[中学生物论文]形象思维在生物学教学中的功能
脑功能定位学说表明,人类大脑由两半球构成,大脑对人体的运动和感觉的管理是交叉的,左半球的功能 侧重于逻辑思维,如语言、逻辑、教学、分析、判断等;右半球侧重于形象思维,如空间、图形、音乐、美术 等。左、右脑半球犹如两种不同类型的信息加工系统,它们各司其职,相辅相成,相互协作,共同完成思维活 动。左右两半球信息交换的生理结构是胼胝体,它由两亿条神经纤维组成,每秒钟可以处理两半球之间往返传 递的40亿个信息。传统的教学,重视逻辑思维的培养,轻视形象思维的发展,影响着智力的提高。因此,我们 主攻思维能力的培养,应是强化形象思维能力的培养。本文就形象思维在教学中的功能作如下探究。
1 感知是形象思维的源泉
人们认识事物总是从感知开始,主要通过视觉把所学的生物形象信息传递给大脑,在大脑中留下痕迹,当 事情不在面前时,这种痕迹会再现出事物的形象,心理学称为表象。人脑用表象材料进行思维,创造出新形象 的过程就是形象思维。没有感知作基础,表象就不会产生,没有表象作材料,就谈不上形象思维。因此,要为 形象思维准备丰富的表象,在教学中应抓好以下几点:①加强实验教学,这是形成丰富表象的主要途径,一个 成功的实验,会留下深刻的表象,应尽量创造条件,让学生参加实验过程,从中获得生动形象的表象。②运用 形象教具,来丰富学生的感觉,如模型、图片、挂图等。③理论联系实际,广泛摄取表象,引导学生到自然界 去识别生物、调查破坏生态平衡的因素等。④从声象教材中摄取表象,声象教材的优势,能同时唤起听觉和视 觉的兴奋,促进左右脑协同工作,发挥形象思维和逻辑思维的作用,以达到对生物本质的认识。在施教中,我 们提倡多种生物信息的渗透,以便形成丰富多彩的表象。例如“两栖纲”的教学:①观察青蛙外部形态,从而 培养学生生物与环境相适应的观点。②观察内部的结构,掌握结构的特点。③观看青蛙生殖和发育电视片,理 解变态发育的特点。④从几方面说明青蛙适应水生和陆生。
2 能促进对知识的理解
学生只有理解生物知识,才能把握生物的本质属性。若脱离形象思维的支持,学生学起来就感到抽象、空 洞、难学。学生感到难理解的知识,往往是难以想象所造成的。因此,学生在教师诱导下,主要利用视觉接受 生物形象信号,在大脑中形成感知表象。然后利用丰富的感知表象,通过联想、类比、分析、综合、构思等形 象思维,把握事物的本质,获得典型表象,把它表达出来,得到创新形象。例如用血循环这个典型表象,用联 想和类比形象思维,结合形象特征,剖析脊椎动物中的代表动物,从而去理解生物进化的过程。见下表:
血循环特点 鲫鱼 一心房一心室,一条血循环途径 青蛙 二心房一心室,两条血徨途径,动静脉血未分开 晰蜴 二心房一心室,有不完全隔膜出现,动静脉血分开 家鸽 二心房两心室,两条血循环途径,动静血完全分开
从类比可知,脊椎动物进化从简单到复杂、从水生到陆生、从低等到高等。一般而言,形象思维力强,理 解能力也相应高,理解需要形象思维的支持,形象思维在理解中展开,两者相辅相成,互相促进。理解过程既 需要逻辑思维,也需要形象思维,两者都是达到对事物本质特征和内在联系的理性认识过程。
3 能促进对知识的记忆
记忆是知识的源泉,是智慧的仓库。在记忆中占重要地位的是表象。表象属双重编码,即表象不仅有形象 编码,而且有语义编码。双重编码的材料有利于理解、保持、回忆、应用和迁移。例如叩打膝盖下部的韧带时 ,产生了小腿突然跳起的反应,这一知识点以语义和形象相联系的形式存入记忆中。形象记忆另一特征就是统 摄性,就是把一个完整的表象作为一个单元,储存在大脑中,例如把人体血循环作为一个单元,记忆在大脑中 ,比分散的概念记忆要容易些。在施教中,应尽可能采用声象教材,去强化记忆。实验表明:人脑贮存形象信 息是语言信号记忆的1000倍,同样的学习内容,单纯用听觉学习、单纯用视觉学习视听兼用学习,三小时后, 记忆效率分别是60%、70%、90%,可见声象教材能提高记忆效果。
