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1.科學(xué)方法教育的概念
科學(xué)方法教育,指教育者根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平、特點及學(xué)生的心理發(fā)展情況,應(yīng)用現(xiàn)代化的教育思想和手段,有目的、有意識、有步驟地傳授和滲透某門學(xué)科的科學(xué)方法,讓學(xué)生感受到科學(xué)方法的訓(xùn)練和熏陶,逐步掌握最為基本和最為主要的某門學(xué)科的方法,以達到促進知識的有效學(xué)習(xí)、實踐操作能力的提高以及創(chuàng)新精神的培養(yǎng),進而提高所有學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
2.初中生物科學(xué)方法教學(xué)的含義
生物是研究生命起源和發(fā)展規(guī)律的一門學(xué)科。初中生物教學(xué)中的科學(xué)方法教育就是在日常的生物教學(xué)活動中,以一定的生物學(xué)理論知識作為載體,以自然科學(xué)的基本理論和方法作為依據(jù),應(yīng)用一定的教學(xué)手段,讓學(xué)生系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識,進而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和生物科學(xué)素養(yǎng),促進學(xué)生的個體性發(fā)展。如:調(diào)查法旨在倡導(dǎo)學(xué)生就某個與生物學(xué)有關(guān)的問題進行調(diào)查,培訓(xùn)其實踐能力。調(diào)查的內(nèi)容可以是“校園內(nèi)的植物種類”,也可以是本班同學(xué)某種生物性狀如單雙眼皮情況調(diào)查,學(xué)生有了參與調(diào)查的體驗,進而對調(diào)查法加以運用,延伸擴展到對其他選題的調(diào)查。3.初中生物科學(xué)方法教學(xué)的選擇原則初中生物科學(xué)方法教育的教學(xué),應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容,選取不同的科學(xué)方法,其選擇原則是:(1)從初中生物課程的教學(xué)內(nèi)容出發(fā),生物學(xué)具有很強的實驗性,幾乎所有的生物學(xué)理論知識都是由無數(shù)的實驗得出的,這就決定了每一個生物知識點都具有相對應(yīng)的科學(xué)方法。學(xué)生學(xué)習(xí)不僅要了解生物學(xué)知識,還要掌握相關(guān)的科學(xué)方法。因而科學(xué)方法的選擇必須建立在生物的具體知識的基礎(chǔ)上。(2)從學(xué)生的知識水平出發(fā),生物學(xué)知識對應(yīng)的科學(xué)方法是多種多樣的,但不是每一種科學(xué)方法都適合生物課程的教學(xué),尤其是初中階段,該階段的學(xué)生開始形成認(rèn)知觀和世界觀,對于科學(xué)方法的概念還是不夠清晰,仍以形象思維為主,所以必須根據(jù)學(xué)生的個體差異、實際的知識水平等方面進行科學(xué)方法的選擇。
二、我國初中生物科學(xué)方法教育的現(xiàn)狀
1.對科學(xué)方法的具體內(nèi)容不夠清晰
目前我國生物教師對于觀察法、科學(xué)實驗法、對比法等一般普通的科學(xué)方法較為了解,但是對于模擬比較法、假說法及想象與創(chuàng)新思維等方法則較為陌生,甚至有些教師認(rèn)為學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法就是科學(xué)方法。由于教師對科學(xué)方法的內(nèi)容認(rèn)識不到位,很難在實際教學(xué)中建立科學(xué)完整的科學(xué)方法體系。
2.科學(xué)方法還處于自發(fā)階段
大部分初中生物教師在教學(xué)活動中,都是憑其感覺和以往的經(jīng)驗應(yīng)用科學(xué)方法。沒有從教育心理學(xué)等方面思考教學(xué)方法的適用性,大部分初中生物教師對于科學(xué)方法的選擇和使用還處在自發(fā)操作階段,沒有很好地將科學(xué)方法和理論相結(jié)合。
3.科學(xué)方法的應(yīng)用缺乏計劃性、層次性和系統(tǒng)性
雖然說初中生物教師對于科學(xué)方法教育有一定程度的認(rèn)識,也在實際的教學(xué)活動中有所注意,但是沒有相對應(yīng)的理論作為基礎(chǔ),并且沒有形成系統(tǒng)性的知識,使得科學(xué)方法教育失去了完整的體系,缺乏完整性的安排,在使用科學(xué)方法教育時存在很大的隨意性和盲目性,但實際的教學(xué)效果卻不是很理想。
三、科學(xué)方法及初中科學(xué)方法教育在教學(xué)中的作用
1.初中生物教學(xué)中的科學(xué)方法
結(jié)合教育心理學(xué)、生物學(xué)等相關(guān)理論知識,從學(xué)生的已有知識水平出發(fā),常用的初中生科學(xué)方法包括:(1)觀察法。就是在自然發(fā)生的條件和一定的理論基礎(chǔ)上,進行有目的、有計劃、有步驟的考察研究,從而獲得被觀察事物現(xiàn)象的一種科學(xué)方法。如:觀察花的結(jié)構(gòu)。(2)科學(xué)實驗法。為了達到一定的研究目的,應(yīng)用一定的科學(xué)儀器、設(shè)備等,人為地進行操作和改變客觀物質(zhì)和過程,以求進一步認(rèn)識自然生物規(guī)律。如,制作并觀察植物細(xì)胞臨時裝片;(3)資料分析法。給學(xué)生提供圖文資料,讓學(xué)生進行分析,得出結(jié)論。(4)比較法。將研究對象的現(xiàn)象個別部分、個別方面和特征進行比較,確定比較對象異同點的方式。這四種是較為常用的科學(xué)方法,還有數(shù)學(xué)方法、假說方法、想象與創(chuàng)造性思維等科學(xué)方法。
2.科學(xué)方法教育對于學(xué)生的作用
