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关键词:生物教学 比较法教学 辩证唯物主义
中图分类号:G633.71 文献标识码: C 文章编号:1672-1578(2012)07-0177-02
生物比较法教学,是指按照事物对立统一规律和人的认识规律,将复杂多样的生命现象和本质,进行分析鉴别和综合比较的教学方法。比较法是研究生物学的重要方法,也是生物教学的重要方法,是生物教学中培养学生能力、开发学生智力的重要手段。
1 生物比较法教学的作用
初中生物学,以辩证唯物主义为指导,讲述了各种生命现象和规律。在初中生物教学中,如何帮助学生能举一反三、全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难题。采用比较法教学能较好地解决这一难题。它的作用是多方面的,具体来说,大致有如下几方面。
可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识;扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式——异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
比较法能起到或加强直观作用。比较法能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。如借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核,等等。
比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法。比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的方法。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。
2 比较法的类型及其运用
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
2.1类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。
类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门别类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类。
2.2列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较;等等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
2.3寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
2.4综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
3 运用比较法需注意的问题
3.1选准比较因子。比较法在生物教学中的应用虽然很广泛,但不是任何两个事物都可以用来作比较的。只有具有比较意义和条件的双方,才能确立为比较对象。一般要符合如下比较的基本条件:
(1)同类不同种的生命现象和规律的比较。如:一种植物体与另一种植物体;一种动物体与另一种动物体;一种植物群落与另一种植物群落;一个动物类群与另一个动物类群。它们分别隶属于同一大类中的不同小类。比较的目的:求其异同,寻其特点。
(2)非同类事物的比较。非同类事物的比较,属于借比。如:双子叶植物叶脉呈网状,栅栏组织象栅栏,海绵组织似海绵等。比较的目的:借以说明某些难于想象的事物,使学生理解某些抽象的事物。
(3)本质特征相同或相反的生命现象和规律的比较。如:动物进化原因与植物进化原因;呼吸作用实质与光合作用实质等相比。
3.2贴近学生思维要求。运用比较法时需“驾轻就熟”,“就地取材”,不要找那些学生见所未见、闻所未闻的对象,更不要找那些比本体还要复杂,令人费解的对象。
一、生物比较法教学的作用
初中生物学,以辩证唯物主义为指导,讲述了各种生命现象和规律。在初中生物教学中,如何帮助学生能举一反三,全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难题。采用比较法教学能较好地解决这一难题。它的作用是多方面的,具体来说,大致有如下几方面。
(一)可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识
扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式――异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
(二)可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化
生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
(三)可使学生准确地掌握概念的内涵和外延
中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
(四)比较法能起到或加强直观作用
比较法能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。如借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核,等等。这样,使学生对微细抽象的生命现象,有一个直观形象。比较法还能加强直观作用。如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图比较,能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目增多,深切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活。而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,仍然离不开潮湿的环境。
二、比较法的类型及其运用
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
(一)类比
就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性,类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学式地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和蓝藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。
