前做了这个实验，并且用相机照了下来，让我们一起来分享一下，看看会发生什么现象。（教师出示课件：课前的照片，详情请参看教师资源中的课堂使用课件）设计意图：以往教学中，对于需要较长时间的实验，教师都会事先做好，然后课堂上提供给学生实验结果，而此次设计中，而是将教师提前做的实验利用视频资料真实的记录下来，不仅让孩子们看到较为全面的实验过程，更能体会到实验所需时间很长，从而更加深刻的理解：茎的运输作用。从而为学生建构新概念提供丰富的感性经验。教师：照片看完了，想不想看看实物。（教师拿出课前用红水泡好的植物，让学生先整体观察，然后按照小组不同植物进行分发。）问：和你浸泡的植物对比一下，看到什么现象？教师：这个现象能说明什么？（茎有运输水分的作用）实验现象：浸泡过的植物叶脉变红了，有的植物的茎从表面还可以隐隐约约看到有红色的小细线。从而认识到叶子里的红水是茎运输上去的。设计意图：通过上述环节，学生在对植物前后状态的对比观察中，能够明显的看出植物的变化，从而得出：茎有运输水分的作用。完成教学重点。 学生在进行对比观察2、探究茎的内部结构：（8分钟）教师：现在我们已经确信茎真的可以把水运输到植物的各个部分。那么，茎里面具有怎样的结构才能运输水分呢？茎是怎样运输水分的呢？课堂上学生猜想到：茎中可能有细小的管道；这些管道从下到上；管道会分叉；管道可能会汇聚在一起；茎中可能有许多的小孔教师：怎样知道我们的想法是否正确？学生：将浸泡过的植物茎进行解剖。教师：怎样解剖？可能出现的现象？预设：自下而上的纵向解剖，如果有连续不断的红色细线，就证明有上下贯通的管道；或者，在茎的不同位置进行纵切，相同结构，则说明是上下贯通的。设计意图：让学生思考“怎样解剖植物的茎”，意图在与培养学生如何利用实验来证明自己的想法的能力，同时对于实验现象的预测，可以增强学生实际观察时的针对性。但是，从课堂实际来看，个别学生能够想到应该将茎纵向的解剖，但是不能根据自己的猜想来预测相应的实验现象，这也符合学生的年龄特点。老师演示纵切和横切的方法，至于切茎的哪个部分，不作具体规定，学生不仅可以纵向将茎劈开，同时也可以在茎的不同部位多次横切。只要求学生利用实物和画图的方式进行实验现象记录。同时强调安全。学生亲自动手解剖茎，并利用放大镜观察 ，画下观察到的现象，教师巡视，并且将学生分组的实验记录单整理成一张大的汇总实验记录单。 汇总表设计意图：考虑到课堂上每组学生只能研究一种植物的茎，对于建构新概念显得有些单薄，于是，我设计了一个通过简单拼插后就能将学生单个的实验记录单，汇总成一个涵盖学生解剖的几种植物茎的大记录单，这样，孩子们可以清楚的看到几种植物茎的样子，利于归纳总结，同时，这几种植物的茎不仅具有相同的维管束，但同时维管束的位置又不同，有同有异，更利于学生全面建构概念。三、交流提炼：（10分钟） （一）汇报交流：1、教师：（利用实物投影汇报交流）下面请同学们观察一下我们大家的成果，看看有什么收获？请三个同学来汇报不同植物解剖的情况。2、教师：通过这几位同学的汇报，你现在有什么收获？ 讲解管道式结构学生的课堂表现：能够发现不同植物具有相同点，就是横切时截面都有红点，纵切的截面都有红线。教师抓住时机，利用一根细管讲解：红点和红线的对应关系，帮助学生建立管道式结构的概念。突破教学难点。同时强调，其实一个红点九时许许多多的导管束。设计意图：通过引导学生重点分析截面上的红点和细的红线，从而认识到茎内有运输水分的管道，并与自己的猜想进行比较，进一步认识茎的内部具有运输水分的结构，建立结构与功能相适应的观点。3、小结：通过我们对这几种植物茎的观察，发现了它们的茎内部有很多上下贯通的细小管子，这正是茎运输水分的通道，叫做导管。