4 能有效地优化概念教学
生物概念的形成,一般有三个层次,第一层次是行为掌握,主要通过实验观察去感知基本事实,从中获得 表象;第二层次是图象掌握,主要从形象思维方面去掌握基本事实的本质特征,即通过联想,类比、分析等形 象思维,去获得典型表象;第三层次是符号掌握,以语言形式或数量关系去掌握基本事实的本质特征和内在联 系,即通过分析、推理、归纳、概括出生物概念。这三个层次,就是感性认识层次,形象思维层次,逻辑思维 层次。教师按照行为―图象―符号三个层次去教,就可使概念教学处于最佳的状态。
[中学生物论文]中学生物教学应当加强可持续发展观点的教育
协调环境保护与经济发展的关系,实现经济与环境的可持续发展,现在已经成为包括我国在内的世界环境保护工作的主题。我国中学生物教学历来十分重视保护生态环境的教育。中学生物教学加强可持续发展观点的教育,有助于进一步提高学生保护生态环境的意识。
顶端优势原理在生产实践中的应用
在高中生物第四章《植物生命活动的调节》中,以顶端优势为例,说明植物激素之一生长素对植物生长的促进作用,与其浓度的高低有一定关系,并以棉花摘心和果树修剪为例,略述它在生产实践上的应用价值,恰当地联系了实际,激发了学习兴趣,容易为学生理解。但是,要真正掌握和运用这一原理,为“科技兴农”服务,还须扩大视野,反复实践,不断总结提高。现将我如何结合教学,培养学生动手能力,探索“科技兴农”的做法略述于下。
1指导葡萄修剪栽培
葡萄是一条见效快的致富门路,但它的技术性较强,主要是修剪和病虫害防治。葡萄的修剪主要是冬夏两季。我校是农村中学,冬季(12月至翌年1月)要带同学到毗邻的专业户葡萄园中学习冬剪技术。而葡萄的夏季修剪,则更为繁重而严格,项目也较多,摘心剪梢就是其中重要的一项。在结果枝蔓始花时(一般在5月下旬~6月初),带同学到园中实习,在花序以上留4~7叶,将新梢顶端摘去(一般长3~5cm)阻止顶芽产生的生长素向下运输,促使夏芽萌发,抽生夏芽副梢。学生看得见摸得着,很容易理解生长素对生长影响的二重性特性。因为长江流域气候温暖湿润,葡萄枝蔓生长旺盛,副梢萌发次数多,花序原始体形成容易,因此,生产实践上常保留结果枝花序以上的1~2个夏芽副梢,其余全部抹除,以提高座果率,并对此副梢也进行摘心,解除其下部侧芽所受的抑制作用,同时对发育枝和徒长枝进行重摘心,调节养分流向,促使夏芽副梢出现二次花序,培养二次结果,甚至三次结果,创造一年多次结果的良好条件,达到增产的目的。学生为之耳目一新,再次证实了“知识就是力量”,“科技是第一生产力”的英明论断;也符合兴趣发展是从“有趣→乐趣→志趣”的客观规律,激发了学习积极性,许多同学准备在家庭园子里试种。
2指导落叶果树的修剪
顶端优势的原理在果树整枝修剪上应用极为普遍,如桃、梨、苹果、柿等。我曾以校内的幼年桃树为例,指导学生进行修剪,实践教材内容。在桃树定植后的当年,距地面65~80cm处摘心或剪截,叫定干。使下部侧芽萌发,并把剪口下约20~40cm一段选作整形带,其上选育3个生长健壮、分布均匀、开张角度适当的新梢作为第一层主枝,以后通过各种不同程度的短截逐步培养副主枝和结果枝组,逐步“造成一定形状的树冠”(即生产上普遍采用的自然开心形树形)。其它落叶果树的修剪整形,方法与桃树大同小异,即运用顶端优势的原理,通过修剪来调节果树器官的数量、质量、性质及其在树冠内的分布,调节生殖与生长的关系,维持丰产树形。学生在实践中加深理解了课文内容,学到了栽培修剪技能,效果很好,回去能够试着做,少数饶有兴趣的尖子,成了能说能做的小技术员。