新時期,教育有著不斷的改革和發(fā)展,隨著新課改的不斷推進,極有必要對中學(xué)生進行科學(xué)方法的教育,讓學(xué)生自己動手進行生物相關(guān)的實驗,激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲,讓學(xué)生達到主動學(xué)習(xí)的目的,促進學(xué)生對新知識的接受能力。如,在探究非生物因素對動物的影響的教學(xué)內(nèi)容,生物教師可引導(dǎo)學(xué)生對生物生存需要的因素做出總結(jié),再進行假設(shè)、設(shè)計實驗及開展實驗,讓學(xué)生進行自我組織討論。如此不僅可以讓學(xué)生了解實驗其實很普通,并非只有科學(xué)專家才可使用,還可以極大地滿足學(xué)生求知欲和好奇心,在實驗的過程中感受學(xué)習(xí)的樂趣。對于學(xué)生而言,在觀察生物表象、認(rèn)識生物形成和構(gòu)建、了解生物規(guī)律及分析解決實際的生物科學(xué)問題的過程當(dāng)中,所有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及相關(guān)生物知識和方法都和科學(xué)方法教育有著密切的聯(lián)系。
3.科學(xué)方法教育對于教師的作用
科學(xué)方法教育對于初中生物教師而言,主要是在教學(xué)設(shè)計中,需要積極地對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解,針對每一個教學(xué)知識點和單元內(nèi)容作出詳細(xì)的科學(xué)方法目標(biāo),并且可以在恰當(dāng)?shù)臅r候把科學(xué)方法教育融入初中生物的教學(xué)活動中。如,植物的綠葉在光照作用下制造有機物的教學(xué),生物教師需要根據(jù)教材內(nèi)容找出可進行試驗的素材,比如天竺葵,其他植物也可進行實驗。但是菠菜葉是不可以進行的,因為其不可積累淀粉,所以不能進行相關(guān)實驗,所以對于初中生物的教學(xué),教師需要做足功課。
四、科學(xué)方法教育的教學(xué)模式意義
科學(xué)方法教育在初中生物教學(xué)中,需要確立學(xué)生在教學(xué)中的主體地位,根據(jù)學(xué)生的實際認(rèn)知水平和思維方式,在教學(xué)中設(shè)計問答、思考、討論等形式的教學(xué)活動。將科學(xué)方法教育融入實際的生物教學(xué)中,可進一步提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng),提高教師的教學(xué)效率,為學(xué)生的終身發(fā)展及應(yīng)對未來發(fā)展奠定基礎(chǔ),為建設(shè)學(xué)習(xí)型、創(chuàng)新型、合作型的學(xué)習(xí)提供良好的方法支持。如,種子萌發(fā)條件的教學(xué),教師可根據(jù)科學(xué)方法教育的理論,設(shè)計出以實驗和討論為形式的教學(xué),讓學(xué)生主動參與教學(xué)活動中,教師積極引導(dǎo)學(xué)生進行觀察、思考、討論。最后教師對種子萌發(fā)的條件及內(nèi)部變化進行歸納闡述。根據(jù)初中生物教學(xué)內(nèi)容和初中生的思維特點,教師需要把科學(xué)方法教育貫徹到整個教學(xué)活動中,包括教學(xué)設(shè)計、教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)開展和教學(xué)評價等環(huán)節(jié),隨著科學(xué)方法教育的開展,把科學(xué)方法教育和初中生物教學(xué)科學(xué)有機地結(jié)合起來。
【關(guān)鍵詞】高中生物;模型建構(gòu)教學(xué);初探
在教學(xué)高中生物中,學(xué)生往往覺得高中學(xué)習(xí)的生物學(xué)知識與初中學(xué)習(xí)的生物學(xué)知識有質(zhì)的不同,學(xué)生初中學(xué)習(xí)的生物學(xué)知識是可以看得見、摸得著的、很直觀的知識,而高中學(xué)習(xí)的生物學(xué)知識則有太多比較專業(yè)的概念,學(xué)生在學(xué)習(xí)時,光記背概念就容易記錯,而且常常記混,應(yīng)用的時候更是張冠李戴。過于抽象的概念給學(xué)生學(xué)習(xí)時造成障礙,如果學(xué)生始終覺得生物學(xué)習(xí)太困難,就會容易對這門科學(xué)產(chǎn)生消極抵抗的情緒。學(xué)生不能學(xué)好生物,很重要的一個原因是因為學(xué)生沒有掌握科學(xué)的思維方法,學(xué)生在高中生物學(xué)習(xí)時還在用感性的方式去理解知識、用記背大量零碎概念的方法去掌握知識。而高中生物學(xué)生需要掌握的知識遠遠比初中學(xué)習(xí)的概念知識要多,同時這些知識概念性更強。如果學(xué)生不能用一套更科學(xué)的思維方法學(xué)習(xí)高中生物,將會學(xué)習(xí)得非常吃力。
模型建構(gòu)的方法是一種科學(xué)的思維方法,所謂的模型建構(gòu)是指找出一個知識的關(guān)鍵知識點,然后根據(jù)它的知識點進行構(gòu)建一個系統(tǒng),然后研究系統(tǒng)各個部分之間的關(guān)系,這個模型建構(gòu)的過程學(xué)生可能一開始不能馬上劃分準(zhǔn)確,但是當(dāng)學(xué)生可以對系統(tǒng)分類進行最優(yōu)化、每個系統(tǒng)的關(guān)系可以最簡練概括、只要看到這個系統(tǒng)就可以直觀的了解這套知識的全貌時,這就等于學(xué)生建立了一個知識的模型。當(dāng)學(xué)生能準(zhǔn)確建立一套知識的模型時,學(xué)生就等于不知不覺的吃透這套模型里涉及的所有知識,此時學(xué)生就已經(jīng)把課本上相關(guān)的知識轉(zhuǎn)化為自己的理解。
一、模型建構(gòu)能直觀的描述一個知識的系統(tǒng)
一個模型的建構(gòu)有很多種方式,但是以高中生物要涉及的模型建構(gòu)來說,它有點像一個樹型的流程圖,學(xué)生找出一個知識的關(guān)鍵詞,然后對它分類描述,學(xué)生通過不斷的分類,直到這個分類既能最簡練也能最完整時,它就是這套知識的全部系統(tǒng)。而學(xué)生只要看到這套系統(tǒng),就能知道這套知識的全貌。
