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【关键词】前概念 特征 类型 教学策略
物理前概念是学生在学习科学物理概念之前对物理现象和规律的想法和理解。由于学生头脑中已形成了前概念,因此在物理教学中,教师对此必须有明确的认识,清楚其特征,注意其类型,采取有效的教学策略,以帮助学生实现有意义的学习,使学生有效地掌握科学的物理概念。
一、前概念的形成
学生头脑中前概念的形成主要是以下几方面的原因。
1 生活常识先入为主。学生在先前的现实生活中对周围的物理现象获得了一些感性认识,久而久之自然得到了一些经验。其中,有些经验是正确的,有助于掌握有关的物理概念。也有些“经验”属于偏见。这是因为有些物理现象的本质特征往往不以强烈刺激的形式出现,本质被遮盖了;而表现非本质特征的成分,往往又以较强刺激的形式出现,在学生头脑中留下了深刻的印记。例如,多数学生认为拔河比赛中赢的一方用的力肯定大于输的一方。
2 单凭直觉的推理。一些学生对一些相关的物理概念理解不透,没有经过深思,单凭直觉进行主观臆断。如学生观察到铁块放在水中下沉,就认为铁块在水中不受浮力的作用。
3 前知识的负向干扰。随着知识的增多和经验的积累,有时一些知识和技能的掌握却干扰了另一些知识技能的掌握。例如:学习研究过宏观现象,研究微观现象时就自觉或不自觉地带着宏观的观点看待微观现象,甚至把宏观的规律硬套在微观现象上。
二、前概念的特征
1 迁移性。学生先前的知识对新知识的建立有时起着积极的推动作用,有时也会产生一些负面的影响。例如:干燥的温度计,在电风扇吹风下,其示数是否变化?按生活经验,当风吹来时人就感觉凉爽,学生由此判断得出温度计示数减小的错误结论。
2 隐蔽性。由于学生大脑中的前概念是潜移默化形成的,因此它以潜在形式存在,平时不易表现出来。当教学中讲授科学的物理概念时,学生马上就会联想到他们头脑中的前概念。当让学生用物理概念去解释问题时,前概念马上就会表现出来。
3 矛盾性。前概念是学生通过日常生活中观察到的点滴形成的,是零碎、不系统的,在不同的环境中往往出现相矛盾的结果。例如:学生观察到钢铁制成的轮船浮在水面上,认为正是由于浮力的存在才使轮船浮在水面上,但对于铁块放在水中下沉却坚定地认为铁块不受浮力作用。
三、前概念的类型
根据前概念对后续科学的物理概念学习的影响,可以分成两类。
1 学生的前概念与科学概念总体一致。在提供给学生一定的预备知识之后,再辅之以有关的实验引导,便不难使学生形成正确的物理概念。它的正迁移作用可成为物理概念学习的资源和概念学习的新的生长点,可使学生尽快地掌握新知识的概念和知识结构。例如从不同物质轻重的概念转换成密度的概念。
2 学生的前概念与科学概念不一致。在学生的原有经验中,有些前概念在头脑中已经有了相当长的发展时间,且已形成了系统的却并非科学的概念。这些错误的前概念如果得不到及时纠正,将影响对物理新知识的同化和顺应,甚至歪曲新知识的意义,使学生形成错误的思维,变成物理学习的障碍,学生会觉得物理难学。比如,学生在日常生活中经常看到铁块沉于水中的现象,于是就在头脑中形成了铁块可以沉没于任何液体中的前概念。当讲授阿基米德原理、演示铁块漂浮于水银面上时,许多学生根本不相信,认为这是教师在玩魔术。
四、前概念转变为科学概念的教学策略
1 针对不同类型的前概念采取不同的教学方式。类比法就是指学生在进行对科学概念的理解时,与前面学过的相似知识作比较,前提是这些知识的结构、性质学生先前已经很熟悉了。如学生对静止在桌上的书受到桌子对它向上的支撑力难于理解,认为没有生命的桌子不会施加力给书,这时老师就可以用手托书作类比,如果学生还不理解,就用放在弹簧上的书作类比,这样一直到学生明白为止。
一、巧用物理模型解决核心概念
1.细胞结构
谈到生物,不得不讲的核心概念肯定是细胞结构。细胞是生物体结构和功能的基本单位,但细胞体积小,结构复杂,只有借助电子显微镜才能一探究竟,学生建构这个核心概念就很有难度。而通过自己制作物理模型,就可以将这些问题解决,同时还能对微观世界有较形象的了解。
2.生物膜的流动镶嵌模型
这个核心概念的得出是众多科学家长期探索而来的。了解探索过程就是培养学生的科学思维过程,因此笔者采取了绘图的方式来进行模型建构。
科学史是从19世纪欧文顿做的植物细胞的通透性实验开始的,顺着科学史的展开,学生依次画出了混乱排列的脂质和蛋白质、四种结构的磷脂双分子层的排列模式、蛋白质在两侧磷脂在中间且磷脂尾对尾排列的暗―亮―暗结构、蛋白质部分嵌入或贯穿磷脂的模型四种变化的图,绘图体现了探究的历程。最后,我引申了一下问学生:“你们建构的模型可以变成动态吗?”最后还是有同学奇思妙想,呈现了磷脂分子在流动(尾部摆动),蛋白质分子在运动(箭头表示蛋白质从一处运行到另一处)的“流动镶嵌模型”。
二、巧用物理模型突破难点概念
1.输血、血型、凝集现象
