基于探究实践的信息化课程教学设计

［摘 要］在“合理的膳食”一节的教学中，将信息技术手段运用到科学探究活动中，通过引导学生填写在线调查问卷，测定食物热量并填写共享文档，利用“薄荷健康”软件设计食谱，使学生掌握并运用合理膳食的原则，形成健康饮食的意识。

［关键词］信息化；探究实践；教学设计；合理的膳食

［中图分类号］ G633.91 ［文献标识码］  A ［文章编号］ 1674-6058（2023）32-0090-03

一、 教材及学情分析

“合理的膳食”是苏科版七年级上册第3单元第5章第3节的内容。本节课内容包括“将设计的食谱修订得更加合理”和“青少年的合理膳食”。本节课设置在“饮食与营养”“营养物质的作用”之后，学生已经了解六大类营养物质和营养物质的主要作用。本节课为第4节“人体对食物的消化和吸收”做好铺垫。本节课的学习，有助于处于生长发育关键时期的青少年形成良好的饮食习惯，有利于学生辨别生活中食用哪些食物会对身体形成负担，学会为自己和家人设计健康食谱。“探究实践”是解决真实情境中的问题或完成实践项目的能力与品格，主要包括科学探究和跨学科实践。结合信息技术的科学探究活动，可使学生在获得知识的同时，学会必要的信息技术技能，为将来更多的跨学科实践活动积累经验。

二、 教学目标

（1）通过分析中国居民平衡膳食宝塔，归纳得出合理膳食的原则。

（2）通过对土豆和薯片能量的测定，形成物质与能量观。

（3）利用“薄荷健康”软件，讨论设计健康食谱，理解合理膳食对青少年成长的重要性，形成健康饮食的意识。

三、 教学过程

（一）问卷调查，导入课堂

教师利用问卷星发放调查问卷，学生在平板电脑上点击回答三个问题。问题1：当上学准备迟到时你是否会按时吃早饭？问题2：一日三餐吃得最多的是哪一种食物？问题3：你是否会用薯片等油炸食品代替正餐？教师当堂收集并展示调查数据：80.1%的学生上学准备迟到时也会按时吃早饭；58.3%的学生一日三餐吃得最多的是肉类，38.7%的学生吃得最多的是水果，3%的学生吃得最多的是蔬菜；3%的学生经常用薯片等油炸食品代替正餐，44%的学生偶尔用薯片等油炸食品代替正餐，53%的学生从不用薯片等油炸食品代替正餐。由调查数据引出青少年要合理膳食。

设计意图：利用在线调查问卷简单调查学生的日常饮食情况，通过问卷调查数据导入课堂，激发学生的学习兴趣，提高学生的课堂参与度，调动学生的学习积极性。问卷星能实现数据的快速收集，形成数据条形图，直观展示学生的日常饮食情况，从而引出青少年要合理膳食。

（二） 深化情境，驱动任务学习

1. 阅读材料，归纳合理膳食

首先，教师展示中国居民平衡膳食宝塔（如图1），让学生结合课本第81页和82页的内容，自行总结为实现合理膳食应该怎样做。学生结合图片及课本文字，总结出：合理膳食要做到主副食合理搭配、三餐合理搭配、荤素合理搭配、饮食要定时定量、粗粮和细粮合理搭配。

接着，教师用PPT呈现材料一：大部分膳食纤维不能被人体消化和吸收，但能促进肠道的蠕动，促进食物及残渣过肠道，使肠道内有害物质迅速排出，有利于人体的健康。多食用一些膳食纤维含量丰富的食物，还能促进胆固醇的代谢，有利于预防心血管疾病。此外，对于体重超标的人来说，多食用膳食纤维含量丰富的食物既可以消除饥饿感，又不会增加体重，还有利于保持正常体形。

最后，教师引导学生根据材料一分析为什么要适量摄入蔬菜、水果。学生小组讨论，提取材料一的关键语句，进一步得出：蔬菜、水果中含有膳食纤维，适量摄入蔬菜、水果能促进肠道蠕动、预防心血管疾病、保持体形等，对人体的健康具有重要作用。

设计意图：让学生结合中国居民平衡膳食宝塔和课本内容，总结合理膳食的原则，提高学生的读图能力和归纳总结能力。通过文字材料介绍，让学生了解到蔬菜、水果中含有膳食纤维，并总结食用膳食纤维的功能，从而培养学生阅读文字、提取关键信息的能力。