3指导菊花等花卉的矮化栽培
“菊不盈尺”,是对菊花株高的严格要求,也是评品菊花观赏价值的重要条件之一。而要做到“菊不盈尺”主要靠摘心,一般须2~3次。我每年都要指导同学对学校栽培的菊花进行摘心整枝,并留部分不摘心的作对比观察,通过实践,大家都能深刻理解和运用顶端优势原理促进侧芽萌发,调整花朵数量和质量,并把植株控制在理想的高度,提高观赏价值。在反复实践中又摸索出新的摘心方法,即先摘顶心,以后分批抹去全部腋芽、侧枝,养根护叶,逼地下茎萌发脚芽,最后齐土面剪除老茎这样从上到下逐层摘心除枝,诱导脚芽早出土并茁壮生长,最终开出硕大花朵,培育成矮壮型菊花,效果更好。
其它许多花卉的修剪造型,原理和方法也和菊花基本相同。如月季,萌芽力虽强,花开在当年生新梢顶端,不修剪腋芽不易萌发,枝条又瘦又长,呈藤本状,因此,除冬季休眠期重剪外,在生长期,当花将凋谢时,一般在残花第三个复叶以下及时进行轻度短剪,以促使下部腋芽萌发,不断开出硕大艳丽的花朵。又如一串红、?杜鹃等,通过分别对主茎和侧枝摘顶,抑制顶端优势,促使腋芽萌发,控制植株纵、横方向生长,达到株形矮壮,侧枝丛生,繁花满枝的理想效果。
至于那些随处可见的绿化隔离带绿篱、绿墙和各种形式的绿球,也是应用此原理,通过修剪艺术,才形成茂密的绿色屏障和多姿多彩的艺术造型。还有油料作物芝麻,试验证明打顶是增产的有效途径,即在终花期及时对主茎和分枝摘心,一般可增产一至二成。
多媒体网络下的生物课堂教学
摘 要 本文论述了多媒体网络及其优势,以及在网络环境下的生物教学设计原则和应注意的问题。
关键词 多媒体 网络 课堂教学
多媒体网络是指由教师机、学生机、服务器和控制台联网而成的个人计算机系统,可以实现教师和学生、学生和学生之间的点对点、点对面的通讯。在教学过程中,教师除了可以向每台学生机传送教学信息之外,还可以通过教师机观察每一台学生机屏幕信息,以达到对教学的反馈和监控;学生可利用教师设计的教学软件自主学习,学习中的问题可通过网络向教师或同学提问,并进行网络对话。
生物教学强调情境与协作,重视直观和操作,提倡学生学习的主动性。将带网络功能的多媒体计算机引入生物课堂,将在拓展学生的知识面、激发创新思维、培养互助品格、建立新型师生关系方面都能起到较好作用。本文将讨论网络教学的优势及网络下的生物课堂教学设计。
1、 网络教学的优势
1.1.收集多媒体资料信息
教师在准备教案时,需要大量的资料及信息源,在传统的教学中,这种资料主要是通过书本、图片和录像等这些有限的手段向学生传输信息,这样的消息来源是非常有限的,而且缺乏灵活性、方便性和交互性。随着电脑科技的普及,教师将可以通过电脑从网络中得到文字、图像、声音、动画、视频,甚至三维虚拟现实等多方位信息用于课件制作,使教学内容更丰富,教学方法更加多样、更加灵活。
1.2.全面优化课堂教学
通过精心准备,运用了大量的先进手段,教师创作出严谨而丰富的电子课件,其目的就是将它应用于教学。教学中,教师不必像以前那样,携带挂图、模型等繁琐的教具,而是借助电脑、投影仪、触摸屏、电子白板等先进的电脑多媒体工具向学生展示图、文、声、像相结合的电子课件,而这令人兴奋的一切精彩内容,仅仅通过一根网线,就能够把完成的课件从教学资料中心直接读取并传输到课堂。
1.3.高效轻松的复习方式
生物的许多内容都是需要反复理解和记忆的,学生可以通过终端与网络中心连接,将课堂上讲解的多媒体课件再次从教学资料中心的服务器中读取,对不理解的环节可以反复观看,并且可以观看其他教师的教学内容,这不仅大幅度降低了教师的工作强度,而且极大地提高了学生的学习兴趣。
2、网络下的生物教学设计