初中生物中有一节内容是“输血与血型”,ABO血型有四种,输血过程中会发生凝集现象,但是对于血型怎么回事,凝集是如何发生的,学生并不是很清楚。笔者曾有幸在一次初中对外公开课中看到了一位老师精心制作的模型:她用橡皮泥制作了三种类型的红细胞,一种是红细胞上无抗原的,一种是红细胞上有用蓝色三角捏上去的抗原的,还有一种是红细胞上有用黄色圆球捏上去的抗原;相对应的只能与蓝色三角相结合的蓝色抗体(在血清中)和只能与黄色圆球相结合的黄色抗体。老师用四只小烧杯呈现了四种血型,让学生观察从而分析清楚了四种血型的组成。而当不同的血混在一起后,相应的抗原抗体就会结合(蓝色的三角和蓝色形状的抗体结合,黄色圆点和黄色形状的抗体结合),这就是凝集现象,学生也就懂得了输血要输同型血的原则。通过这样一个模型学生自己观察,亲自操作,难点概念自然迎刃而解。
2.解旋酶、限制酶和DNA连接酶
在高中生物中,这三种酶是学生容易搞错的难点。其实,在清楚DNA结构组成后这就不算难点,但由于DNA结构本身比较抽象,学生没有空间概念。而模型就有这个好处,可以通过学生的摸索建立空间概念。笔者曾经在上课过程中用纸做的模型来解决这个难点,显示详细的结构,然后让学生用剪刀来进行操作,进而解决多种酶作用位点。通过合作摸索和互相对比,学生就理解了这几种酶的概念。
三、妙用物理模型辨析易混概念
1.DNA连接酶和DNA聚合酶
借助我们的纸模型,这样的易混概念也就清晰明确了。当然,这两个概念主要借助了透明胶黏合来表示酶作用的位点。通过已经“切”好的DNA的片段,让学生用胶带黏合,通过操作,学生很轻易地就明白了连接酶是连接两个DN段的,作用位点是两个特定位置的磷酸二酯键;而聚合酶的作用位点,是将单个的脱氧核苷酸连接成DN段的,作用位点是每个脱氧核苷酸间的磷酸二酯键。
2.染色体和染色质
相信,为了辨析清楚这两个概念,很多模型都被不同老师引用过。例如,最经典的用电话线和电话线圈来比喻,但我觉得这个比喻并不是很贴切,只是借用了“形”,而没有考虑实际组成,学生听了会觉得染色质就是一样东西构成的,对教材要求掌握的染色质是由DNA和蛋白质构成的这个内容就会忽视。因此,模型建构有时还要考虑准确性。而最近在做女生的串珠子手工时,我忽然间就对这两个概念有了新的模型建构的想法,并且实施了。我给学生现场演示了串珠过程,并且让他们对应相应的概念进行理解。首先一条串珠的线,这个就相当于DNA,为了稍微逼真点,我还特意用两股线缠绕成螺旋状,让学生感受DNA是两条链的,是双螺旋结构的;在不同的地方穿上珠子,代表蛋白质,用不同形状和大小的珠子表示不同空间结构的蛋白质;穿好后长长的一条项链就表示染色质了(呈细丝状)。有时,这条项链要变成珠花或者手串,就要将长长的项链折叠盘旋,这样就表示变成了染色体(呈缩短变粗的棒状)。
一、要正确认识概念教学
由于认识方面的偏差,传统意义上的概念教学,只是单纯地把消化、吸收、生态系统、能量、运动、行为等当做概念,而对这些概念的教学就是让学生背下来,记住就可以了。事实上,教师向学生传递的知识有些是事实性的,有些是概念性的。概念性的知识是从事实中抽提出来的,是对事物本质的揭示,对现象的解释更能入木三分,这样的知识也更容易留存于人们的记忆中,对认识事物和人的持续学习具有更重要的意义。
因此2011版的生物新课标把生物学重要概念放于学科中心位置,包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释。概念通常包括三个要素:概念名词(或概念术语)、概念的内涵及概念的外延。概念的内涵揭示了概念的本质属性和特点,可以较为准确地反映概念的实质。概念名词或术语是对概念的指代。
二、概念教学的实施
那么在实际教学中究竟如何进行概念教学呢?重要的是做好概念教学的设计,一般包括以下步骤:确定重要概念(按照课标修订后的要求);搜集相关事实、信息,筛选甄别;设定教学目标;设置主要问题;选择教学媒体,确定教学手段;设计教学流程;选择评价手段,检测目标达成手段。
在这个流程中,我认为概念教学的精髓在“确定重要概念”和“设计教学流程”两个环节。下面笔者就针对这两个环节展示《生态系统》一节的概念教学片段和大家一块探讨。
(一)确定重要概念(按照课标修订后的要求)
在2011年新修订的课标 “生物与环境”主题中提到:教学中,教师要帮助学生形成以下的重要概念:一个生态系统包括一定区域内的所有的植物、动物、微生物以及非生物环境。具体目标是:概述生态系统的组成。所以,我确定学生在本节中要形成的重要概念之一就是“生态系统的组成”。
(二)设计教学流程
(1)分析草地生态系统
……
师:那什么是生态系统?这是一个草地生态系统,都有哪些生物?
师:对,有树、草、花,鸟,牛、羊,虫子等等,假如虫子死了会腐烂,为什么呢?你喝剩的牛奶时间长了会变质,是因为沾染了什么?
师:对!细菌和真菌。它是不是生物?是。
师:这么多的生物,大家根据它的形态结构特点进行分类。
师:好,这些是植物,这些是动物,细菌和真菌是其他生物。
师:那么,影响这些生物生活的非生物因素有哪些?
师:有阳光、空气、水和温度等。
(2)分析池塘生态系统:
我们再来看这个池塘生态系统,有哪些生物?也分成哪几类?非生物因素也包括哪些?
(3)分析异同:这两种生态系统有什么相同点和不同点?
(4)验证:
那我们是不是可以说,虽然生态系统的类型不同,生物的种类也多种多样,但它们都具有这些共同的特点?大家可以用这个森林生态系统来验证一下,是不是这样?