类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门别类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
(二)列比
列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较;等等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
(三)历比
历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
(四)寡众比
寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
(五)综合比
一、比较法在生物教学中的作用
初中生物学,以辩证唯物主义为指导,讲述了各种生命现象和规律。在初中生物教学中,如何帮助学生举一反三、全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难点。笔者的教学实践证明:采用比较法教学能较好地突破这一难点。比较法的作用是多方面的,笔者归纳了一下,主要有以下几个方面:
1.可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,迅速去认识未知概念,获得新的知识;扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式――异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义等。
2.可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。如讲动物的进化规律时,把各科动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3.可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。初中生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相似的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之点,就可以使学生清楚地掌握这一对概念,从而提高了教学效率。
4.比较法能起到或加强直观作用。如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图作比较,就能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目较多,真切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活。而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,所以离不开潮湿的环境。
二、比较法的类型及其运用
初中生物学主要是讲述生命现象及其规律,生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、并列比、纵横比和综合比。
1.类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据对比各点的相似性和差异性,类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,获得新知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,以扩大原有知识的范围。
类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门归类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的两类或多类(小类)。
2.并列比。并列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各种动物器官的比较等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应的道理。
3.纵横比。纵横比就是从空间和时间上,将某一生命现象发生、发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、或叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳纲的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
4.综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的各方面进行比较的方法。一般用在总复习阶段,可将一本教材(或一编等)的内容,分纵类和横类,综合整理,分析提炼,列出一览图表,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。这样,还培养了学生的逻辑思维能力。
三、运用比较法教学需要注意的问题
1.找准可比性。只有具有比较意义和条件的双方,才能确立为比较对象。一般要符合如下比较的基本条件:
(1)同类不同种的生命现象和规律的比较。如:一种动、植物体或群落与另一种动、植物体或群落等。比较的目的:求其异同,寻其特点、规律。
(2)非同类事物的比较。如:双子叶植物叶脉呈网状,栅栏组织像栅栏,海绵组织似海绵等。比较的目的:借以说明某些难于想象的事物,使学生理解某些抽象的事物。
(3)本质特征相同或相反的生命现象和规律的比较。如:动物进化原因与植物进化原因;呼吸作用的实质与光合作用的实质等相比。
2.贴近学生思维要求。运用比较法时需“驾轻就熟”、“就地取材”,不要找那些学生见所未见、闻所未闻的对象,更不要找那些比本体还要复杂,令人费解的对象。
“问题提出型”课堂教学是以培养学生提出问题为主的,不同于传统的以学生解决问题为主的“问题解决型”课堂教学。《普通高中生物课程标准(实验)》要求培养学生“通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题”的能力。但在目前的生物学课堂教学中,教师比较注重设置高质量的问题或问题串驱动学生开展探究性教学,而忽视如何引导学生提出问题。现在的课堂一般是教师问得精彩,学生讨论得热烈,圆满地解决了教师提出的问题。其实,教师都明白“提出问题”比“解决问题”更重要,问题的提出是科学的起点,是知识的生长点,是学生主动求知的开端。培养学生“提出问题”的能力能促进学生知识的生成与建构,是培养学生核心科学素养重要内容。“问题解决型”课堂教学形成的原因在于教师不了解问题产生的途径,不清楚学生“提出问题”的能力构成要素,从而影响了教师对课堂教学策略的选择,因而难以开展“问题提出型”课堂教学。
1 问题产生的途径
1.1 解释自然现象过程中与已有认知图式的矛盾
