對中學生物“過程探索”教學的案例分析和探討

第第頁對中學生物“過程探索”教學的案例分析和探討一、問題的提出

信息技術、多媒體技術的高速發(fā)展,給生物教育帶來了很大的發(fā)展契機。許多微觀的生理過程,以多媒體技術來呈現,變得直觀、生動。如制作精美的“細胞有絲分裂”課件在網絡上隨處可見,在百度中搜索“有絲分裂課件”就有3870個網頁出現。高中教師在使用這些多媒體課件時,一般是將其中的整個過程多次展示給學生?？墒沁@種做法與生物新課程標準提出的要提高學生的科學素養(yǎng)、倡導探究性學習的要求是不符合的。為此,我提出了“過程探索”教學法。這種方法充分重視學生的個體差異,讓他們在過程探索中實現知識的融匯與創(chuàng)新,實現思維的流動與發(fā)光;充分體現學生的主體性,學生在學習中快樂,在快樂中學習。

二、過程探索法及其意義

這里所說的過程探索法就是對高中生物教學內容中,細胞的結構以及生命活動(如物質交換、呼吸作用、光合作用等)、生物個體發(fā)育、遺傳規(guī)律這些復雜而細微、難以直接觀察其結構,或無法觀察其生命活動的具體過程,通過“創(chuàng)設情景、引導探究、模型構建、變式運用”,實現學生全面發(fā)展的教學模式。

以2003年全國高考“理綜”卷第26題為例來說。本題的題目是:“小麥品種是純合體,生產上用種子繁殖,現要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種;馬鈴薯品種是雜合體,生產上通常用塊莖繁殖,現要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請分別設計小麥品種間雜交育種程序,以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明(寫出包括親本在內的前三代即可)。”這個題目在當年的得分率非常低,究其原因是學生根本就不會用遺傳圖解來表示這個過程,或許老師曾經多次在黑板或多媒體上演示過這個過程,但是由于學生沒有親自構建過相關的模型,沒有利用這個模型來解決過問題,在問題面前就會變得束手無策。

事實上,類似的題目我們在平時的訓練中經常見到,假如我們有過讓學生探究,有過讓學生把探究過程用遺傳圖解表示,學生遇到這些問題時的表現可能就是另一個樣子了。

三、過程探索法的使用原則

(一)動態(tài)化原則

動態(tài)化原則就是引導學生突破靜態(tài)學習模式,對學習課題做動態(tài)分析、深入分析、綜合分析,從而改變學生只聽不做的學習方式,讓學生在實踐中發(fā)現問題、解決問題,在求異思考中培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。如對植物個體發(fā)育過程,如果只用幾張靜態(tài)的圖片來介紹,學生是很難理解的。這時教師首先向學生灌輸動態(tài)化思想,沿著“受精卵胚種子幼苗性成熟的植株”這條線索,以細胞的有絲分裂和細胞的分化為改變因子,逐漸勾勒出植物個體發(fā)育過程的動態(tài)圖,學生就比較容易理解了。

(二)探索性原則

按照維果茨基的“活動理論”,即“客體—活動—主體”論,在客體的作用和主體的狀態(tài)變化之間插一個特殊的中間環(huán)節(jié)——主體活動,在學習中讓學生產生活動意識,積極參與教學過程,多動腦動手。所謂探索性原則是指在活動過程中要營造探索氣氛,創(chuàng)設探索情境,提供探索契機,從而激發(fā)學生主動探索的積極性,使學生在探索的過程中鍛煉成長。如在講減數分裂過程中染色體的變化規(guī)律時,課前給學生提供不同形狀的染色體(包括細絲狀的染色質、只含一個DNA的染色體、含兩個DNA的染色體)卡片,以及一些細胞圖形,讓學生自己把所有的染色體卡片貼到各個細胞圖形當中去。學生在探索活動中學會了知識,提高了能力。

(三)協作性原則

在學習中良好的協作可以提高學生思維的敏捷性,使之能夠迅速、正確地做出判斷,得出結論。同時,在教學中經過適當的組織,以合理的小組方式對問題展開討論,以激勵評價鼓勵每個學生都參與其中,發(fā)揮集體的智慧,學生不但有機會充分展現自己,而且可以在相互協作的過程中感受到團隊合作的價值,這對于培養(yǎng)學生良好的個性品質也是非常重要的。

四、過程探索法的教學模式

五、過程探索法的教學實踐

(一)創(chuàng)設情景

創(chuàng)設情景是激發(fā)學生內在需求的必不可少的一個環(huán)節(jié)。在合適的情景下學生原有的知識會被迅速提取出來,并以某種形式外化。

1.生活情景

用生活情景激活生物課堂,目的是為了在學生的生活體驗和教學內容之間建立聯系,使教學內容很快納入學生原有的知識結構之中。如在講“動物行為的產生原因”時,以圖片展示3只小鵝跟隨玩具車奔跑的情景,學生一下子就產生了濃厚的學習興趣,在老師的引導下,很快進入到對產生這個行為的原因的探究。

2.新聞情景

新聞具有真實性較強的特點。結合教學內容,選擇一些有關的新聞展示給學生,能激發(fā)學生探究的欲望。比如,在講“光合作用過程”時,展示2003年7月1日《北京晨報》的一則新聞:

人也會光合作用?