(5)学生初步总结生态系统
看了这么多的生态系统,你对生态系统的概念已经胸有成竹了吧。
(6)查漏补缺:我们先来看这样一道选择题:
下列哪项是一个生态系统?( )
A黄河里的鱼和长江里的鱼
B一片树林中所有的鸟
C生物生存的环境
D一片农田
大家认为应该选择哪一个?选D,为什么不选A?A和D有什么不同?对,我们说生态系统必须要强调在一定的地域内;那你为什么不选B?对,缺少了生物生活的环境;那C呢?对,缺少了生物。
1 正确的学习态度――物理学习观的前提
在传统的物理教学模式、物理学习方式的驱动下,多数高中学生对物理教师有依赖心理,表现为学习不主动,缺乏浓厚的学习兴趣,上课前等老师来、课堂上等老师讲、下课等老师布置作业等等,这种学习态度与新课改要求格格不入,是不正确的学习态度,新课改倡导学生积极主动学习、主动发展,凸显学生的主体地位。因此,高中生应该主动投入到物理学习的过程中,始终保持良好的学习态度,主动参与到学习中。
“头脑是需要被点燃的火把”,这也给我们物理教学和物理学习提出了培养学生正确的学习观,形成正确的学习态度的必要性。同时心理学研究也表明:在老师的引领下看书学习和听老师讲,学生学会的知识只是所占所学知识的最多是15%,而自己主动探讨、亲身经历的内容则可以达到80%以上。从这一理论来说,老师在多个层面调动学生学习物理的内驱力,让他们以积极地心态学习高中物理,亲身经历学习过程,改变被动的方式,积极投入到物理学习中,为高中物理学习成绩的提高,迈开坚实的一步。
2 找到学习支点――物理学习观的基础
如果将物理学习比作高楼大厦的建筑,支点也就是建筑高楼的脚手架,那么,脚手架搭在哪儿最合适,无疑是关键问题。对于高中物理来说,支点问题就是物理的知识点的理解和物理规律的掌握。
物理学科是实践性比较强的学科之一,物理概念和物理规律等都有“物”的基础,应重视其得出的全过程,知其然知其所以然,学会追根朔源,否则,忽略了物理的“理”,想学好物理就是天方夜谭。
因此,教学中,应该引导学生从记忆概念、背诵规律、题海战术中走出来,否则,做一道题记住一道题的解法,没做过的见到就束手无策,使知识和应用支离破碎。如果每一道习题都能认真分析,明确求解过程的依据,清楚物理的概念和物理规律的理解和运用,逐渐形成独立解决问题的能力,再碰到“生题”时,能快速找到问题的切入点,“生题”也就不“生”了。比如在力学问题中,滑动摩擦力是重点,它与两个相接触的物体间的弹力的方向垂直大小成正比。而弹力是被动力力,它的大小与物体的运动情况和其它受力情况有关,通常由此方向的运动情况用牛顿第二定律解出。如果运动情况或者其它受力情况发生变化,弹力的大小都会发生变化,甚至方向都会变为反向。由于弹力的变化进而引起滑动摩擦力的变化,改变了平行于接触面的运动情况。在这些概念规律和方法掌握后此类问题基本能够迎刃而解。
3 构建知识体系――物理学习观的核心
物理知识包括物理现象、概念、规律和物理方法,老师指导学生构建知识体系,可以采用以线串点的思路。高中物理研究力和运动的关系是其中一条主线,主线上有三条支线,分别是力、运动和反应两者之间关系的规律。第一条支线线上有五种性质力,分别是重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力,主要各自产生机理、大小和方向、相互关系和特点。第二条支线主要有三个描述参量:位移、速度和加速度,几个典型的运动:匀速直线运动、匀加速直线运动、(类)抛体运动、圆周运动和简谐运动,弄清各自运动参量随时间变化的规律等。第三条支线有牛顿定律、动能定理和守恒定律等。几条主线再构建成网络,这样物理知识体系就初步建立。当然完整的体系建立还需做大量的其它工作,但学生只要有了这种意识并开始实施并取得了阶段性成果,他们一定乐于这项工作,其实从某种意义上说我们更需要这个过程。布鲁纳就把结构的重要性放在首位,他强调指出:“不论我们选教什么学科,务必使学生理解该学科的基本结构。”布鲁纳的这一思想道出了构建知识体系的重要性。
4 明确思路和方法――物理学习观的关键
笛卡儿的“最有价值的知识是方法的知识”说出了方法和思路的重要性。物理学板块不是很多,每一个版块思路和方法都不同,比如在力学和电磁学中主体内容是研究力和运动的关系。解决这类问题有两种观点:一是力和运动的观点,在直线运动中运用牛顿第二定律和运动学公式解决,在曲线运动中,抛体运动和类抛体运动运用分解的方法转化为直线运动处理。圆周运动的运动学公式主要是向心加速度的公式。二是功和能的观念。主要涉及两种能量:动能和势能。两个功能关系:一是重力、弹力和电场力等保守力做功等于对应的势能的减少量,二是外力的总功等于质点动能的增加。这两种思路相辅相成,在中学阶段,有些问题由两种思路都能找的解决问题的方法,此时就有方法优劣的甄别的问题。有些只能由一个观点出发得出解决问题的办法。
如果在解决力和运动的问题时,没有这些方法作指导,做题时务必出现思路枯竭,对题束手无策,望洋生叹之感便会油然而生。相反,如果掌握了科学的方法,可以举一反三,将这些方法和思路纳入一定的轨道,便可以快速找到解决问题的途径,从而解决问题技能进一步提高。
一、 围绕学生兴趣开展教学
学生是教学活动的主要参与者,也是教学实施的关键对象。而在生本理念的指导下,教师开展的一切教学活动都应当向学生看齐。这样才可以更好地实践好生本这一理念,并且同时有效地调动起学生的参与热情。
因此,在初中生物的教学实践过程中,为了更好地调动起学生的参与热情,并且有效地激发出学生的学习兴趣,从而更好地做好初中生物教学,并促进学生的发展。笔者认为教师在教学开展的过程中应当充分地围绕学生的兴趣来实施教学工作。
教师可以采取学生所喜爱的形式来实施教学,从而在形式上有效地吸引学生。
例如不少学生喜欢教师在教学的过程中,通过动漫卡通人物演示的一种方式来呈现某些教学内容。那么,教师在七年级上册第三单元第二章第一节《种子的萌芽》这个部分的教学实施过程中,就可以通过学生多喜闻乐见的方式来呈现相关的教学内容。
教师可以用多媒体来展示一颗以福娃这一卡通人物形象为外貌的种子,在土壤中、接受着阳关、雨水的滋润而迅速成长这样一个动态的过程。
这样的一种方式主要是用学生所喜爱的方式进行教学,在开始阶段就吸引学生,从而更好地抓住学生的学习心理。这也将为初中生物的后续有效性教学奠定良好的主体性基础。
二、 让学生成为学习的主人
生本理念下的教学实施其实就是要让学生成为学习的主人,要让学生在整个的学习过程中不断地获得自主、自觉学习的意识,形成自主思考、自主探究、主动创新的能力。
让学生成为学习的主人就是要让学生能够自主地开展学习,并且能够在生物学习的过程中富有探索的精神。所以,在具体的教学实施过程中,教师可以通过诱导性提问、鼓励学生发言等方式让学生成为整个教学实施的主人,让学生充分地融入其中。
例如在八年级上册《人的性别遗传》这个部分的教学实施过程中,可以这样设计:
教师问:大家都知道我们这个社会是由男人和女人组成的,可是为什么会有男人与女人的区别呢?