2.1.原则
2.2.教学过程
步骤 教师行为 学生行为
情 景
导 入 采用问题情景或动画情景引起学生的兴趣和注意 进入情境,对学习目标注意和感兴趣。
自 主
探 究 提供学习材料 利用教师准备好的课件进行自主探究学习
网 上
交 流 组织学生交流,调动学生参与 将各自学习的结果进入网络交流,协作学习
归 纳
小 结 归纳总结,适当评价 理解原理,得出结论
反 馈
评 讲 提供检测题,并对有共性的问题作适当的评讲 自检自测,达到技能与知识的双提高。
例如在学习《根对无机盐的吸收》这一节时,首先在屏幕上分别演示正常的植株,缺乏各种不同无机盐的植株的彩色图片,教师提出问题:“为什么会出现这样的情况呢?”将学生引入学习的情景。然后学生利用教师提供的软件,在多媒体计算机上尝试“种”一株“植物”学生可以根据自己的想法用鼠标点取不同的“肥料”加在“植物”上,得到计算机显示的各种表现的“植株”。为了“种”好这一株“植物”,学生可以在网络上查询有关各种无机盐的知识(教师预先提供),经过多次尝试后,学生“种”出了一株“健壮的植物”,同时也得到了关于无机盐在植物生活中作用的知识。学生将所得的结论在网上利用语言和文字进行交流,教师将发言学生的学习结果转换到大屏幕上,并进行归纳小结,使学生对这部分知识进行内化。最后,教师给出预先准备的检测题,供学生自检自测,并对其中共性的问题,作适当的讲解。
(1)教师提供的供学生自主探索的学习材料应注意学生的原有知识结构(如提供先行组织者),新材料的内在逻辑性和知识难度的层次性,以利于不同学习水平的学生的学习。
(2)教师对学生进行的网上交流应精心组织,调动全体学生参与,尽可能让学生得出正确的结论,并作适当的点评、导拔和鼓励。决不能由教师包办代替,取代学生的交流和思辨。
(3)在归纳小结时,教师应进一步引导学生理清两种体系:一是新知识的含义及内在联系;另一是新旧知识之间的对比或联系,这样有利于学生对新学知识的内化。
(4)教师提供的供学生自检自测的检测题应尽可能是检测学生理解性的,而不只是简单记忆的试题。
参考书目
1 张卿:《学与教的历史轨迹》,山东教育出版社1995年
2 高建中:《生物多媒体课堂互动教学》,《生物学教学》1999年第4期
灵活运用教学模式着力研究达标规程
经过几年对目标教学的研究和实施,我们对目标教学的整体已有了全面正确的认识:它是以系统的教学目标为核心,以群体教学和个别帮助相结合为基本形式,以多种教法的最佳组合为桥梁,以三个变量(认知前提、情感特性、教学质量)一起抓为指针,以科学的教学评价(诊断性评价、形成性评价、终结性评价)为手段,以及时的反馈矫正(全体矫正、分类矫正、个别矫正)为保证,以95%以上的学生掌握知识、形成能力为目的的一种教学模式。
在实施目标教学达标过程中,我们具体运用的是“四、四三五六”课堂教学基本模式。第一个“四”即是前提测评、认定目标、导学达标、达标测评四个环节。第一个“四”之后的“四三五六”就是前提测评的“四性”(作用的助学性、内容的针对性、对象的全员性和方法的多样性),认定目标的“三性”(作用的有效性、方式的简易性和方法的灵活性),导学达标的“五步”(基层目标导达,高层目标助达,情感目标诱达,运用目标练达,发展目标引达)和达标测评的“六原则”(对应原则、分解原则、前联原则、客观原则、递进原则和变式原则)。这个目标教学基本模式是对过去习用的“五环节”教学模式的继承、发展和完善,是对传统课堂教学机制的改进、优化与提高;是全国各地目标教学改革实验的集体智慧的结晶,是在两个泰安会议上群策群力,切磋研讨,集思广益,拾遗补阙所凝集而成的一项重要成果。为我们今后进一步规范目标教学基本模式指明了方向,为深化目标教学的改革奠定了基矗.