比如在教學(xué)高中生物蘇教版必修一關(guān)于細(xì)胞的知識時,如果零散的記背細(xì)胞相關(guān)的知識,會感覺到概念太多、知識零碎、分類困難,難以記背,于是學(xué)生在學(xué)習(xí)時,以細(xì)胞這個核心,開始對每個學(xué)習(xí)的時逢開始畫樹型分類圖,等到每一個概念都有最準(zhǔn)確的分類,而且不重復(fù)分類時,即已建立好模型建構(gòu)圖。學(xué)生再觀看自己建立的模型建構(gòu)圖,就能俯覽所有關(guān)于細(xì)胞的知識,由于學(xué)生心中已經(jīng)建立了細(xì)胞系統(tǒng)的知識概念,那么無論提出細(xì)胞知識中的哪一個概念,學(xué)生都能詳細(xì)的做出自己的解釋。
二、模型建構(gòu)能準(zhǔn)確描繪這套系統(tǒng)的實質(zhì)
高中學(xué)生在學(xué)習(xí)生物的時候,常常在困惑一個問題:我們到底在學(xué)什么?雖然學(xué)生從概念的理解上能知識生物學(xué)知識,就是對一個生命體進行研究,研究它生存的條件、生活的狀態(tài)、繁殖的方法、繁殖的規(guī)律、死亡的時間、死亡的條件、生命的轉(zhuǎn)化等等過程,可是高中生物學(xué)習(xí)的知識與初中生物學(xué)習(xí)的知識有太大的不同。學(xué)生在初中學(xué)習(xí)時,看到的生物、植物都是活生生的,學(xué)生能直觀的了解他們的從出生到死亡的過程,而在高中時,無論談到細(xì)胞還是DNA,學(xué)生都看不到,只能跟著概念去學(xué)習(xí),學(xué)生甚至難以理解我們正在學(xué)習(xí)生物嗎?它們真的是活生生的生命體存在嗎?而模型建構(gòu)能夠揭示高中生物學(xué)的本質(zhì)。
依然以以上教學(xué)高中生物蘇教版必修一關(guān)于細(xì)胞的知識為例,學(xué)生在建構(gòu)知識模型時,就會發(fā)現(xiàn)原來細(xì)胞與普遍的生物一樣,它也是有生存的條件、有生存的方式,同樣它也有繁殖的方式,也有死亡的方式,縱觀一個細(xì)胞的生存,它不是孤立的一個概念,它就是一個生物,只是像小動物這類的生殖方式我們能看到,而細(xì)胞這個生物太小了,我們看不到。于是,我們就能通過以往學(xué)習(xí)的知識找出生物的共性對細(xì)胞進行了解,當(dāng)能最本質(zhì)的了解細(xì)胞的生存和死亡時,學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)高中生物的學(xué)習(xí)并不困難,它不過就是換了一個學(xué)習(xí)的領(lǐng)域,換了很多新名詞。
三、模型建構(gòu)能指向知識和知識的聯(lián)系
在學(xué)習(xí)高中生物學(xué)知識時,如果學(xué)生以直觀的、死記硬背的方法學(xué)習(xí)生物,學(xué)生就會被知識與知識之間大量的關(guān)系弄糊涂,由于要記背的概念太多、要理清的關(guān)系太多,學(xué)生很容易就會混淆概念。比如細(xì)胞、分子、原子的概念是什么,它們分別代表的意義是什么?
而建模的方式在劃分模型建構(gòu)時,能準(zhǔn)確的指向每個概念之間的聯(lián)系,它能用轉(zhuǎn)化的方式描述兩者之間的關(guān)系,當(dāng)學(xué)生描繪出整個模型建構(gòu)的指向圖時,學(xué)生就能清晰明了的理清這些概念之間的關(guān)系。
比如以以上細(xì)胞的模型建構(gòu)圖來說,它就能準(zhǔn)確的指定癌癥轉(zhuǎn)化的條件,學(xué)生通過縱觀整個模型建構(gòu)圖能得出得癌癥的必要條件,同時也可以得出對得癌癥的幾個必要條件進行控制就能控制癌癥的發(fā)生。
高中教學(xué)的生物學(xué)知識其實并不像學(xué)生想像的那么困難,學(xué)生之所以感覺很困難,是因為被一堆堆抽象的名詞、被一堆堆字母描述給嚇倒,模型構(gòu)建的方式是一種科學(xué)的思維方式,它需要學(xué)生總結(jié)、分類、歸納、聯(lián)想等,學(xué)生完成一幅生物模型構(gòu)建就等于用科學(xué)的方式把這項知識思索了一遍。教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會這套科學(xué)的思維方法,它能讓高中生物教學(xué)達到事半功倍的效果。如果高中的學(xué)生學(xué)到新的生物知識就習(xí)慣性的去畫模型構(gòu)建,并能準(zhǔn)確的描述這套知識時,那么對學(xué)生來說,他就能用一套科學(xué)的思維方法輕松的掌握這種知識的本質(zhì)。
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一、案例呈現(xiàn),提出問題
在選擇教學(xué)案例后,教師應(yīng)該綜合利用圖片、文字、視頻、聲音等形象、生動地呈現(xiàn)案例,給學(xué)生帶來全方位的感官刺激,讓他們產(chǎn)生身臨其境之感,隨后引導(dǎo)學(xué)生按照自己的理解,結(jié)合已有知識,深入挖掘案例隱含信息,自主提出科學(xué)性問題。
例如,為了幫助學(xué)生理解蒸騰作用,筆者準(zhǔn)備了一個測定植物光合作用的小實驗。在課堂上,先用多媒體展示了實驗的準(zhǔn)備步驟,圖片配以解說的形式將實驗的準(zhǔn)備情況講清,接著,我拿出已經(jīng)在陽光下放置了幾個小時的兩組實驗植株,請學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。學(xué)生發(fā)現(xiàn),套在帶有葉片的植株上的塑料袋充滿了水蒸氣,錐形瓶中的液面明顯下降,而另一株卻沒有相同的現(xiàn)象產(chǎn)生。隨后我請學(xué)生從兩個實驗裝置設(shè)計的異同點入手,結(jié)合實驗現(xiàn)象提出問題。學(xué)生的思維非?;钴S,很快他們便提出了很多有價值的問題。這些是學(xué)生思維火花的閃現(xiàn),通過提問學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)的主動權(quán)。