学生:因为女娲造人补天造成了男人和女人的差别。
教师说:嗯,这个神话故事有一定的道理,但是是从什么时候开始会造成男女的性别差异呢?
学生们摇摇头。
教师说:那好,现在就让我们一起来揭开人的性别遗传这一秘密。首先大家对课本进行阅读,然后思考这样几个问题:人的性别差异是由什么造成的?染色体如何表示?男、女性两者之间有何差别?
学生对课本进行阅读。
教师说:大家刚才已经对课本进行了阅读,下面有谁来回答老师的问题。
学生争先恐后举手回答。
学生1:染色体造成了人的性别差异。
学生2:染色体用字母XY来表示
学生3:男性和女性之间的染色体差异好像不是很大。
学生1:不是,一般是有23对染色体,然后一对性染色体影响了男女性别的差异。
由学生的回答教师就清楚了学生在男女两性之间染色体的差异上遇到了学习的难度,随后教师就可以根据学生的学习情况有针对性地开展教学实施。
这样的一种方式既有效地调动起了学生的学习积极性,也能够很好地依据学生的学习情况有效地促进学生的发展,更加贯彻了“生本”这一理念,而初中生物的教学效率也随之获得了提升。
三、 给予学生积极的鼓励
生本理念下的教学实施就必然要求教师能够有效地调动起学生的学习热情和兴趣,并将其保持下去。在初中阶段的生物教学过程中,要让学生保持这种学习的热情可以借助一些新鲜的事物来吸引学生从而保持住。
关键词: 物理课堂 建构概念 教学策略
高中物理课中老师要采取正确的引导性教学,帮助学生构建学习观念,老师本身就是课堂教学的主要部分,因此老师要发挥好本身在课堂中的作用,从而更好地引导学生学习物理知识,而老师也要清楚学生在课堂上的主体作用,帮助学生培养学习兴趣,从而引导学生正确地建构学习概念。物理课本身就是需要学生构建学习概念以正确的方式理解物理知识,老师在引导学生学习时就要先使学生有学习物理课的兴趣,并以更创新的教学方式不断引导学生正确学习物理知识,促进学生学习能力不断提升。
一、完善教育方式,培养学生学习兴趣
为了适应当前不断发展的教育事业,老师要改变教育方式,从而正确引导学生学习,尤其是在物理方面,物理本身就是一个以理解力为主的科目,以计算题为主,因此在课堂教学上会相对枯燥,这就要求改进教学方式,提高学生学习积极性,从而达到提高学生学习能力的目的。
1.兴趣是引导学生学习的关键,物理课堂本身相对其他科目来说较为枯燥,而且物理题对于一部分学生来说理解起来有一定难度,因此,老师要通过改变教学方式促进学生对物理课产生学习兴趣。老师可以使学生发现物理课堂有意思的地方,例如教学“加速度”一节,老师可以利用举例子的方式,将同学与学习的知识联系到一起,从而引起学生的关注,通过老师幽默的语言吸引学生更专注地听课,从而不断培养学生的学习兴趣,促进学生学习成绩提高。
2.同样老师要帮助学生学习物理知识,尽量用非常通俗的语言解释方式使学生理解所学课程,通过举例、练习等方式让学生学会做一些较困难的物理题,对学习物理知识产生信心,从而使学生产生学习物理的兴趣。当然在这个教授物理知识的过程中,老师可以通过鼓励的方式,为学生学习物理鼓足士气,使学生有不断的精神动力,老师表扬学生,学生会喜欢学习物理,从而提高学生的物理学习成绩。
3.为了适应不断发展的教育事业,高中物理课程的教学方式要随之调整,因此老师可以借鉴现在的创新性教育方式,而物理本身是一门实践性较强的科目,因此老师要重点培养学生的实践能力,多在课堂中进行物理性的小实验,或是到实验室让学生亲手进行实验操作,通过学生亲身实践,学生更容易记住所学物理知识,同样加深学生对物理知识的理解。
二、丰富教育内容,提高学生的物理学习能力
丰富物理课堂教学内容,主要是提高学生的物理学习能力,而物理本身就是一门注重理解与实践的课程,老师则是充当物理知识的教授者与帮助学生理解物理知识的人,从而做到引导学生自主建构概念,帮助学生学习物理知识,而新的物理教学方式也会因为促进学生学习能力不断提高的作用,而被其他老师借鉴,以至于帮助学生全面发展。
1.老师要通过物理课堂引导学生自主建构学习概念,就要以老师为引导,帮助学生学会建构学习概念,而建构学习知识的基础就是要熟悉物理知识,这样才能系统而完整地建构物理知识的概念。老师可以在课堂上借助一些教学设施帮助学生理解老师所讲的知识,例如可以利用多媒体技术播放相关物理实验的视频,同时揭示所学的物理现象。当然有学生不懂的地方,老师可以加以解释,从而帮助学生理解其中比较困难的物理知识,促进学生自主建构知识概念。
2.当然,课堂的引导需要老师与学生的共同配合,因此老师首先要了解学生的学习情况,从而将学习情况相似的学生通过分组的形式集合在一起,老师根据不同学习情况为每个小组布置不同的学习任务,促进班级每个学生物理学习能力的进步。学生学习能力的不断提升会调动学生学习物理的积极性,学生有了学习的积极性就会增强对物理的学习能力,当然这需要老师与学生的配合。同样老师要注重学生的实践能力,在课堂上可以进行一些物理实验,帮助学生理解相关物理知识。