2.分析比较粗粮和细粮

教师给出红薯、小麦、玉米、大米、山药等食物的五张图片，让学生区分出哪些是粗粮，哪些是细粮，并结合粗粮和细粮的营养成分表（如表1），思考为什么要粗粮和细粮合理搭配。

待学生小组讨论后，让各小组派代表在平板电脑上将五张图片的选项分别拉入表示粗粮、细粮的方框中，并上传教师端。学生通过粗粮和细粮的营养成分表发现，粗粮和细粮在维生素的种类和含量及镁、膳食纤维的含量上存在差异，所以为了满足人体健康的需求，应搭配食用不同种类和数量的粗粮和细粮。

设计意图：通过图片让学生学会简单分辨常见的粗粮和细粮，学生完成任务后将结果上传至教师端，以便教师了解学生对常识性知识的掌握情况而继续教学，也让学生在对照其他组上传的图片时，学会纠正自己的前概念，这比直接传输知识效果更好。让学生结合表格的数据分析粗粮和细粮在维生素的种类和含量及镁、膳食纤维的含量上存在差异，提高学生分析数据、阅读表格的能力，并让学生说出不同食物中营养物质的种类和含量存在差异以及粗粮和细粮合理搭配的重要性。

3.编辑共享文档，探究薯片、土豆片的热量差异

问卷调查结果显示，部分学生偶尔会用薯片等油炸食品代替正餐。那么，食用同等质量的薯片和土豆片，摄入的热量相差多少？为了探究同等质量的土豆片和薯片的热量差异，某兴趣小组设计了如下实验：

实验材料：薯片1.84 g（一片），干土豆片（一份），清水，试管A和试管B（完全相同），火柴，镊子，酒精灯，标签，培养皿，烧杯，铁架台，电子温度计（2个）。

实验操作步骤：

（1）往试管A和试管B中分别加30毫升清水；

（2）将2个电子温度计传感（银色）的一端分别伸入试管A和试管B的清水中央，测量室温下清水的初始温度，此后温度计一直悬置于试管中的清水中央；

（3）用镊子夹取一片薯片（1.84 g），用酒精灯点燃，置于试管A底部加热，由于火焰较大，直接将未完全烧完的薯片丢入大烧杯，读取电子温度计示数；

（4）用镊子夹取一片干土豆片（1 g），用酒精灯点燃，置于试管B底部加热，加热结束后读取电子温度计示数；

（5）小组成员将实验数据记录在活动单上，再汇总填入Excel表格（如表2）中。

表2 土豆片和薯片的热量差异记录表

[ 食物名称 起始温度/℃ 最终温度/℃ 温度上升值/℃ 干土豆片 薯片 ]

实验注意事项：

（1）使用酒精灯时，注意避免火焰灼烧到电子温度计，使用完后用灯帽盖灭酒精灯，并将酒精灯放在远离手肘处，避免打翻；

（2）用镊子夹取实验材料灼烧时，要注意夹取的位置，避免火焰灼烧到手。

教师指出，该实验的操作步骤存在一些错误，请同学们小组讨论，找出错误并尝试纠正，同时说明理由。学生通过小组讨论找出两处错误：一是步骤（3）应将完全燃烧完的薯片丢入大烧杯，燃烧不充分会导致实验数据误差；二是步骤（4）应该用镊子夹着土豆干用酒精灯点燃，实验探究要遵循单一变量原则，薯片和干土豆片的重量要一样。

学生纠正实验操作错误后，教师分发小组成员分工表，每一小组内分别委派实验操作员（纪律管理员、酒精灯管理员、在线表格填写员、发言员）。委派结束后，教师指示学生按照正确的实验操作步骤小组分工进行实验，并在每组提供的平板电脑上用Excel 表格记录实验数据，同时将实验数据上传至教师端。实验结束后，教师请各小组成员观察并分析各小组投屏的数据，找出有问题的数据，并分析出现问题的原因。

第二组学生代表指出，第一组干土豆片的数据有问题，原因是干土豆片燃烧不充分或干土豆片没有完全脱水，因此难以点燃。第六组学生代表指出，第三组实验数据有问题，原因是没有将燃烧的实验材料置于试管底部合适位置进行加热，因此出现热量的散失。