二、分析探究,得出結(jié)論
對案例的分析和探究是解決問題的金鑰匙。教師要有目的地引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注案例重點,加深認(rèn)識和理解,感受案例設(shè)計的獨特用心,初步理解案例中所包含的知識點,關(guān)注思維的發(fā)展和延續(xù)。教師的主導(dǎo)作用是這個環(huán)節(jié)順利進行的關(guān)鍵。教師要有目的地引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注重點與難點,并巧妙分解難點,帶領(lǐng)學(xué)生各個擊破。不僅如此,教師更要關(guān)注學(xué)生思維的延續(xù)性,把握各個問題間的內(nèi)在聯(lián)系,鼓勵學(xué)生相互交流,在思維的碰撞過程中激發(fā)更多的潛能。
例如,在學(xué)習(xí)人體對食物的消化與吸收時,筆者設(shè)計了一個有關(guān)暴飲暴食的教學(xué)案例。首先播放了家喻戶曉的某健胃消食片的廣告,隨后播放了自己制作的一個小動畫:春節(jié)到了,家中的美食、零食不斷,張同學(xué)每天正餐狂吃,零食不斷,可是兩天后他就吃不下了,肚子脹得難受,一直打飽嗝,而且?guī)в幸还伤崴岬臍馕叮€排便不暢。好在家里還備著一些健胃消食片,在父母的提醒下,張同學(xué)服用消食片,調(diào)整飲食結(jié)構(gòu),過了幾天身體終于恢復(fù)了正常。筆者請學(xué)生根據(jù)這個案例探討:暴飲暴食是怎樣影響消化系統(tǒng)的?消食片又是怎樣發(fā)揮作用的?這是一個探究性很強的案例,在筆者的引導(dǎo)下,學(xué)生分組合作,做出合理假設(shè),探究原因。為了幫助學(xué)生探究,筆者還提供了健胃消食片的主要成分,供他們分析參考,并提醒將各消化器官的主要功能和消食片的主要成分結(jié)合起來分析。最終,各組學(xué)生通過查找資料,深入分析案例,成功解決了問題。
三、發(fā)散反饋,理論升華
教學(xué)不止是信息的傳遞與獲取過程,更是知識的同化與輸出過程。要推進知識的同化和輸出,實現(xiàn)知識的主體化和個性化,課堂教學(xué)就要引入科學(xué)的發(fā)散與反饋機制。盡管案例讓教學(xué)變得生動活潑,目的明確,但卻往往只能說明一個方面的問題,無法做到面面俱到。要涵蓋教材所有的知識點,教師還需要對案例進行適當(dāng)?shù)陌l(fā)散與反饋,總結(jié)知識點,引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)課的知識點進行全面概括,形成一個系統(tǒng)的理性認(rèn)識,掌握原理、方法與規(guī)律。
在筆者的實際教學(xué)過程中,學(xué)生對生物學(xué)的學(xué)習(xí)存在不少問題,大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為生物學(xué)很難,很多學(xué)生的學(xué)習(xí)處于云里霧里的狀態(tài),也有部分學(xué)生已經(jīng)逐漸對生物學(xué)失去興趣,個別學(xué)生甚至放棄學(xué)習(xí)生物學(xué)??傊?,學(xué)生對生物學(xué)的學(xué)習(xí)普遍存在困難,認(rèn)為高中生物較難、較復(fù)雜、不易理解。鑒于此,教師必須去思考如何引導(dǎo)學(xué)生、幫助學(xué)生學(xué)習(xí),使之化難為易,化繁為簡。建構(gòu)主義理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)者不是被動的接受信息,而是在主動改造和重組原有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上建筑新信息的意義。生物學(xué)本身具有前沿性和復(fù)雜性,再者,學(xué)生能力有限,往往并不能夠很好的找到新信息與原有信息直接的契合點。這就要求教師必須作好引導(dǎo),幫助學(xué)生聯(lián)系新舊知識,理解、明白學(xué)習(xí)新知識的意義。要做好知識和學(xué)習(xí)的引導(dǎo)和梳理,教師首先要從態(tài)度上充分認(rèn)識到問題的本質(zhì)和嚴(yán)重程度,并能對課程標(biāo)準(zhǔn)和教材有充分的學(xué)習(xí)和思考,建立起完整的知識框架、知識體系;能夠明白編者的意圖并能把握每一章每一節(jié)所處的地位和價值。然后,在此基礎(chǔ)上,掌握足夠的教學(xué)、學(xué)習(xí)理論,結(jié)合豐富的實踐、生活經(jīng)驗,運用多種手段,幫助學(xué)生聯(lián)系、總結(jié)、整合知識,并逐步建立知識體系;最終,教會學(xué)生自主學(xué)習(xí),聯(lián)系前后,構(gòu)建知識體系。便可以實現(xiàn)輕松快樂的學(xué)習(xí),實現(xiàn)化難為易,化繁為簡。
我校進行新課改,實行“271”高效課堂模式,該模式主要由學(xué)生課前自主學(xué)習(xí),課上通過學(xué)生合作探究解決疑難問題,突破學(xué)習(xí)重點和難點;課堂流程主要是教師導(dǎo)入、學(xué)生討論、展示、點評和教師總結(jié)。然這種情況本身導(dǎo)致了知識的零散化、片段化。實際教學(xué)中,學(xué)生自學(xué)、歸納能力有限,教師為了達到學(xué)習(xí)目標(biāo),主要將自我發(fā)揮時間用在了突破重難點上,雖有導(dǎo)入環(huán)節(jié)和總結(jié)環(huán)節(jié),但很多情況,教師忽視導(dǎo)入,甚至沒有導(dǎo)入,總結(jié)也以完成教學(xué)目標(biāo)情況為主。所以這進一步導(dǎo)致了知識之間的脫節(jié),學(xué)生只是在學(xué)習(xí)知識點,并不理解知識點之間的聯(lián)系。學(xué)習(xí)停留在了表面層次,缺乏深層次的貫通、理解,這顯然不利于知識的掌握和記憶,也不符合教學(xué)和學(xué)習(xí)理論。所以學(xué)習(xí)起來難度很大。
筆者認(rèn)為,在教學(xué)引導(dǎo)過程中,可以通過以下方式幫助學(xué)生建構(gòu)知識,進而構(gòu)建知識體系。
