生物科学是自然科学中的基础学科之一,承担着提高学生生物科学素养的责任。科学高效的生物课堂是提高学生科学素养的关键环节。生物教学设计作为生物课堂教学的重要指导,是连接生物教学理论和教学实践的桥梁。基于脑的教学理论是一种与时俱进的教育理念,即以学生的发展为本位;其次基于脑的教学观点符合生物课程改革趋势,在教学内容上关注核心概念,强化“少而精”的教学思想;第三,生物学科的特点有利于基于脑的教学理论运用,脑结构和功能的学习是生物教学内容的一部分,生物学科可以学习脑继而运用脑,这是其他学科不具备的特点。因此,将基于脑的教学观点与生物课堂教学设计联系起来,尝试理论指导实践,构建一个科学、高效的生物课堂。本文利用教育学研究中的文献法、实验法和访谈法,以“基于脑的生物课堂教学设计”为研究对象,进行了如下研究。首先,对论题相关的核心概念进行界定,并阐述了研究意义、研究方法、研究目标和创新之处。研究的创新之处在于将理论研究学科化,即将基于脑的教学理论运用到生物课堂教学设计中,验证基于脑教学理论的指导意义。最终实现的研究目标是:构建基于脑的生物课堂教学的基本策略;完成基于脑的生物课堂教学设计的典型案例;通过基于脑的生物课堂教学设计的实践,提高学生学习效率、增强学生情绪管理和社会交往能力。在对基于脑的教学理论和生物教学设计的相关理论梳理过程中,重点阐明吉文的心智剧场理论、凯因夫妇的“基于脑和心智的学习原理”以及通用教学设计理论。大脑的自然学习系统分为五个部分:情绪学习、社会学习、认知学习、身体学习和反思性学习。他们共同构成人的心智剧场。不同的学习系统其核心要素、教师的作用和学生的需求是各不相同。凯因夫妇强调教学的关键是追求意义,基于脑的教学应具有三个要素:编排浸润状态,放松警觉和积极加工。根据对于各个理论基础的理解,提出基于脑的生物课堂教学设计可采取的四种策略:优先处理情绪事件;注重知识意义的构建;关注课堂互动反馈以及提供学生肢体运动的机会。运用这些策略完成《生态系统的能量流动》和《群落的结构》两节课的教学设计。难点在于如何将理论论述转化为可操作的教学环节。通过多个生物教学案例的设计,验证基于脑的教学理论的可操作性。调查数据的收集和分析主要包括:生物统考成绩,教师教学综合能力调查结果和个人访谈结果三个方面。前者从定量的角度论述基于脑的生物课堂教学设计对提高学生学习效果的积极作用;问卷调查和个人访谈是对学生的想法进行梳理和归纳,从定性的角度说明基于脑的生物课堂教学设计,有利于学生情绪的改善。定性定量双重角度,对基于脑的生物课堂教学设计进行全面评价。最后,提出研究过程中需要注意的问题,展望基于脑的生物课堂教学设计,在未来发展更加成熟、完善。