（板书：导管）有了这些管子，根吸收上来的水就可以沿着它们顺利的运输到植物体的其它部分了。另外，植物的茎中还有另外一种运输养料的管道，叫做筛管（板书：筛管），它会把叶制造的养料运送到植物的花和果实里。（教师出示：导管和筛管的模型）四、有效迁移：（5分钟）（机动环节，据时间而定）1、小游戏：如果你是一个小水滴，说说你在植物体中是怎样旅行的？学生可以通过苹果树的模型来表达自己的想法。教师：做过游戏后，你有什么感受？（植物是个整体！需要吸收能量）设计意图：考虑到学生已经学过根的吸水作用、叶的组成成分，以及今天所学的茎的运输水分作用，设计这样一个小情景，希望孩子们能够将这些零散的知识穿起来，形成一个系统，全面的认识植物生长需要吸收能量，同时加深“物体的结构和功能相适应”的理解。另外，这个活动也是对今天的一个评价。2、教师总结：通过动手观察，实验，我们知道了茎在植物生长过程中有着非常重要的作用（板书课题：茎的作用），其实植物的每个部分都有着各自不同的作用，正是因为这样，植物才能这样生生不息。所以在我们生活中才会有多姿多彩的植物世界。1、苹果树模型：2、同时借此板书学生两次猜想的结果：茎有什么作用；茎靠怎样的结构来运输水？3、相应的位置板书学生两次观察的结果：从外面看叶脉变红了，连续不断的红线；解剖红点和红线。板书设计： 茎的组成（二）连接作用支撑作用 水分导管 运输作用 养料筛管学习效果评价设计评价方式1. 在教学过程中渗透教学评价。例如，在学生设计实验的过程中教师可以充分的参与到学生的设计过程中，并在适当的时候发表自己的观点和看法；及时发现学生实验中的亮点并给予充分的肯定，在学生实验出现问题的时候给予适当的帮助；通过小组合作学习的方式为每个学生创造机会进行展示，关注学生的思维发展，激发他们的自信心。2. 在学生合作学习的过程中，教师要关注学生的自主参与程度和合作交流意识，及时发现问题并给予鼓励、强化和指导。评价量规概念水平1 知道茎的作用，但不能用吸收水分和养料等科学词汇表达。水平2 知道茎的作用，能用吸收水分和养料等科学词汇表达。能力水平1 能够进行猜想，但不能用实验的方法验证茎有运输水分和养料的作用。水平2 能够猜想并设计实验，能够在教师的指导下利用实验验证茎有运输水分和养料的作用。态度：水平1 在学习过程中不能与同学进行合作，学习兴趣不高。水平2 在学习过程中主动与同学合作，学习兴趣浓厚。 水平3 在学习过程中主动与同学合作，认真听取并虚心接受同伴的建议，学习趣浓厚。本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数)关注学生“最近发展区”，力求做“走在前面的教学”学生如何学，教师如何教，做为教师终生研究的题目，有着无穷的魅力。而我本次教学设计最想说明的就是，教学活动中教师要关注学生的“最近发展区”，合理使用各种教学策略，力求做“走在前面的教学”。具体体现有：首先，课堂中多次提供机会让学生展现原有的前概念，不仅让教师了解到学生的原有认知，提高教学的针对性，同时学生通过比较，也会产生认知冲突，从而更好的激发学习动机。其次，教师将要学生接受的信息并没有一股脑的倒给学生，而是一步步，一点点的从学生能够接受的开始，逐步呈现给学生，课堂表现为：先让学生确信茎有运输水分的作用；其次，再让学生研究茎靠什么样的结构来运输水分；最后，建立完整的“茎有运输水分的作用”概念。再次，教学材料的呈现更是适应学生的需求，例如：当他们设计好实验极力想证明茎有运输水分的作用时，教师提供相应的材料；当学生急于看到实验结果时，教师不仅提前有所准备（课件），更是为他们提供了泡好的植物；当学生需要大量感性资料建构概念时，教师出示了实验汇总表；当学生想象“红点”和“红线”的对应关系，建立管道式结构的概念时，教师出示了细管