一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)必不可少、極其重要
奧蘇貝爾說過:“如果我不得不將所有的教育心理學(xué)原理還原為一句話的話,我將會說,影響學(xué)習(xí)的最重要因素是學(xué)生已經(jīng)知道了什么,根據(jù)學(xué)生的原有知識狀況進行教學(xué)?!蹦敲?,教師首先必須通過一定的方法了解學(xué)生的“現(xiàn)有發(fā)展區(qū)”,然后再基于“現(xiàn)有發(fā)展區(qū)”,找到新舊知識的銜接點、聯(lián)系點,通過課堂導(dǎo)入,去接近“最近發(fā)展區(qū)”。一個豐富多彩、聯(lián)系前后、邏輯嚴(yán)密、體現(xiàn)知識價值的導(dǎo)入不僅可以吸引學(xué)生興趣、調(diào)動學(xué)生積極性,更能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)知識、構(gòu)建知識體系。所以導(dǎo)入環(huán)節(jié)必不可少,并且至關(guān)重要,教師要用心思考,認(rèn)真設(shè)計導(dǎo)入。聯(lián)系生活、聯(lián)系常識、聯(lián)系初中生物,將導(dǎo)入作為學(xué)習(xí)的第一扇大門。
二、教學(xué)中貫穿先“林”后“樹”的思想
在實際的課本編排和教學(xué)中,多是先“樹”后“樹”,“樹”到“林”是一個由從小到大的過程,“樹”是“林”的基礎(chǔ),符合邏輯過程。但是,首先呈現(xiàn)“樹”,往往限制了學(xué)生的思維和視野,在沒有看到“林”的美景的情況下,學(xué)生往往缺乏興趣,找不到學(xué)習(xí)“樹”的意義。故而,在組織和引導(dǎo)過程中,有意識地先給學(xué)生“林”,激起學(xué)生興趣,構(gòu)建起大局觀,整體感,然后再深入“林”中探個究竟。更有利于知識的學(xué)習(xí)、銜接、完善和網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建。
三、抓住核心概念教學(xué)
核心概念是生物學(xué)的主干,是對同一類生物學(xué)問題的本質(zhì)特征的概括,具有統(tǒng)領(lǐng)具體概念和事實概念的作用。在課堂教學(xué)中,要把握核心概念,明確核心概念的地位。聯(lián)系本學(xué)科甚至其他學(xué)科相關(guān)概念進行辨析、歸類、分析主次,糾正前概念。在核心概念掌握的基礎(chǔ)上,綜合建立本學(xué)科甚至各學(xué)科統(tǒng)一的認(rèn)識和知識體系。
四、巧妙利用概念圖、系譜圖、流程圖、表格、曲線、模型
圖形、圖像、模型具有直觀、具體、清晰的特點,可以將復(fù)雜、抽象的知識化繁為簡,化難為易,也利于知識的對比、歸納、整合。教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重有意挖掘和繪制相關(guān)圖形、圖像、圖表,運用自己的知識積累,發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力,幫助理解,理清脈絡(luò),構(gòu)建知識體系。其中,構(gòu)建知識樹是主動對知識進行歸納和整合的有效方法;在教學(xué)中,可以構(gòu)建《課時知識樹》、《章節(jié)知識樹》、《學(xué)期知識樹》,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生以個人、學(xué)習(xí)小組、科研小組為單位構(gòu)建知識樹。這樣學(xué)生不僅逐漸的學(xué)會了知識、構(gòu)建起了知識體系,更養(yǎng)成了良好的習(xí)慣,提高了整合歸納能力。
五、課堂上要注重情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng),
課程標(biāo)準(zhǔn)要求有明確的三維教學(xué)目標(biāo),很多教師僅僅注重的是知識目標(biāo)和能力目標(biāo),忽視情感態(tài)度價值觀,覺得其沒有實際作用,考試不會考到,也不是老師要教的內(nèi)容,所以其往往形同虛設(shè)或者沒有。其實,每節(jié)課相關(guān)的情感態(tài)度價值觀都是對知識的深化和升華,情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng)不僅利于學(xué)生科學(xué)思維,健康成長,更利于學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)。
六、平時注意有意識培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系前后知識、總結(jié)和歸納知識的能力
在一線教學(xué)活動中,教師組織教學(xué)、進行提問、拓展延伸、總結(jié)歸納等環(huán)節(jié)中應(yīng)有意加強對學(xué)生聯(lián)系前后、歸納整合,綜合思考能力的培養(yǎng)。例如:指導(dǎo)學(xué)生讀書中,要教會學(xué)生看目錄和緒論;提問中盡量聯(lián)系新舊知識,使學(xué)生找出知識之間的共性和連接點。再者,在訓(xùn)練和命題時,也應(yīng)適量選擇和創(chuàng)設(shè)一些綜合題目,亦可以滲透一些高考題。有的教師覺得高考題太綜合,太難,學(xué)生還沒有能力解決。然而,等到學(xué)生把知識都學(xué)完,臨近高考時,再構(gòu)建知識體系,培養(yǎng)解綜合題目的能力,未免太過匆忙,為時過晚了。
七、注重科學(xué)史教學(xué)和聯(lián)系實際、實踐教學(xué)