三、物理课堂引导学生自主建构概念的重要性
首先物理课堂引导学生自主建构概念有利于培养学生的实践能力与自主意识,从而保证学生学习能力的不断提高,而要形成这种使学生自主建构的概念,老师与学生要共同配合,从而保证学生学习物理知识的熟练程度,加深对物理相关知识的理解。
其次这种教育模式有利于老师物理教育模式的不断创新,老师要适应当前的教育改革,不断地创新教育模式以促进学生学习能力的提高,学生的学习能力有了提高才能有能力自主建构概念。
最后是促进我国教育事业的不断进步。
物理课本身就具有实践与理解两重性,这就需要老师与学生共同配合,从而不断促进学生学习能力的进步,使物理课堂做到引导学生自主建构概念,提高学生自主能力。
参考文献:
[1]付成角.引导学生读懂课文――教《长江三峡》的一点体会[J].四川师范大学学报(社会科学版),1980(01).
[2]杨美英.在“中医基础理论和诊断学”教学中提高盲同学智能的探索[A].盲人按摩教育、医疗与研究――中国盲人按摩学会第三届第二次全国盲人按摩学术会议论文汇编[C].1999.
学科的基本概念是掌握该学科知识的基础,任何知识都是在扎实的概念理解上构建起来的。在高中生物教学中,核心概念的作用不容忽视,理解核心概念及概念体系的形成与否对于学生真正地掌握生物学知识至关重要。理解概念的关键是要分清概念的本质,在对感性材料的抽象过程中,不要把附带属性作为概念的内容。这就需要我们在众多的生物学概念中提炼出能反映生物学本质的概念,因为这样可以统摄生物学学科的一般概念,可以揭示一般概念之间的联系,这样的概念就叫核心概念。较之学科的基本概念,学科的核心概念对于整个学科知识体系的理解和构建更加具有指导性。因此,对核心概念的获得与形成,以及基于核心概念的获得拓展到高中生物的教学应用,也就具有很强的理论意义和实践意义。
二、生物学核心概念获得的一般过程
任何学科核心概念的获得和形成均有一个循序渐进的过程,包含很多组成环节。高中生物学核心概念获得的一般过程,包括以下几个环节。
第一,注重观察,获得关于事物表象的初步认识。大多数学科知识的最初感知与获得均是通过对事物现象的观察,把通过视觉、听觉等感官得到的第一手感性材料上升为感性认识,当感性认识积累到一定程度时,就形成了生活经验。感性认识越深刻,生活经验越丰富,对于概念的初步形成和掌握也就越有利。
第二,由表及里,对观察到的表象认识进行归纳总结。生物学核心概念的获得与形成,每一个环节都是加深理解的过程。通过仔细的观察和留意生活中的生物学现象,学生积累了一定的感性认识,但只有感性认识是不够的,还必须将感性认识进行深化,将感性认识上升为更进一步的理解,形成一个知识体系。学生通过对观察到的表象认识进行归纳总结,可以将自己最初对生物学核心概念的感性认识转化为理性认识,这是一个从认知到理解的过程。在学生进行归纳总结的过程中,画图分析法有助于学生更好地对知识进行理解,帮助他们找到生物学对象的共同特点并进行发散思维,从而将所学知识归纳形成一个完整的体系。
第三,深化总结,初步形成核心概念的知识体系。概念的深化就是将获得的概念整合到原有的认知结构中,使之成为整个概念系统的一部分,是运用概念进行推理、作出判断、解决问题的过程。在这个过程中,教师扮演着一个重要的角色,就是引导学生将知识和概念进行融会贯通,促使其原有的相对零散的概念形成一个较为完整的体系。在生物教学中,教师要注意教学内容各章节之间的内在联系性和整体性,要对课程教学内容进行宏观上的把握,对教学内容进行带有层次性的分析,以构建具有系统性、联系性的核心概念体系。
第四,举一反三,触类旁通。学习知识的最终归宿是要落到实践中,只有实践才能考查知识的掌握情况。通过举一反三、触类旁通,使学生对掌握的核心概念进行具体的应用。因此,课堂教学中,教师要积极地对学生进行引导,充分发挥学生学习的积极性、主动性和创造性。在教学核心概念时,教师可以放手让学生自己去画概念图,构建知识体系,帮助他们深化理解现有的核心概念并进行具体的运用。
三、概念获得理论在高中生物教学中的具体应用
依据概念获得理论,在高中生物教学过程中,主要有以下方面的应用。
第一,相关概念图的构建。概念图一目了然,具有很强的针对性,可提高学生对生物核心概念获得的精确性。因此,构建概念图是当前概念获得理论在高中生物学教学中较为常见的运用方式。在相关概念图的构建中,要注意以下三点:(1)概念图要便于理解。概念图要具有简洁性,过于繁琐的概念图将增加学生对核心概念的理解难度。所以,概念图的一个重要特征就是以最小的信息量反映出最关键的核心概念信息。(2)概念图要具有层次性。依据生物核心概念的层次关系,将概念之间的层次性体现在概念图中,能扩大概念图的信息量,并使概念图更加简洁明了,易于理解。(3)概念图中涉及的内容均为生物学的核心知识和概念。在概念图构建的过程中,首先要对概念图的内容进行初步筛选,次要的非核心的概念内容应当省略。
