高中生物概念模型自主建構(gòu)的思維訓(xùn)練之法論文
摘要:教學(xué)的核心問題是改善學(xué)生思維的方法。本文以人教版高中生物必修3的概念教學(xué)為例，通過實(shí)例構(gòu)建、定義描述、模型轉(zhuǎn)換和板書示例等方法談高中生物課堂教學(xué)中的概念模型自主建構(gòu)的思維訓(xùn)練。
關(guān)鍵詞:概念 概念模型 建構(gòu) 思維
“教”和“學(xué)”其本質(zhì)都是學(xué)，教育的總體目標(biāo)不僅僅是幫助學(xué)生在學(xué)校取得好成績，更重要的是讓他們掌握對自己一生都有用的知識(shí)，所以教學(xué)的核心問題是通過一定的教學(xué)策略改善學(xué)生思維的方法。思維很重要的一部分便是概念的形成，并對頭腦中已有概念進(jìn)行組織歸類形成概念模型。本文以人教版高中生物必修3的概念教學(xué)為例，談高中生物課堂教學(xué)中的概念模型自主建構(gòu)的思維訓(xùn)練。
1實(shí)例構(gòu)建
認(rèn)知心理學(xué)告訴我們，所謂概念就是將物體、人物、事件或觀念在人腦中加以抽象或歸類，所以具體而典型的實(shí)例有助于明確概念的內(nèi)涵和外延。教師可從非常典型的事例開始，分析它的特征，讓學(xué)生自主形成正確的概念。如在學(xué)習(xí)種間關(guān)系“競爭”時(shí)，可以教材中資料1的高斯實(shí)驗(yàn)實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生分析：①單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)兩種形態(tài)和習(xí)性很接近的草履蟲的數(shù)量增長為什么呈“S”型曲線?②混合培養(yǎng)時(shí)兩種形態(tài)和習(xí)性很接近的草履蟲的數(shù)量一開始為什么會(huì)增長?③隨后為什么雙小核草履蟲個(gè)體數(shù)繼續(xù)增長，而大草履蟲個(gè)體數(shù)下降，16天后只有雙小核草履蟲存活?最后強(qiáng)調(diào)這兩種草履蟲都沒有分泌殺死對方的物質(zhì)，從而總結(jié)這兩種草履蟲相互之間在爭奪資源和生存空間等，最終的結(jié)果表現(xiàn)為一方占優(yōu)勢，而另一方處于劣勢而死亡。進(jìn)而定義生物學(xué)上關(guān)于不同種生物之間的“競爭”關(guān)系的概念。
實(shí)例法構(gòu)建的概念對學(xué)生來講往往只是強(qiáng)化了實(shí)例的對應(yīng)性，而對概念本身的實(shí)質(zhì)可能闡述得不透，為避免這種情況的發(fā)生，教師必須尋找不同的實(shí)例，從不同的角度對學(xué)生自主構(gòu)建的概念進(jìn)行修正。如對剛構(gòu)建的“競爭”概念，可以立即引入以下實(shí)例：在一個(gè)池塘里，大、小鱸魚爭奪食物，他們的關(guān)系是什么?水稻田里，水稻和稗草的關(guān)系是什么?以修正“競爭”概念中對象的問題———不同種生物，以及“競爭”的結(jié)果并不是只有一方處于劣勢而死亡，也可能表現(xiàn)為相互抑制。
在種間關(guān)系的概念模型構(gòu)建過程中，運(yùn)用實(shí)例構(gòu)建的方式比較容易讓學(xué)生自主構(gòu)建正確的概念。另外，如種群、群落、群落的垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、食物鏈、食物網(wǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等概念的教學(xué)均可用此法教學(xué)。
2定義描述
有些概念是生物學(xué)的專有名詞，學(xué)習(xí)這些概念的目的是了解它的內(nèi)涵及與其他概念之間的關(guān)系。這樣的概念在教學(xué)過程中可直接用定義的描述教給學(xué)生，再通過具體的事例理解概念的內(nèi)涵、分析概念間關(guān)系。如種群的特征這節(jié)課的概念模型構(gòu)建就用此法對學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練。前三章學(xué)生們都是從個(gè)體水平學(xué)習(xí)了生物個(gè)體可以通過自身的調(diào)節(jié)作用維持穩(wěn)態(tài)，那么把視野從微觀的個(gè)體水平轉(zhuǎn)化為宏觀的群體水平，則首先接觸的就是種群的概念———在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的全部個(gè)體形成種群。從字面上這個(gè)概念不難理解，但讓同學(xué)區(qū)別具體事例是不是種群時(shí)學(xué)生往往會(huì)混淆。因此我們可以列舉不同的事例，從不同的側(cè)面豐富概念的內(nèi)涵。
概念的學(xué)習(xí)并不是孤立的，在概念學(xué)習(xí)的過程中必須激活學(xué)生們頭腦中與此概念聯(lián)系的相關(guān)概念，組建概念模型。如學(xué)生在“種群的特征”中相關(guān)數(shù)量特征的學(xué)習(xí)中，關(guān)鍵是要把通過定義描述法學(xué)習(xí)的“種群密度”、“出生率和死亡率”、“遷出率和遷入率”、“年齡組成”、“性別比例”等概念聯(lián)系起來找出它們的核心問題———“種群密度”，分析它們影響種群數(shù)量的方式，自然構(gòu)建出如圖1的概念模型。