《人體生命活動的調(diào)節(jié)》是蘇教版必修三第二章“生物個體的穩(wěn)態(tài)”的第二節(jié),包括神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)兩大部分,是第一節(jié)“人體的穩(wěn)態(tài)”的延續(xù)。本節(jié)課為第一課時,內(nèi)容涉及興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)、興奮在神元之間的傳導(dǎo)、神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)――反射弧的組成和功能。按照教材編寫順序,開篇講述興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo),一下就把學(xué)生帶入到一個微觀世界,學(xué)生沒有感性認(rèn)識,接受起來難度較大,考慮到反射和反射弧的知識,學(xué)生在初中已學(xué)過,由舊知識人手進行過渡,能很快把學(xué)生帶人新的知識情境中,所以把教材的內(nèi)容順序做了一個調(diào)換,由膝跳反射實驗人手,先講反射弧,再由神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能過渡到興奮的傳導(dǎo),做一個自然銜接。
二、學(xué)情分析
本課時出現(xiàn)的許多知識,如神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)功能、反射、反射弧的五個環(huán)節(jié)等生物學(xué)知識,以及電位差即電壓,是形成電流的原因等物理知識,學(xué)生在初中階段的學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)涉及,因此在教學(xué)設(shè)計中要特別注意初、高中知識的自然銜接。經(jīng)過一學(xué)年的課堂訓(xùn)練,學(xué)生的讀圖識圖能力有了很大提高,因此教師要充分利用教材上的圖與圖群,引導(dǎo)學(xué)生的觀察、分析、思考、整合,達到自主建構(gòu)知識的目的。
三、教學(xué)策略
課堂教學(xué)過程是教師向?qū)W生提供學(xué)習(xí)環(huán)境和經(jīng)驗,組織、指導(dǎo)和參與學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,是學(xué)生主動學(xué)習(xí)、自主構(gòu)建的過程。因此本節(jié)課的教學(xué)策略是:在課堂教學(xué)過程中注意設(shè)計巧妙的學(xué)習(xí)情境,在學(xué)生原有的知識、經(jīng)驗基礎(chǔ)上,提供豐富的資料信息,組織、指導(dǎo)和參與學(xué)生學(xué)習(xí)的過程。引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)知識,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,真正培養(yǎng)學(xué)生具有自主性的學(xué)習(xí)品質(zhì)。
四、教學(xué)片段回顧
1.神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和反射弧
這部分內(nèi)容主要是對初中有關(guān)知識的回顧,教學(xué)時設(shè)計問題串充分調(diào)動學(xué)生已有知識的回顧,可采用師生的談話、學(xué)生實驗、結(jié)合討論的方式進行。建議采用宏觀到微觀的學(xué)習(xí)順序,先由反射和反射弧開始,隨后由興奮的本質(zhì)引出神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)。
設(shè)計相關(guān)的思考題:(1)神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)人體各種活動的基本方式是什么?(2)什么是反射?請舉例說明;(3)反射活動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么?它由哪幾個部分組成?(4)做膝跳反射實驗,并嘗試解釋反射過程。在師生相互交流的過程中用實例:草履蟲能夠趨利避害,含羞草葉被觸碰后會下垂,這屬于反射嗎?用針刺激離體蛙的腓腸肌,肌肉會收縮,這屬于反射嗎?來強調(diào)反射必須在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下進行。
學(xué)生饒有興趣地做完膝跳反射實驗后,回憶初中學(xué)過的反射弧的五個環(huán)節(jié),分析產(chǎn)生膝跳反射的全過程。教師則設(shè)置問題情境:如果某人縮手反射的傳人神經(jīng)受到了損傷,那么感受器受到刺激后,人還會有感覺嗎?如果損傷的是傳出神經(jīng)或脊髓相應(yīng)的中樞呢?引發(fā)學(xué)生的討論,強調(diào)反射弧必需完整,反射才能發(fā)生。
反射弧是宏觀的結(jié)構(gòu),神經(jīng)元是微觀結(jié)構(gòu),如何讓兩個概念間發(fā)牛巧妙過渡?可以用一個小知識來銜接:據(jù)測定,傳導(dǎo)速度最快的坐骨神經(jīng)每秒鐘“行走”速度是120m,細(xì)而無髓鞘的神經(jīng)傳導(dǎo)速度每秒鐘只有0.5-2cm,盡管傳導(dǎo)速度相差懸殊,但在“滴答”一聲中,人體的任何部分的刺激和感覺都能立即傳到“司令部”(如釘子扎到腳的縮腳反射,僅需要幾十分之一秒)。學(xué)生對小知識非常感興趣,產(chǎn)生疑惑“是什么在神經(jīng)上傳導(dǎo)?”這時教師拋出有關(guān)興奮的話題:興奮的本質(zhì)是什么?興奮如何產(chǎn)生又如何傳導(dǎo)?學(xué)生帶著強烈的學(xué)習(xí)欲望進入新階段的學(xué)習(xí)過程。
教師這時用一個自然過渡,威爾遜曾經(jīng)說過:“一切生物學(xué)問題都需要到細(xì)胞中尋找答案?!痹谑裁醇?xì)胞中能尋找到神經(jīng)調(diào)節(jié)的奧秘呢?出示神經(jīng)元圖片和結(jié)構(gòu)模式圖,并向?qū)W生提供科學(xué)史實①:1873年,意大利科學(xué)家卡米洛?高爾基采用鉻酸鹽――硝酸銀染色法揭開了神經(jīng)元的神秘面紗。學(xué)生根據(jù)示意圖學(xué)習(xí)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu),并對軸突、樹突、神經(jīng)纖維和神經(jīng)末梢做進一步認(rèn)知。