用已有的认知图式解释自然现象的过程中产生的矛盾是思维与现实的碰撞,容易产生问题的火花。例如,由于细胞在高渗环境中失水,在低渗环境中吸水,因此,人们一直认为水分子通过细胞膜是自由扩散的。但在后来的研究中发现细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂,磷脂构成了细胞膜的基本支架,而水分子与脂质不溶,理应很难通过脂溶性的磷脂双分子层,这就造成了已有的认知图式(脂双层的细胞膜骨架)难以解释自然现象(水分子易于通过细胞膜)。于是,问题产生了:“水分子究竟是如何通过细胞膜的?”这才有了阿格雷对水通道蛋白的发现。在用已有认知图式解释自然现象的过程中,教师应要求学生有理性分析的思维、实事求是的态度,敢于质疑已有观点,否则问题会被忽视。
1.2 对自然现象与实验实践现象的“寻根问底”
很多科学发现都源于对自然现象的“寻根问底”。科学家对生命现象的探索往往会从三个层面上提出问题:① “是什么”,这是对生物学现象的描述,用来阐明一个生物学事实或描述一个实验结果;② “怎么样”,这是实验操作阶段,通过人为的改变实验条件,预期或证实生物学现象;③ “为什么”,是生物学原理的探索阶段,是对生命本质的思考,科学家通常通过提出假设来解释生物学现象,然后用实验论证解释的正确与否。
例如在“生长素发现”中,科学家通过“什么是向光性”“单侧光怎样引起植物向光弯曲生长”“单侧光为什么会引起植物向光弯曲生长”3个问题阐明了植物的向光性及其原理。然后再进一步通过“生长素是什么”“生长素是怎样促进植物生长的”“为什么生长素能促进植物生长”探索了生长素的作用机理。由此可以看出,“是什么”“怎么样”和“为什么”的3个问题在探索生命现象的过程中可以不断往复循环,推动科学研究不断逼近生命本质。
1.3 从科研文献资料中获取
1.3.1 科研文献资料中陈述的问题
在科研文献资料中遗留着大量未解决的问题。因此,通过阅读前人的研究,可以知道很多未知的东西。例如艾弗里研究了格里菲思的肺炎双球菌活体转化实验,提出了格里菲思未解决的问题――转化因子是什么。生物学文献资料中存在着大量的理论模型与假说,这些往往是问题的来源。
1.3.2 对科研文献资料的归纳和分析
通过对科研文献资料进行列表分析、知识框架图的构建等,可以提出一些有价值的科学问题。如在学习了“自由组合定律”后,分析孟德尔的假设,学生知道,孟德尔阐述的是控制两对相对性状的两对等位基因互不干扰、独立分配时的遗传现象,即意味着这两对等位基因分别位于两对同源染色?w上,且两对等位基因之间不存在相互作用。据此,教师可以引导学生列表分析两对等位基因之间存在各种关系时的遗传情况,从而提出有价值的问题(表1)。
1.3.3 对科研文献资料的质疑
科学问题来自于怀疑精神。对已有的生物学知识和观点的质疑推动着科学不断地在纠错中成长完善。如在对“遗传物质是什么”的探索过程中,在20世纪20年代,基于人们对蛋白质的认识水平,人们认为:蛋白质是遗传物质。到了30年代,开始有少数科学家对此表示怀疑,认为DNA是遗传物质。于是,科学家开始寻找DNA是遗传物质的证据。
1.4 来自于人际间的知识交流
科学问题可以在人际间的知识交流中产生。通过交流,会不断地受到启发,从而提出自己独特的见解。例如科学家在研究了常染色体上的基因的遗传方式后,同样可以受到启发产生问题:“如果这对等位基因在性染色体上,会出现什么样的遗传现象?”
1.5 来自于社会、生活的需求
科学的发现与研究离不开社会的需要,知识是在解决现实生活、生产中的实际问题过程中产生与生长的。例如屠呦呦对疟疾的研究;对酶的研究最初也起源于19世纪50年代法国葡萄酒变酸的问题。
2 影响学生“提出问题”的因素
2.1 学生的动力因素
兴趣和求知欲是学习的心理动机,支配着学生不断提出问题、探索新知、探索真理。高中生对生物学习的兴趣发展大致有四个层面:
① 直觉兴趣,他们对呈现出来的生命现象或生物学实验现象(包括演示实验、模拟实验)充满好奇;
② 操作兴趣,他们会对观察到的生命现象动手操作,用以验证或探究,大部分学生一上实验课就情绪高涨;
③ 因果认识的兴趣,他们不仅仅满足于实验操作,而倾向于对生命现象原因或机理的探索,渴望理解生命本质;
④ 概括认识的兴趣,受个别生命现象的因果联系的启发,去探索其他的生命现象,总结归纳包容性更大的一般性规律。
因此,在生物学教学中,教师要遵循学生兴趣发展的层次来设计教学。首先,教师要从从学生的直接兴趣入手,从认识生命现象本身的兴趣开始,创设真实的生物学情境,激发学生的好奇心;然后,让学生动手操作来体验生物学现象的形成过程,即调动学生的操作兴趣,?T导学生产生探究生命现象形成原因的欲望,也就是因果认识的兴趣;最终,使学生在好奇心和求知欲的驱使下,能够积极主动地提出问题并探求问题的解决。
2.2 学生“提出问题”的能力结构
学生“提出问题”的能力结构主要包括学生的知识结构、认知技能与思维策略三方面。学生的知识结构是“提出问题”的前提。这里的知识结构包括学生已掌握的生物学知识(包括生物学概念、原理、生物学实验知识、生产生活实践知识等)与其他的学科知识。问题来源于学生已有的知识结构与生命现象之间的矛盾,驱动着学生由已知知识向未知知识的探究。丰富的知识能引发学生从不同的角度去分析生命现象,有利于问题的提出。例如“水通道蛋白”的发现中,如果学生利用化学学科相关的知识,分析水分子进出细胞膜的生命现象,就能提出“水分子是如何通过细胞膜”的问题。
认知技能包括观察技能、实验操作技能。生命科学是实验科学,生命本质的探索离不开实验与观察。因此,在生命科学领域中,实验观察是提出问题的最重要、最基本的一种途径。观察和实验技能是最基本的认知技能。
思维策略是对信息进行加工的思维方法,可促使学生通过观察、分析具体的生物学情境,检索并提取已有的知识结构,选择一定的思维方法去思考问题。例如,学生在学完以DNA作为遗传物质的生物体内的遗传信息的传递后,通过列表分析,选择类比的思维,提出“在以RNA作为遗传物质的生物体内遗传信息是如何传递”的问题(表2)。
2.3 学生的情感、态度与价值观
科学源于生产、生活实践,又应用于生产、生活实践。这要求学生关注生活、关注社会、关爱他人。只有这样,学生才具有使命感、社会责任感,才会关注社会生活中的生活学问题。只有具有强烈的使命感和社会责任感,学生才会实事求是,勇于质疑。通过关注困挠人类的疟疾,才有了青蒿素的发现与提取;关注“恶苗病”,才有了赤霉素的发现。
学生“提出问题”的能力是能通过学习活动中培养起来的。因此,教师的课堂组织策略、教学设计、教学策略的选择,及对学生所提问题的评价等都会影响学生“提出问题”的能力的发展。具体关系总结如图1所示。
3 构建“问题提出型”课堂教学的策略
3.1 创设和谐教学氛围,精心保护学生的好奇心
美国心理学家罗克斯认为:“成功的教学依赖于一种真诚的尊重和信任的师生关系,依赖于一种和谐安全的课堂气氛。”因此,在课堂教学的组织策略上,教师必须要创设和谐民主的教学氛围,使学生敢于展现自我。在这种氛围下,学生的好奇心才会被点燃。例如将双缩脲试剂放入蛋白质溶液中呈现紫色,学生会好奇:为什么会呈现紫色?
