第Z02版:论文
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2017年12月29日 星期

构建实验载体 激发概念感悟


□嵊州市长乐中学 钱科亮

不少教师在生物教学中有“掐头去尾”现象,只重概念阐述,学生不知道概念“从哪里来,到哪里去”,对概念的理解有偏差,练习时题目信息得不到最大程度的处理,已学知识也得不到最大程度的应用。久而久之,学生对生物这门课失去兴趣和信心,形成恶性循环。

学习生物学概念的最好办法是实验探究,学生只有亲眼观察、亲手操作,才能从中获得感悟。

感悟是先有所惑,后有所悟。只有目有所视,耳有所闻,心有所想,才能获得感知;只有和已有感知相接触、碰撞,才能豁然开朗。学生经常反映理解生物学概念有困难,因为概念本身较为抽象,不易把握其实质;而只靠记忆和背诵,缺乏验证和体验的机会,概念的内涵也无法被真正领会。那么,这一问题如何解决?

一、巧设实验,调动学习兴趣

兴趣是最好的老师。生物学是一门实验性很强的学科,教材中有很多实验能拓宽学生视野,而适当改变教材中的实验,更能激发学生的学习兴趣。

其实,教学和考试依据的是课程标准和考试说明而非教材,教材是课程教学资源之一,教师需要做的是用教材教,而不是教教材,不能视教材为绝对权威。努力把教材内容转化为教学内容时,不但要考虑教材自身特点,更要符合学生认知规律。例如,“光合色素提取和分离实验”中,学生对提取和分离色素的原理不理解。如果教师一味地强调教材中的这两个原理,效果远远不如让学生亲自实践并从中体会的好。不妨这样设计:提供给学生丙酮、95%乙醇、50%乙醇、蒸馏水等不同试剂,让学生分组完成不同溶剂对色素的提取工作,用自己的实验来得出结论。结果显而易见,学生对用这么多材料进行探究性实验的兴奋度比重复教材中的验证性实验要高很多,对原理的理解也会深刻很多。

二、巧设实验,引发认知冲突

从根本上来说,生物学知识来源于生活,生活中的认知往往已经固化在学生的知识结构中。在学习生物学新知识时,学生总是试图以原有认知结构来同化对新知识的理解,当遇到不能解释的新现象或与已有经验不符的结论时,就会产生认知冲突。当已有经验受到质疑时,思维就会变得活跃,被动学习就转变为主动学习。

如果教师不了解学生的学前知识状态,不加引导,只知照本宣科,将会失去认知冲突这种难得的教学资源。例如,学习“细胞呼吸”一节内容时,学生可能有以下学前概念:动物和人才能呼吸,植物不能呼吸。教师利用已知知识“二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊、氧气有助燃特性”设计几组实验,准备两只塑料袋,在甲袋中装入新鲜菠菜,乙袋中不放任何材料。将甲乙两袋分别密封,暗处理24小时,上课时备用。

实验时,让每个学生通过长玻璃管往澄清石灰水中吹气,记录现象(澄清石灰水变浑浊,证明人呼出的气体中含有二氧化碳);将准备好的甲乙两袋中的气体分别排入两只含有澄清石灰水的锥形瓶中,先让学生根据自身前概念推测预期实验现象,再观察实验现象。学生会发现,经过暗处理后,甲袋中的气体使澄清石灰水变浑浊,乙装置变化不明显。

这时学生的认知状态从“观察—兴趣”上升为“质疑—思维”。学生会思考为什么甲乙现象不一致,并主动了解,原来甲装置中二氧化碳较多,乙装置中含有二氧化碳较少,而甲装置中增多的二氧化碳只能是来自新鲜菠菜。

由于前概念根深蒂固,有的学生仍然会认为这种现象不是植物呼吸造成的,为满足求知欲会进一步实验,比如再设计一个加煮熟菠菜的丙装置。跟甲装置一样操作,现象跟乙装置一致;另外,将带火星的木条放入甲、乙、丙装置中,木条在乙、丙装置中的复燃程度一样,且燃烧程度比在甲装置中明显。由此说明甲装置中多二氧化碳,少氧气。

学生进行讨论时,兴趣自然会很浓厚,思维也会拓展,问题决策、批判性思维和创造性思维等高阶思维能力得到发展。

三、巧设实验,提高科学素养

生物学教学的主要功能不是让学生去背诵教科书里的简单生物学概念,而是要让学生尽量通过分析、处理资料形成自己的判断。实验可以为抽象的生物学概念提供有力证据,帮助学生理解概念的本质属性。在一系列推理的过程中,学生的逻辑思维能力、探究能力逐步得到提高,通过验证概念所描述的科学事实,会更顺利地获取新知识。

在初次接触选修一“果酒和果醋制作”时,笔者并没有意识到这个内容与我们身边的知识相关。教学中只是从理论上分析果酒和果醋的制作原理和方法,在一节课纸上谈兵,师生都感到很吃力。

学生在课堂上的主体地位没有体现,学生与学生之间的合作与交流也没有体现。经过反思后,笔者进行了改变:先将学生分组,让学生自我梳理基础知识;让学生提前准备好生活中常见的饮料瓶作为容器,自己动手尝试制作简易果酒发酵装置,课堂学习既生动又深入,还可以将各个小组的成果保存在实验室,一段时间后,我们都可以喝到学生自己酿的酒。可能有些组会失败,但学生对该节原理的掌握效果是显而易见的。

有时课堂实验并不完全是实验室操作实验,也可以说,只是一种直观演示,是为了帮助学生准确理解教学内容的。在学习“兴奋在神经元间传递”时,“突触”这个概念具有微观性,这种微观概念往往使学生望而生畏,不能理解。很多学生为考试只能去死记硬背,这往往成为一种负担。

在讲授完“兴奋在神经纤维上传导”这一内容后,转到突触概念时,笔者充分利用肢体这个现成教具,将手臂比作轴突,手指比作神经末梢,指腹比作突触小体,将某一学生的头发比作另一个神经元树突,将那位学生的头比作胞体。然后,笔者将自己的手按在学生的头上,有些指腹(突触前膜)与头发(树突)接触,有些与头皮(胞体膜)接触,使得学生对突触概念有了感性认识。

学生的自主探究能力也得到了培养,会思考突触的结构了,并根据自己的思考所得认知画图。同时,教师播放动画演示,显示兴奋在突触间传递的过程,从而把微观知识变成可视知识,使学生一目了然,轻松掌握概念。

许多生物学概念和原理是从生物学实验中总结出来的,教师通过实验载体帮助学生先获得感性经验,再上升为理性思维,完成由具体运算向形式运算的转换,促进概念的感悟生成。这种教法突破“呈现感念—剖析要点—强化训练”的传统教学模式,教学就不再是为上课而上课,而是开发学生创造潜能、培养学生创新精神和高级思维能力的活动。


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