播放展示神經(jīng)元上的興奮以生物電的形式傳導(dǎo)的Flash,并向?qū)W生提供科學(xué)史實②:1771年,伽爾瓦尼用兩種金屬導(dǎo)體在肌肉和神經(jīng)之間建立起回路,肌肉就會產(chǎn)生顫抖,即發(fā)生收縮。于是他認(rèn)為這種收縮是由于從肌肉內(nèi)部流出來并沿著神經(jīng)到達肌肉表面的電流刺激引起的。這時學(xué)生能說出神經(jīng)元上的興奮是以生物電的形式傳導(dǎo)的,興奮的本質(zhì)是一種電信號,這種電信號也Ⅱq神經(jīng)沖動,從而為下而的學(xué)習(xí)做鋪墊。
教學(xué)過程以科學(xué)史的發(fā)展為線索,使前后連貫,在激發(fā)學(xué)生興趣的同時,更能讓學(xué)生體驗著人們對科學(xué)概念的認(rèn)識過程,感受科學(xué)探究的發(fā)展歷程。
2.興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)
教師首先要向?qū)W生提供這一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)思路:神經(jīng)元接受刺激,能產(chǎn)生興奮,即引起電流的產(chǎn)生,那么必定引起了電位差的變化。在靜止的時候神經(jīng)纖維的電位是怎樣的?接受刺激時會引起什么樣的變化?為什么會出現(xiàn)這種變化呢?
給學(xué)生布置一個學(xué)習(xí)任務(wù):請設(shè)計實驗探究神經(jīng)纖維在未受刺激時膜內(nèi)外是否存在電位差?提供實驗材料:(1)槍烏賊的巨大神經(jīng)纖維(軸突直徑可達1毫米);(2)一個玻璃微電極(能直接插入神經(jīng)纖維內(nèi)部);(3)一個電流表。
這個探究的目的主要是幫助學(xué)生從事實人手理解靜息電位,所以要淡化探究的全過程,給予一些特定的實驗材料,也是為了幫助學(xué)生在短時間內(nèi)設(shè)計出方案,減少探究花費的時間。學(xué)生已有的物理知識是可以很快設(shè)計出方案的,在學(xué)生匯報設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,展示科學(xué)家對“靜息電位”的探究過程:
①用電流表在神經(jīng)元外側(cè)檢測
②用電流表在神經(jīng)元內(nèi)外檢測
把知識的傳授過程優(yōu)化成一個科學(xué)探究過程,讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)知識與科學(xué)研究方法,在設(shè)計、探究、剖析的過程中體會著科學(xué)家的探索方式。學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的設(shè)計方案與科學(xué)家的研究相吻合,體會至Ⅱ成功的喜悅,有助于增加學(xué)習(xí)信心。
接下來要求學(xué)生閱讀教材,觀察“神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)模式圖”,通過完成表格對神經(jīng)纖維在受刺激前后膜電位的變化和原因進行初步認(rèn)知。
閱讀后學(xué)生能做出歸納,但識記的成分更多一些,教師要做的是幫助學(xué)生以直觀的方式去理解這段抽象的敘述。通過展示科學(xué)家對“靜息電位”和“動作電位”的探究過程,引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象,再以兩個Flash模擬神經(jīng)元細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)形成電位差的過程和動作電位的形成機制,直觀地演示微觀現(xiàn)象,在此基礎(chǔ)上教師進行精講。
由于興奮以神經(jīng)沖動的形式傳導(dǎo),是一個連續(xù)的過程,因此在分析完靜息電位和動作電位的形成過程之后,一定要讓學(xué)生建立一個興奮傳導(dǎo)的完整過程。Flash可以幫助學(xué)生實現(xiàn)這學(xué)習(xí)過程,因此播放“局部電流的形成及興奮的傳導(dǎo)”的動畫,并做出講解:興奮部位與相鄰的未興奮部位出現(xiàn)電位差,導(dǎo)致局部電流回路的產(chǎn)生,該電流回路對鄰近的部位又形成一個新的刺激,引起相鄰部位依次發(fā)生電位變化,原來興奮部位迅速恢復(fù),沿著神經(jīng)纖維不斷向前移動的電流回路就是一個不斷向前傳導(dǎo)的神經(jīng)沖動。同時讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并歸納:膜內(nèi)電流方向與興奮傳導(dǎo)方向相同;膜外電流方向
與興奮傳導(dǎo)方向相反。
所有的圖示和Flash都存在一個小遺憾,沒有能反映興奮在神經(jīng)纖維上的雙向傳導(dǎo),因此借助一個反饋訓(xùn)練,幫助學(xué)生建立起這樣的整體概念:由于興奮部位與相鄰兩側(cè)的未興奮部位之間都存在著電位差,因此神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)方向應(yīng)該是雙向的,從而歸納出興奮在神經(jīng)纖維上雙向傳導(dǎo)的特點。
附反饋訓(xùn)練:在一條離體神經(jīng)纖維的中段施加電刺激,使其興奮。如圖表示刺激時的膜內(nèi)外電位變化和所產(chǎn)生的神經(jīng)沖動傳導(dǎo)方向(橫向箭頭表示傳導(dǎo)方向),正確的是
(C)
3.興奮在神經(jīng)元間的傳遞
從膝跳反射的反射弧人手,引發(fā)學(xué)生思考:一個完整的反射活動僅靠一個神經(jīng)元能完成嗎?至少需要幾個?并質(zhì)疑:一個神經(jīng)元產(chǎn)生的興奮是如何向下―個神經(jīng)元傳遞的?高爾基認(rèn)為,神經(jīng)元構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)類似血管構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng),是完全貫通的,那么,事實是否如此呢?