3.2 强调问题意识,激发学生的提问动机
通过对科学家“提出问题”的历史事件进行教学编辑,让学生了解科学发现始于问题,问题的提出促成了知识的生成与建构,从而使学生树立问题意识,明确提出问题的重要性。例如,科学家在利用噬菌体作为实验材料证明了DNA是遗传物质后,美国学者库兰特对RNA病毒的遗传物质产生了疑问,最终利用烟草花叶病毒的重建实验证明了在RNA病毒中,RNA是遗传物质的论点。又如科学家在揭示酶的化学本质是蛋白质后,切赫和奥特曼产生了疑问:“是不是所有的酶都是蛋白质?”最终通过实验完善了对酶的化学本质的定义。
3.3 关注知识结构的开放性,促使学生问题的生成
“提出问题”的能力与知识结构的合理建构有关。教师习惯于向学生展示封闭式的知识结构体系,这不利于学生问题的生成。在生物学教学中,教师应指导学生将知识系统化和概括化,特别应指导学生建构起有序而开放的知识结构,促使学生提出问题。例如在学习了“生物体中的遗传信息流,克里克归纳出了中心法则,并对其进行了补充”这些内容后,教师可以让学生进一步完善知识结构,如在中心法则的基础上,补充DNA、RNA、蛋白质等的功能,并借鉴克里克对中心法则的补充引导学生提出下列问题:① DNA和RNA均能复制,蛋白质在某些情况下能不能复制?② 蛋白质能调控DNA的复制、RNA的转录和翻译,那么RNA能否调控DNA的复制、RNA的转录与翻译?③ 有些蛋白质和RNA能作为催化剂,有些DNA是否也能起催化作用?这样从而建立起开放型的中心法则的知识结构(图2)。
3.4 注重思维方法的教学,使学生善于“提出问题”
有了良好的学习氛围、强烈的提问动机与有序开放的知识结构后,学生可能仍然提不出问题,仍然无法从已知走向未知,究其原因是没有掌握“提出问题”的思维方法。因此,在生物学教学中渗透“提出问题”的思维方法是极其重要的。“提出问题”的思维方法有很多:逆向思维法、类比联想法、追因索果法、条件改变法、比较归纳法等等。下面就在“提出问题”过程中最普遍的重要思维方法作简单介绍。
3.4.1 逆向思维法
从生物学问题的相反方面进行思考与探索,从而提出问题的一种质疑方法。例如孟德尔研究“分离定律”,研究的是“颗粒遗传”,提出了体细胞中存在的两个等位基因是各自独立、互不混杂的。学完“分离定律”后,教师可以让学生解释自然界中的生命现象:红花与白花杂交,其后代开出粉红色的花。从而诱导学生从分离定律的对立面思考,进而提出问题:如果这对等位基因是相互作用的,可不可以解释这种遗传现象?