第二,循序渐进的教学方式的运用。对于生物核心概念的教学要由浅入深、循序渐进,遵循生物教学的客观规律。在教学过程中,教师要给学生搭建循序渐进的学习阶梯。例如,教学DNA时,可以设置如下的学习阶梯:(1)DNA的组成单位是什么?它由哪三部分组成?(2)DNA的组成单位有几种?怎样制作它们的纸质模型?(3)怎样将制作的脱氧核苷酸纸质模型连接成长链?这样既可以帮助学生更好地发现和思考,掌握每个学习阶梯内的核心概念,又可以使学生享受到学习的成就感,提升他们学习生物学的积极性和主动性。
第三,去粗取精,去伪存真。在整个高中生物学知识体系中,并非所有的概念均为核心概念,在学生自身理解和总结的概念体系中,也并非所有的概念均具有科学合理性。因此,去粗取精、去伪存真就非常重要。这
要求教师在教学中,一方面要罗列主要的知识点,打造核心概念体系;另一方面,要帮助学生进行概念梳理,将学生总结出来的不合理的或者不正确的概念剔除,实现去伪存真。如在构建概念图的过程中,要求概念图涉及的内容均为生物学的核心知识和概念,这就是去粗取精的一个实际体现。
第四,理论结合实际,为学生学概念创设相应的情境。生物学教学要与实际生活相联系,增强生物学核心概念在实际生活中的应用性。当生物学的核心概念与实际生活相联系并且可以在实际生活中得到具体运用时,就会提升学生学习生物学核心概念的积极性,使学生能够主动以生物学核心概念的视角认识和分析实际生活中的问题。通过理论与实际相结合,不仅提升学生对于生物学核心概念的理解,而且从某种程度上,这种结合超出了高中生物学课堂的范畴,对于学生在今后的学习甚至生活中的学习能力、思考能力都有着巨大的推动作用。因此,教师在平时的生物学教学中,一定要理论结合实际,将生物学的核心概念和知识与实际生活相联系。
四、结语
生物学核心概念体系的形成和掌握,可以对学生在生物学知识的学习中予以引导,为他们学习生物学知识打下扎实的基础,提高他们生物学学习的积极性、主动性和创造性,并促使他们不断探索和发现生命科学的规律。总之,教师在日常的生物学教学中,一定要善于归纳、思考、总结,帮助学生更好地进行生物学核心概念的梳理,并不断给学生创造展示自己的平台,让他们充分发挥自身掌握的生物学核心概念运用于生活实际,从而调动学生生物学学习的积极性,真正树立和培养学生学习生物学的兴趣。
参考文献
[1]赵静.生物教学中的概念图理论[J].文理导航,2011(20).
【关键词】生物学;核心概念;图表;概念形成模式
美国著名课程专家艾里克森提出了概念为本的课程与教学理论。他认为:“要为教学单元确定一个核心概念,如果没有一个核心概念,那么单元的学习只能停留在较低的认知水平。”高中生物课程标准中也明确提出“倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”。可见,探索生物学核心概念的有效教学模式,切实提高学生的生物科学素养是新课程改革背景下师生面临的共同课题。
1.相关概念的界定
1.1核心概念的内涵
核心概念是位于学科中心的概念性知识,包括重要概念、原理、理论等的基本理解和解释,这些内容能够展现当代学科图景,是学科结构的主干部分。学生把握了核心概念后,就不用死记大量的生物学事实性知识,通过核心概念的迁移应用就可以解决事实性问题,不但减轻了学习负担,而且提高了分析问题、解决问题的能力。
高中生物人教版必修③《生长素的生理作用》这一节内容,其核心概念是生长素的生理作用具有两重性,即低浓度生长素能促进生长,高浓度生长素反而抑制生长,甚至会杀死植物。
1.2图表的作用
图表是高中生物学知识的重要载体,它是对生物学知识直观形象的高度概括。《生长素的生理作用》这节内容中也有非常直观形象的图表资源。利用教材的图表资源运用恰当的教学方法进行核心概念教学,非常有助于学生对核心概念的掌握。
1.3概念形成模式
核心概念教学可分为两种模式。一是概念同化模式,即由一般到特殊、由抽象到具体的演绎过程。是指在课堂学习的条件下,用定义的方式直接向学生揭示概念的关键特征,学生利用认知结构中原有的有关概念来同化新知识概念,从而获得科学概念的过程。二是概念形成模式,概念的形成是从外部的比较具体的非本质特征到内部的比较抽象的本质特征的不断深化的过程。该模式组织教学时,第一步是获得典型样例;第二步是通过样例抽象出原型。原型是指某一概念所有特征,是所有概念所有例证的总和与平均。笔者利用“探索生长素促进扦插枝条生根的最适浓度”这一探究性实验的数据图表来引导该节课的教学,应用从特殊到一般,从具体到抽象的概念形成模式,在这一节课的教学中收到良好的教学效果。
2.概念形成模式核心概念的获得过程
2.1用图例创设情景,引起认知冲突
教师通过精心设计的教学情境,引起认知冲突。来帮助学生将他们的原有知识与要获得的新信息联系起来,以扩充他们的认识结构的概念或使其图式更加详尽。给出图1,提出问题。
问题:植物横放后,为什么根会向地长,而茎却背地生长?