出示神經(jīng)元之間的連接示意圖和科學(xué)史實③:拉蒙?卡哈爾在高爾基工作的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了突觸結(jié)構(gòu)。學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元之間在結(jié)構(gòu)上并沒有原生質(zhì)相連,興奮在神經(jīng)元與神經(jīng)元之間不可能通過神經(jīng)沖動的形式傳遞,必然以其他方式傳遞興奮。
充分利用教材中“興奮在神經(jīng)元之間的傳導(dǎo)”的積極思維活動,提出問題串:(1)什么叫突觸?(2)指圖說出突觸的結(jié)構(gòu);(3)突觸小體內(nèi)有較多的線粒體,說明什么問題?(4)神經(jīng)沖動如何從前膜經(jīng)間隙傳到后膜?(5)興奮為何不能從樹突傳到軸突?(6)突觸傳遞的特點怎樣?學(xué)生可以小組為單位討論交流。
教師提供科學(xué)史:1970年,卡茨(英),奧伊勒(瑞典),阿克塞爾拉德(美),發(fā)現(xiàn)神經(jīng)末梢的體液傳遞物質(zhì)――神經(jīng)遞質(zhì)。并通過連續(xù)播放兩個反映興奮在神經(jīng)元之間傳導(dǎo)的Flash,揭示神經(jīng)遞質(zhì)和突觸后膜上的受體相結(jié)合,使鈉離子通道打開,從而使突觸后膜上的電位發(fā)生變化。并用“神經(jīng)驛道上的秘密信使”來形容神經(jīng)遞質(zhì)的作用,有很好的喻意。
對于神經(jīng)遞質(zhì)的類型,教材中并沒有提及,因此提供小資料:迄今為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十種遞質(zhì),有傳遞興奮的,如乙酰膽堿、去甲腎上腺素;有傳遞抑制的,如甘氨基酸、γ-氨基丁酸,但同一個神經(jīng)元的末梢只能釋放一種遞質(zhì),或是興奮的,或是抑制的。引發(fā)學(xué)生思考:若遞質(zhì)不被水解,將會出現(xiàn)什么結(jié)果?讓學(xué)生對神經(jīng)遞質(zhì)的作用機制有一個深入的理解。
能解決日常生活中的問題是對所學(xué)知識的最好的檢驗,因此用三個生活小常識讓學(xué)生自由討論:事實1:α-銀環(huán)蛇毒能與突觸后膜上的神經(jīng)遞質(zhì)受體牢固結(jié)合;事實2:有機磷農(nóng)藥能抑制膽堿酯酶的活性,而膽堿酯酶的作用是清除與突觸后膜上受體結(jié)合的神經(jīng)遞質(zhì)。討論:當(dāng)發(fā)生α-銀環(huán)蛇毒與有機磷農(nóng)藥中毒時,相應(yīng)肌肉出現(xiàn)的癥狀分別是什么?事實3:臨床上用藥物局部麻醉的機理是藥物抑制突觸小泡釋放遞質(zhì),興奮不能傳遞。學(xué)生通過思考體會到學(xué)以致用的樂趣。最后讓學(xué)生歸納有關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)知識點,從而建構(gòu)有關(guān)神經(jīng)元之間的聯(lián)系特點。
興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和在神經(jīng)元之間的傳遞內(nèi)容,對學(xué)生來說是全新的,而且比較抽象,不容易理解,故是本章教學(xué)的難點。處理這部分內(nèi)容時要充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí),給予一定的學(xué)習(xí)任務(wù),通過小組匯報交流,初步建構(gòu)知識,教師要做出充分的資料準(zhǔn)備,盡量用Flash把靜態(tài)的圖形動態(tài)化,把平面的圖形立體化,并通過精講點撥幫助學(xué)生理解透徹。
五、案例反思
1.充分調(diào)動學(xué)生的知識經(jīng)驗
關(guān)于神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和反射及反射弧的環(huán)節(jié),學(xué)生在初中生物課已學(xué)過,教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生回顧初中階段所學(xué)相關(guān)內(nèi)容,充分調(diào)動學(xué)生的知識經(jīng)驗,以問題探究為線索,通過不斷地質(zhì)疑和推測,逐步建立新知。
2.充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用
在教學(xué)過程中,教師要盡量創(chuàng)設(shè)學(xué)生活動的機會,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動的主體,教師只是為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供必要的指導(dǎo)和知識鋪墊。教學(xué)過程以科學(xué)史的發(fā)展為主線,在激發(fā)學(xué)生興趣的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生對神經(jīng)調(diào)節(jié)的本質(zhì)有一個全面而清晰的認(rèn)識過程。
在學(xué)習(xí)興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)時,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,嘗試設(shè)計實驗探究神經(jīng)纖維在未受刺激時膜內(nèi)外是否存在電位差?教師給學(xué)生提供一定的探究材料,降低實驗設(shè)計的難度,學(xué)生現(xiàn)有的物理知識足以設(shè)計出方案,與展示的科學(xué)家的探究實驗一致,嘗到成功的喜悅,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。另外一些常見題型通常都會以此實驗為原型,要求判斷電流表中指針的偏轉(zhuǎn)情況,有了實驗設(shè)計的經(jīng)歷,對解題很有幫助。
在學(xué)習(xí)興奮在神經(jīng)元之間的傳導(dǎo)時,充分利用教材中的積極思維活動,編制問題串幫助學(xué)生學(xué)會閱讀圖群,引導(dǎo)學(xué)生一步步地深入思考。
3.提供多媒體素材,幫助學(xué)生建立感性認(rèn)知