3.4.2 类比联想法
通过类比联想也是生物科学研究中常用的“提出问题”的思维方法。它是根据两种事物在某些特征上的相似性,作出相似的假设。例如受“植物是由细胞构成”的启发提出“动物是不是也由细胞构成”的问题;根据噬菌体(DNA病毒)的遗传物质是DNA,提出“烟草花叶病毒(RNA病毒)的遗传物质是不是RNA”的问题。
3.4.3 追因索果法
教师利用学生的好奇心与求知欲,引导学生对生命现象进行“是什么”“怎么样”和“为什么”的提问,从而不断促进学生对生命本质的思考,使学生不断生成和建构认知结构。例如光合作用的发现过程中,科学家是紧紧围绕着以下问题展开研究的:植物生长发育所需要的物质是什么,从哪里来?如果没有光,植物的生长将会怎么样?为什么植物的生长需要光照?……
3.5 合理评价,激励学生提出可以探究的科学问题
教师需要“善待”学生提出的问题,应该对学生敢于提出问题及时给以肯定,强化他们的提问动机。评价问题的三个标准:① 问题提出的知识结构的综合性(单一知识、单一学科知识?多学科知识?);② 问题的深刻性(属于感知水平?操作水平?指向生命机理?知识或技能应用水平?);③ 问题表述的明确性与具体性。当然,学生提出问题时采用的思维方法也可以用于评价问题的价值。再让学生对照评价标准进行自评、他评等,使学生学会提出“可以探究的科学问题”!
4 总结
一、生物比较法教学的作用
1、可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识,扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式——异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
2、可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3、可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清、琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
4、比较法能起到或加强直观作用,能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。可借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,比如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核等等,这样就使学生对微细抽象的生命现象有了一个直观形象。比较法还能加强直观作用。
如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图比较,能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目增多,深切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活;而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,仍然离不开潮湿的环境。
5、比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法。比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的前提,任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。
比如:呼吸作用与光合作用有什么联系和区别?学生必须用比较法,从逻辑上找出对比之项——作用场所、作用条件、反应物、生成物、能量转化等等,然后分析出对立面和统一面,得出答案,并从中看出二者相互依赖、相互制约的关系。
二、比较法的类型及其运用
1、类比。类比就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性,类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较、鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。
类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合、同时运用。要求大同,归一类,找出特点,分门别类,使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
2、列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较、昆虫纲各目动物口器的比较等等,这样可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
3、历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展的历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室,有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
一、温故知新
可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地去认识未知概念,获得新的知识;扩大原有知识的范围,加深原有知识的深度。如讲细菌的营养方式——异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
二、知识网络化
可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之网络化。生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。
三、理解深入化
中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
四、知识直观化
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类型或类别比较、生命各阶段的阶段比、差异比和综合比。
1、类型或类别比较。根据被对比知识点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。
2、生命各阶段的阶段比。即从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
3、差异比。差异比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
4、综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识网络化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
三、运用比较法需注意的问题
1、确定比较标准。比较法在生物教学中的应用虽然很广泛,但不是任何两个事物都可以用来作比较的。只有具有比较意义和条件的双方,才能确立为比较对象。一般要符合如下比较的基本条件:
(1)同类不同种的生命现象和规律的比较。如:一种植物体与另一种植物体;一种动物体与另一种动物体;一种植物群落与另一种植物群落;一个动物类群与另一个动物类群。它们分别隶属于同一大类中的不同小类。比较的目的:求其异同,寻其特点。
(2)非同类事物的比较。非同类事物的比较,属于借比。如:双子叶植物叶脉呈网状,栅栏组织象栅栏,海绵组织似海绵等。比较的目的:借以说明某些难于想象的事物,使学生理解某些抽象的事物。
关键词:初中生物;比较法;教学;应用
一、生物比较法教学的作用
1、可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识,扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式——异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
2、可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3、可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清、琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
4、比较法能起到或加强直观作用,能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。可借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,比如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核等等,这样就使学生对微细抽象的生命现象有了一个直观形象。比较法还能加强直观作用。
如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图比较,能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目增多,深切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活;而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,仍然离不开潮湿的环境。
5、比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法。比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的前提,任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。
比如:呼吸作用与光合作用有什么联系和区别?学生必须用比较法,从逻辑上找出对比之项——作用场所、作用条件、反应物、生成物、能量转化等等,然后分析出对立面和统一面,得出答案,并从中看出二者相互依赖、相互制约的关系。
二、比较法的类型及其运用
1、类比。类比就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性,类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较、鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。
类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合、同时运用。要求大同,归一类,找出特点,分门别类,使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
2、列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较、昆虫纲各目动物口器的比较等等,这样可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
3、历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展的历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室,有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
4、寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较,强化其一,巩固其他。
5、综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行综合整理、分析精练,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
参考文献:
[1]步天芹.初中生物比较法教学探索.《华章》,2010,17.