印度一男子靠水和陽光存活8年

據《悉尼晨鋒報》6月30日報道,一名印度男子在過去的8年中,從未吃過一粒糧食,僅靠喝水和接受太陽光照射就能活命?！队《葧r報》對此人做過詳細報道后,引起了美國NASA的注意。目前,這名印度男子已被NASA邀請到美國進行實驗,科學家想解開發(fā)生在這名印度男子身上的神奇之謎。

當學生看到這則新聞時,完全進入了接受知識的狀態(tài),這對教學非常重要,主動學習、體現學生的主體性都需要在這個基礎上進行。學生迫切想知道事情的真相,想知道這個男子是不是真的能進行光合作用,接下來對光合作用過程的探索,就成為很自然的事了。

3.問題情景

問題情景是指在新奇未知事物的刺激下,學生自己提出問題或接受教師提問后,產生解決問題的強烈愿望,并以此作為自己學習活動的目的的一種情景。創(chuàng)設問題情景的實質在于揭示生物現象的矛盾,引起學生認知的沖突,動搖學生已有認知結構的平衡,從而喚起學生的思維,激發(fā)學生學習的內驅力,使學生進入問題探索者的“角色”,真正“卷入”到學習活動之中,以達到掌握知識、訓練思維的目的。

(二)探索模式

生物過程有微觀性、復雜性、多變性的特點,過程探索法對其主要采取組塊探索、實驗探索和標記探索三種探索模式。它們的關系可以用下圖表示:

1.組塊探索

組塊探索就是在生物教學中把一個復雜、分階段的過程分解為幾個學生容易接受的組塊讓學生進行探索。它能夠完成探索的全過程,這與一般的“線性”探索有所不同。參照組塊理論,可提出“生物組塊拓展教學策略”的構想。

比如,學生在探究“某鳥類體內一個性周期的激素調節(jié)過程”時,教師首先創(chuàng)設“在養(yǎng)雞場的雞舍中,傍晚和清晨都要用燈照明以達到產卵增多的目的,請你講出其中的道理”這樣一個生活情景,然后分三個組塊進行探索:(1)光照被雞眼感受的過程;(2)下丘腦神經分泌細胞分泌激素作用垂體細胞的過程;(3)垂體細胞分泌激素作用卵巢的過程(見下頁圖4)。

學生在各個組塊的探索中,利用原有的知識結構(眼的結構、反射弧的結構、細胞中有關物質的合成分泌過程、內環(huán)境的組成等)逐漸構建起“某鳥類體內一個性周期的激素調節(jié)過程”的知識。

2.實驗探索

實驗探索就是對生物過程探索中一些不能觀察、需要驗證或研究的環(huán)節(jié),通過設計實驗來完成。探索性實驗的主要教學程序如下:

(1)提出研究課題

如提出課題“水稻中一個矮稈粳稻和一個高稈糯稻品種基因型的確定(莖的高度由A—a控制,粳稻、糯稻由B—b控制)”。

(2)引發(fā)科學猜想

我們通過已學的知識知道有9種基因型,如果沒有其他的任何條件,同學們是不能猜到基因型是怎樣的。大家首先會想到要確定顯隱性的關系,這里我們假設高稈、糯稻為顯性。

(3)設計實驗步驟(如圖5)

第一步:以這兩個品種的水稻作為親本進行雜交實驗。結果如下:①全部是粳稻;②種下去全部長成高稈;假設成立。這個時候我們可以確定親本的基因型為矮稈粳稻(aaB________)和高稈糯稻(A________bb)。

第二步:繼續(xù)實驗,拿自交。結果如下:①中,約3/4為粳稻,1/4為糯稻;②種下去,不管粳稻還是糯稻,長成的植株都約有3/4高稈,1/4矮稈。學生根據已有的知識——孟德爾的自由組合規(guī)律,很快就能確定基因型為矮稈粳稻(aaBB)和高稈糯稻(AAbb)。

(4)進行模型構建

經過實驗得出來的模型要經受得起實踐的檢驗。有的同學想出了進一步驗證自己假設的方法:各取其親本花粉樣品,滴上一滴碘液,分別在顯微鏡下觀察。結果發(fā)現矮稈粳稻的花粉全部被染成藍黑色,高稈糯稻的花粉全部被染成紅褐色。

3.標記探索

(三)變式運用

學習的目的是掌握知識、發(fā)展能力。學生看書往往都說看懂了,可是在做題目的時候,在運用知識的時候,在遇到新情景的時候,卻束手無策。這說明他的思維能力還達不到要求。在教學中運用變式可以提高學生的思維能力。在變式訓練中,學生重組知識結構,鍛煉了思維能力。

1.變換條件結論

變換條件結論是最常用的一種變式方法。學生用相同的模型,在不同的條件下,解決不同的問題,提高了處理信息的能力和探索問題的能力,實現了知識結構的更新。例如,在上文談到的“水稻中一個矮稈粳稻和一個高稈糯稻品種基因型的確定”中,假如實驗結果在F1中出現——1高稈粳稻:1(矮稈粳稻),學生就會運用已有的知識模型,重新進行探究,得出結論。

2.信息轉換

生物學習中遇到的文字和圖表信息,有時表達的是同一個內容。這就要求學生具備對不同形式的信息的轉換能力,提高對不同情景的應變能力。比如,在講分泌蛋白的合成、加工運輸、分泌過程時,學生可能遇到下面兩種呈現形式:

實際上學生在做題目的時候可能會遇到更多的這種情況,這給一部分學生帶來很大的困難,特別是基礎比較薄弱的學生。他們在不同的信息面前敏感度不一樣,有的學生在識圖上能力較強,而有的學生只會看文字信息。在教學中,我們要針對不同的情況實施因材施教,使每個學生都能得到充分的發(fā)展。

六、過程探索法的操作體會

(一)學生的主動性是成敗的關鍵

過程探索就是一個學生自主發(fā)現問題、提出問題、解決問題的過程,學生始終處于主體地位,沒有學生的主動參與,教學工作是很難開展的,學生也不能從這個過程中實現知識更新、思維創(chuàng)新。

為了提高學生的興趣,使學生主動參與探索過程,教學要開