教师引导学生从植物的向光性出发进行讨论,学生阐述向光性产生的根本原因在于单侧光的刺激引起生长素在伸长区分布不均匀,背光侧生长素浓度高于向光侧,使得背光一侧生长比向光一侧快,导致胚芽鞘向光弯曲生长。但不能解释根向地性的原因。最后引导学生要以实验数据说话。
2.2调整顺序,从图表实例中获得概念
在形成概念之前,要组织学生反复实验,以形成大量的感性认知。给出学生研究小组“探索生长素促进插条生根的最适浓度”的实验数据(表1)。要求学生将表中的数据转换成折线图。
指导学生进行图表转换。首先明确自变量对应横坐标、因变量对应纵坐标。其二根据数据绘制折线图,结果如图2。其三指出建立直角坐标系的关键是:①找出对照组,②调整自变量和因变量,③修改坐标系的名称。其四分析折线图,结果如图3。
最后从外部的比较具体的非本质特征抽象形成内部的本质特征的核心概念。将图3抽象形成图4,通过对图4各段曲线的具体分析最后得出:“生长素的生理作用具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长”这一核心概念。概念是有内部结构的,含有大量科学知识的凝结和压缩。通过图5启发学生认识概念中聚集的科学知识的结晶,理解概念中的多种判断和推理,从而了解概念的丰富深刻内容。
2.3比较图表实例,深化概念认识
在调整学生关于“生长素”这一认识图式的基础上,再提供科学事实,进一步深化学生对概念的认识。在学生了解到生长素生理作用的两重性后,教师接下来给出植物横置生长情况图6,通过展示根和茎伸长区近地侧和背地侧生长素浓度数据和该浓度生长素对根和茎生长影响的曲线图,请学生对照数据分析根向地生长,茎背地生长的原因。
通过数据和曲线图分析,学生很容易理解,茎背地生长是因为近地侧生长素浓度高,促进生长作用强,远地侧生长素浓度低,促进作用弱;而根向地生长是因为,近地侧生长素浓度高,抑制了细胞的伸长生长,而远地侧浓度低,促进生长。在此基础上,教师设问,植物横置后,茎的生长能体现生长素生理作用的两重性吗?根呢?学生很容易得出茎的背地生长并未体现生长素生理作用的两重性,而根的生长则体现出了生长素生理作用的两重性。随后教师展示植物顶端优势现象图片(图7),与学生共同分析顶端优势现象出现的原因,分析出顶芽生长素浓度低,促进顶芽的生长,侧芽生长素浓度高,抑制侧芽的生长,也体现出了生长素生理作用的两重性。如此师生通过根向地、茎背地生长原因的比较和顶端优势现象的分析,进一步深化了对生长素生理作用两重性这一核心概念的认识。
2.4利用曲线图,理解概念的内涵与外延
要正确理解核心概念的内涵与外延,必须结合学生实际,利用好教材的曲线图。笔者通过提供不同浓度生长素对植物某种器官生长影响曲线图、生长素对同一植物不同器官生长影响曲线图、生长素对不同成熟程度的某器官的生长影响曲线图、生长素对不同种类植物的生长影响曲线图等,和学生一起分析。通过分析进一步阐明生长素生理作用两重性的内涵。同时在分析这些曲线图的过程中,学生也能认识到生长素生理作用两重性的表现与生长素的浓度,植物器官的成熟程度,植物器官的种类和植物的种类等诸多因素相关。至此,教师就可结合生产实践中的相关案例对核心概念进行拓展和延伸,使学生理解一定浓度的生长素还具有促进扦插枝条生根、促进发芽、保花保果的作用。既能促进生根,也能抑制生根;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能保花保果,也能疏花疏果。这都是由生长素的作用对象及其浓度决定的,这就是辩证唯物论的观点。
2.5应用图表,修正对概念的理解
由于每个学生认识结构的差异,学生对于核心概念的认识也会有差异,学生生成的核心概念都必须在应用中不断强化,在实践中修正完善。笔者发现,对生长素生理作用两重性曲线图的理解,很多学生就存在着这样的偏差,他们认为曲线上升段表示随生长素浓度升高,促进作用加强,曲线下降段表示随生长素浓度上升,抑制作用加强,而忽略了生长既不促进也不抑制的生理作用临界点。笔者结合本文的图表对学生进行针对性训练,在反复应用概念的过程中为学生建立完整正确的核心概念。
【参考文献】
关键词: 模型法 高中生物 概念教学
生物学是研究自然界中生命运动规律的学科,自然界生物种类繁多、运动错综复杂,几乎每个具体的问题都涉及许多概念,因此如何提高生物概念教学的有效性是生物学科教学发展的一个重要课题。模型方法直观形象,揭示了原型的本质属性,而模型建构的过程充分发挥了学生的主观能动性,使学生主动参与知识构建,符合新课程改革精神,因此将模型方法引入生物概念教学,是提高教学质量的有益尝试。
1.高中生物学概念特点及现有教学方法存在的问题
高中生物学概念是对生物的结构、生理功能乃至一切生命现象、原理及规律的精确而本质的阐述,是学生进一步探究生物学现象与规律的基础,具有很强的客观性、概括性和抽象性[1]。高中生好奇心强,求知欲旺盛,感性认识和具体形象思维能力强。但对抽象概念缺乏理性认识,因此,概念的生成要与学生的心理特点和认知规律相吻合,从感性到理性,从现象到本质一步步地引导学生主动探索与认知。而传统教学以教师为中心,忽视学生的能动性,学生被动接受知识,对概念的本质理解不透,脑子里只有概念的名词表象,无法将概念应用于实际,解决问题,概念的学习对学生科学探究、合作交流、情感态度与价值观等因素的培养没有起到应有的作用。
2.模型方法引入概念教学的意义