本文着重探讨如何运用哲学中的唯物辩证法来分析教学过程中的诸多问题,化难为易,使基础知识不断深化,提高学生学习生物学的兴趣以及分析问题、解决问题的能力。
一、以矛盾的观点看待生命现象
事物自身包含的既对立又统一的关系叫做矛盾,简言之,矛盾就是对立统一。辩证唯物主义认为矛盾存在于一切事物中,并且贯穿于事物发展过程的始终,矛盾无处不在,矛盾无时不有,矛盾推动事物的发展。因此,我们分析问题时既要看到事物之间的对立,也要看到事物之间的统一;既要看到事物的正面,也要看到反面,即“一分为二”地看待问题。从矛盾双方对立与统一的关系中分析问题。比如,在物种的繁衍过程中,就存在着遗传和变异这样一对矛盾,遗传和变异这对矛盾的运动始终贯穿于物种繁衍的全过程。在一定条件下,遗传的过程和变异的过程既互相对立又互相转化。生物的遗传变异与环境变化也是一对矛盾,两者之间也是相互作用和相互转化的。再比如,细胞的癌变过程,其与生命体也是矛盾统一体,癌变的发生发展离不开机体的免疫力、抵抗力的发生发展,人体的自我保护系统能抵抗癌的生长和侵袭转移。所以,癌变的发生既作用于机体,又受机体的制约,表现出机体与癌变的对立统一。
将对立统一规律应用于中学生物学的教学过程中,教学中指导学生辩证地看待生命过程,可以更深刻地把握生命现象的发生、发展规律。
二、以联系的观点分析生命现象
联系是指事物内部矛盾的双方和事物之间相互联结、相互依赖、相互影响、相互作用和相互转化的关系。辩证唯物主义认为事物的联系是普遍存在的、多种多样的,它不以人的意志为转移。任何事物、任何事物内部的各个要素间都处于相互联系之中,和其他事物或要素不相联系的事物或要素是不存在的。世界是万事万物相互联系的统一整体。比如,动物是由许多器官构成的,但各个器官并不是孤立存在的。动物机体作为一个有机的整体,表现出局部和整体之间有着密切的联系,并相互影响。如果动物要完成某个动作,除了需要运动系统的参与外,还需要其他的系统,比如神经系统的支配、呼吸系统、消化系统及其他系统的辅助。再比如,生物与环境,生物与环境相互依赖、相互影响,也是一个统一的整体。生物离不开环境为他们提供的温度、水分、阳光、土壤和生存空间等生存的基本条件,同时,生物的活动也会对环境产生很多影响。
在生物学教学过程中将整体与局部、形态结构与功能的变化有机地联系在一起,可以促使学生在学习过程中更好、更快地理解和掌握生命各种复杂多变的独特规律。
三、用运动发展的观点指导生物学教学
生物学作为一门研究生命现象及其变化规律的学科,教学过程中始终离不开发展的观点。生命具有一个极其复杂的发展过程,同任何事物一样,生命也是作为过程而存在的,即任何生命体都有其产生、发展、变化乃至灭亡的过程。同一生物体在不同的发展时期有着不同的生理变化,因此要用运动发展的观点看待问题。在生物学的教学过程中,头脑中一定要有“动态”的概念,不断更新教学手段及对生命现象的把握。比如,在学习“细胞的生命历程”时,应将细胞的分裂、分化、衰老和凋亡联系起来,这四种生命现象经常是相继连续发展的。教学过程中应注重引导学生分析这四种生命现象之间的辩证关系,动态把握生命发展的过程。生命系统是开放系统,它们与外界环境之间不断进行着物质交流、能量转换和信息传递,这就决定了生命系统时刻处于动态变化的过程中,这一复杂过程无一不体现了运动和发展的规律。
高中蛋白质类激素有胰岛素、胰高血糖素、促甲状腺激素、促肾上腺激素、促性腺激素、生长激素、催乳素等;而且脂质类激素也就是其化学本质是脂类的激素。
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分,机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与;一般说,蛋白质约占人体全部质量的18%,最重要的还是其与生命现象有关。
(来源:文章屋网 )