最后，教师请学生根据实验数据分析可以得出什么结论，对健康饮食有何启示。学生回答：同等质量的土豆片和薯片，薯片所含的热量比土豆片高得多，因此要避免用薯片等油炸食品代替正餐，日常生活中应少吃油炸食品，避免过度肥胖，做到健康饮食。

设计意图：教师将有问题的实验步骤呈现给学生，通过“大家一起来找茬”的活动形式，培养学生的科学思维和辩证思维。通过燃烧薯片和土豆片，获取实验数据，培养学生的小组合作、动手操作和探究实践的能力。用Excel表格记录数据并同步到大屏，有助于学生把控整个实验的进度，也有助于教师及时了解学生的实验进展，及时对学生实验过程中存在的问题进行指导。

用腾讯文档突破了时间的限制，提高了数据输入效率。现场统计数据和取平均值，使得出结论更为及时、有效、可靠［1］。将信息技术融入生物学实验探究过程中，让学生现场处理实验数据，小组讨论实验数据可能存在的问题，使学生在交流与反思过程中领悟到科学探究是一个不断总结失败经验的过程，有助于锻炼学生的批判性思维能力和语言表达能力。

4.运用“薄荷健康”软件设计并评价食谱

当今社会，人们在满足基本生存需要的基础上，更加注重饮食健康与食品安全。因此，教师先向学生介绍“薄荷健康”软件是一种人们常用的监测与规范自身饮食的软件，然后选定每组一个学生，按照PPT中提供的操作步骤将他的身高、体重、年龄、性别等基本数据输入，根据软件相关提示及要求，小组讨论设计属于他的个性化一日食谱，并将设计好的食谱上传至教师端。

食谱设计完成后，第四小组代表上台介绍本组成员的基本信息，指出由于该成员体重偏重，因此为他设计一日减重食谱，即早餐摄入300克油煎荷包蛋，100克全麦面包，200毫升牛奶；午餐摄入120克番茄炒鸡蛋，120克米饭，100克生菜，150克水煮鸡胸肉；晚餐摄入120克米饭，50克炒蚕豆，200克水煮虾，100克红烧鱼，100克蘑菇炒青菜。

教师引导其他小组成员对该小组设计的食谱进行评价，找出该食谱符合合理膳食的哪些原则，并且指出其不足之处，提出改进方案。

第三小组代表指出第四小组的食谱设计符合主副食合理搭配、三餐合理搭配、荤素合理搭配等原则，但是早餐热量的总摄入量超标，三餐热量占比应符合3∶4∶3，因此应将油煎荷包蛋减量，或者将油煎荷包蛋换为水煮蛋。

设计意图：利用热门健康食谱软件，让学生动手、动脑进行个性化的食谱设计，使学生意识到合理膳食、健康饮食在社会中得到人们的广泛关注。利用真实的生活情境，不仅可以让学生重视自身的健康问题，还可以对青少年合理膳食的原则进行检验和运用，更明确了合理膳食在青少年成长中的重要性，使学生在日常生活中更加关注自己的饮食健康，促进学生身心健康发展。

四、教学反思

本节课从归纳合理膳食的原则，到燃烧干土豆片、薯片测定热量，再到运用合理膳食的原则设计个性化健康食谱并完善食谱，整堂课逻辑清晰，具有条理性，也让学生体验到健康食谱的制定过程，形成健康饮食的意识。在本节课的教学中，多个活动都设计了学生反思的环节，有助于培养学生的辩证思维。

本节课在填写在线调查问卷收集学生饮食情况、在教师端展示学生的粗细粮分类、通过Excel表格收集并展示学生探究食物热量的数据、利用“薄荷健康”软件设计健康食谱等环节，都巧妙地将信息技术作为探究实验的工具融入课堂教学中，尝试运用跨学科教学的方式提高学生的科学探究能力，让学生明白知识并不是单一的，而是多学科融合的。本节课也引发教师思考，改革传统的生物学实验教学方式，尝试与不同学科进行跨学科教学，提高学生的综合素质。

［   参   考   文   献   ］

［1］  邵绍元.“能量的释放和利用”一节的教学设计［J］.生物学教学，2020（9）：30-31.

（责任编辑 黄春香）