3模型轉(zhuǎn)換
必修3教材無論是知識(shí)呈現(xiàn)還是欄目活動(dòng)，都有相關(guān)概念模型構(gòu)建的訓(xùn)練。如教材用概念圖的形式描繪了血糖的來源和去路、甲狀腺激素分泌的分級調(diào)節(jié)過程、水鹽(體溫)平衡調(diào)節(jié)過程、細(xì)胞(體液)免疫過程等;“問題探討”欄目要求學(xué)生構(gòu)建生物和非生物之間關(guān)系的圖示模型;“自我檢測”欄目中要求學(xué)生畫內(nèi)環(huán)境、種群的數(shù)量特征、相應(yīng)的神經(jīng)細(xì)胞名稱和功能、免疫的相關(guān)概念等的概念圖。我們可以利用課本已有的概念模型在教和學(xué)的過程中適時(shí)轉(zhuǎn)換，靈活應(yīng)用，訓(xùn)練思維。
充分利用教材“建立血糖調(diào)節(jié)的模型”的模型建構(gòu)活動(dòng)，通過小組作業(yè)的形式實(shí)施動(dòng)態(tài)的'物理模型，分析討論，使學(xué)生構(gòu)建血糖調(diào)節(jié)的概念模型。在這個(gè)知識(shí)環(huán)節(jié)的教學(xué)中，先讓學(xué)生課外閱讀課本的“建立血糖調(diào)節(jié)的模型”活動(dòng)介紹，讓同學(xué)分組準(zhǔn)備飯后和運(yùn)動(dòng)后的血糖調(diào)節(jié)的兩個(gè)劇本，課上學(xué)生分組交流模型構(gòu)建的過程和結(jié)果。有的小組通過情景劇的方式談?wù)摿嗽诓煌闆r下機(jī)體血糖調(diào)節(jié)的過程，有的通過flash動(dòng)畫的形式描繪了人體不同情況下血糖平衡的調(diào)節(jié)過程……同學(xué)以小組的形式積極參與，并在具體實(shí)施和評價(jià)的過程中，不斷發(fā)現(xiàn)自己構(gòu)建模型的不足而加以修正，最終構(gòu)建出大家一致認(rèn)可的血糖調(diào)節(jié)的概念在教學(xué)過程中還可以運(yùn)用數(shù)學(xué)模型來模擬不同種間關(guān)系中的不同種群數(shù)量隨時(shí)間的變化，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解各種間關(guān)系的概念。利用種群的數(shù)量增長的“J”型曲線和“S”型曲線的數(shù)學(xué)模型來理解種群數(shù)量增長的概念。
4板書示例
教師的板書對學(xué)生的思維訓(xùn)練起著一定的作用，以示例的方式潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生的思維過程。以往我們往往都以線條、板塊的形式書寫板書，這種方式確實(shí)能訓(xùn)練學(xué)生的條理性，但如果改用概念模型的方式勾勒一節(jié)課的靈魂則更能訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維，加強(qiáng)概念之間的聯(lián)系性。正如人的長期記憶與新突觸的建立有關(guān)一樣，概念模型的構(gòu)建就是在不斷地建立新的“突觸”，在解決新問題的過程中這些適當(dāng)?shù)穆?lián)系更有用處。如必修3第1章第2節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性的板書(見圖3)。
這樣的板書
可以讓學(xué)生一目了然地知道本節(jié)課圍繞著“穩(wěn)態(tài)這個(gè)中心詞，第一層面要掌握其實(shí)質(zhì)、主要調(diào)節(jié)機(jī)制、重要意義等內(nèi)容;第二層面掌握其實(shí)質(zhì)就是內(nèi)環(huán)境成分和”理化性質(zhì)的動(dòng)態(tài)平衡，其主要調(diào)節(jié)機(jī)制是神經(jīng)———體液———免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，其重要意義是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件;第三層面掌握內(nèi)環(huán)境的成分有哪些、理化性質(zhì)包括什么、為什么說內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。知識(shí)不是孤立的，它必定會(huì)和其他知識(shí)相關(guān)聯(lián)，我們應(yīng)該讓新學(xué)的知識(shí)不斷地和以往的知識(shí)聯(lián)系在一起，并不斷地在新的任務(wù)中能有所體現(xiàn)，這就是我們學(xué)習(xí)的目標(biāo)。
概念并不是通過一種方法習(xí)得，但我們可以充分利用教材、結(jié)合實(shí)際通過實(shí)例構(gòu)建、定義描述、模型轉(zhuǎn)換和板書示例等方法對學(xué)生進(jìn)行概念模型自主建構(gòu)的思維訓(xùn)練，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中可以運(yùn)用以上方法解決問題。
參考文獻(xiàn)
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