人教版高中生物必修1教材对模型的定义是:“模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达。”由此定义可知,模型本身就是对概念的生动阐释,而且是高度抽象化、纯化后的本质显现,因其生动形象、简化的特点,可作为概念呈现的有效载体,模型建构过程即是概念生成的过程。因此,模型方法的引入对于提高概念教学的有效性大有裨益。
3.模型分类
模型方法是通过构建模型研究、揭示原型(概念)的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式[2]。根据模型呈现方式的不同,可分为三大类:物理模型、概念模型和数学模型。物理模型是指以实物或图像形式直观地表达认知对象特征的模型,是对原型的纯化和简化、具有一定的形态结构特征,如人工制作或绘制的DNA分子双螺旋结构模型、真核细胞三维结构模型、细胞膜流动镶嵌模型等;概念模型是指以文字、图解等形式抽象概括出事物本质特征的模型,如减数分裂过程染色体变化图解、血糖调节模型等;数学模型是指用来描述一个系统运行规律的数学形式,如数学公式、算法、表格等[3]。本文重点论述物理模型与概念模型的应用。
4.物理模型的应用案例
案例:通过构建目的基因与载体拼接模型理解“自身环化”、“反向拼接”。
活动指导:以学习小组为单位,向每个小组提供一个含目的基因的DN段(黄色卡纸),一个环状质粒(绿色卡纸),卡纸上写有碱基序列,同学们手中的剪刀相当于EcoRⅠ,透明胶带相当于DNA连接酶,请你观察目的基因与运载体序列,在相应的位置剪切并拼接,看看可以拼出多少种不同类型的产物?
学生活动:经过观察找到EcoRⅠ的识别序列GAATTC后在G和A之间剪切,目的基因两端都有EcoRⅠ的识别序列,剪切后得到3个片段,质粒上也有一个EcoRⅠ的识别序列,剪开后经观察发现:质粒的黏性末端与目的基因的黏性末端相同。多数小组能将目的基因与质粒进行拼接,但碱基序列方向有所不同(“反向拼接”)。有些小组创新思维,将目的基因翻转,首尾衔接(“自身环化”),将质粒翻转,拼接成功。
案例分析:基因工程是在分子水平上进行的操作,技术要求高,学生无法实验操作,通过模型模拟演绎,亲身体验基因剪切、基因拼接的过程,理解剪切、拼接的实质所在,有亲手制作的模型在,原本陌生而抽象的概念变得直观生动,同时培养学生的创新意识与实践能力。
5.概念模型的应用案例
案例1:“DNA半保留复制”模型的建构。
模型情境:有人认为DNA是半保留复制,有人认为是全保留复制。现有一个双链均为■N的DNA分子,放到■N的培养基中培养,若进行半保留复制,则复制后的得到的2个DNA都是一条链为■N,另一条链为■N;若进行全保留复制,则复制后一个DNA双链均为■N(保留原状),另一个新生的DNA双链均为■N,若经离心,就会出现轻重中不同的条带(显示图片)。请你根据以上所给资料设计一个实验方案,探究DNA复制的方式,理解何为“半保留复制”。
案例分析:抓住学生的好奇心,创设问题情境,引导学生分析背景资料所给信息,读懂信息后通过设计实验方案(模型)的方式表现DNA的半保留复制。学生积极读取信息,获得一种感性认识:半保留复制得到的双链DNA,均为母链+新链的组合,即■N/■N;而全保留复制得到的2个DNA,其中一个与模板一模一样(■N/■N,最重),另一个DNA双链都是■N/■N(最轻)。由此,形成实验设计思路:将复制一次后的DNA进行离心,若只出现中带,则说明是半保留复制,若出现轻带与重带,则说明是全保留复制。这一模型的建构基于实验结果的支撑,为后边学习半保留复制的具体过程奠定基础,使学生的知识结构得到顺应,不仅是对学生逻辑思维的有益训练,还能充分培养学生的科学探究精神与实践创新能力。
案例2:“细胞呼吸”模型的建构。
活动指导:以学习小组为单位,每组获得白纸1张,“线粒体”卡片1张,各阶段反应物、产物卡片若干,整张白纸代表一个细胞,白纸边缘代表细胞膜,线粒体与细胞膜之间代表细胞质基质,通过小组讨论,合作交流,将相应的卡片放到它们应出现的位置,并用箭头标注各阶段的反应顺序,物质走向,时间6分钟,然后展示建构成果,小组互评,最后总结归纳细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸的概念。
案例分析:为完成此模型的建构,学生需要分析各阶段的反应式及发生场所才能准确找出相应卡片并贴到相应位置。为准确地标注箭头,学生要将各阶段反应串联起来形成一个完整过程。通过整合素材、图形填充、绘制,学生充分发挥主观能动性,主动参与知识构建,最终形成细胞呼吸的直观模型,突破“细胞呼吸”这一概念。
6.总结与反思
模型建构过程中出现的一些问题值得反思:(1)缺少形象化之后抽象出概念本质的思维过程,模型建构就会流于形式,变成游戏;(2)为追求细节上的美观而舍本逐末,出现科学性错误,则背离模型方法简化、抽象出本质的要旨;(3)为建构模型而建构模型,须知模型的引入是为揭示概念实质服务的,若背离这一初衷,则适得其反;(4)善用模型方法,不能滥用,并不是所有概念都适用于建构模型,对于一些事实性概念,一些浅显易懂的概念无需费力建构模型,而对于一些核心概念,抽象概念,有一定思维深度,有探究价值,则要巧妙运用模型进行演绎,抓住概念的本质与核心。
参考文献:
[1]胡向国.高中生物概念教学探究[D].湖南师范大学硕士论文,2008.