规范目标教学基本模式,不可忽视“基本”二字。我们认为,“基本”二字的含意有三:(1)从运用看操作,既要遵循模式,又要灵活变通,做到“入格”与“出格”相统一;(2)从纵向看发展,既要相对稳定,又要不断发展完善,做到定型与演进相统一;(3)从横向看范围,不同学科既要有大体统一的教学模式,又要体现出各学科的特点,做到不同学科的共性与各自学科的个性相统一。就上述“基本”二字含义的第三点,在目标教学基本模式操作过程中,各地都进行了相应的研究,我们既不能因为过分强调学科特点,强调事物的个性,而模糊了甚至湮没了不同学科的共性,即它们的共有规律;也不要因为过分强调不同学科的共性,而否认或者忽视了各个学科的个性,即学科特点。那么,我们应该用什么样的形式,或者说构建什么样的操作规范来充分体现各自的学科特点呢?这就是本文所要阐述的主要问题,即灵活运用教学模式,着力研究达标规程。
学科达标规程的含意和作用
在具体的教学实践中,在运用统一的目标教学基本模式的时候,一定要充分注意各个学科在具体运用中的各自特点,做到不同学科的共性与各自学科的个性相统一。现在我们把目标教学基本模式操作规范的四个环节逐一审视一下,不难看出:第一个环节前提测评“四性”,第二个环节认定目标“三性”,第四个环节达标测评“六原则”等,这些要求,对于不同学科大体都适用,基本作法也大体相同,没有也不必要去深究各自学科特点。只有第三个环节,也是目标教学基本模式中分配时间最多最核心的一个环节,即“导学达标”这个新授课环节,才是体现学科特点的关键环节。虽然,这个环节对于不同学科也有统一要求,比如基层目标导达,高层目标助达,情感目标诱达,运用目标和发展目标引达等,对于不同学科来说,这些要求是共同的。但是,在具体教学实践中,由于各种目标表现形式不同,因此,具体的自达、导达、助达、诱达和引达的方式也会不同。比如以生物学科的实验教学为例,基层目标是知道实验所使用材料的名称和实验的目的等,就高层目标而言,实验教学可能是对实验现象的原理分析和综合运用。这种基层目标与高层目标表现上的差异,也必然带来“导达”与“助达”的方式与方法的不同要求。目标教学要充分体现学科特点,就必须把注意力集中在这个关键环节上,对具体情况作具体分析,并总结出符合各学科特点的助达和导达的规律和程序。我们把导学达标所遵循的规律和程序,简称之为“学科达标规程”。
达标规程,顾名思义,就是师生共同完成教学目标的规律程序。它是以教学基本模式为基础,以多种教学方式为补充的具有学科化特征的系统。具体讲就是学科知识规律和能力训练的程序。
不同学科的课堂教学都有其各自的规律和特点,总结出这些规律和特点,形成一个相对稳定和独立的导学达标教学规程,用于指导教学活动,这样就可以更有效地发挥以教师为主导、学生为主体的课堂教学功能。
美国著名心理学家布鲁纳认为:“学生的智力乃是一种认知结构,学习过程就是认知结构不断变化的过程。”他强调:“教学内容以学科的基本结构为中心。有效的教学在于使学生掌握学科的原理和基本结构,学习就是新的知识与学习者已有认知结构相互作用而形成的认知结构过程。”可见,具有学科特点的达标规程,就是形成认知结构的规律和步骤。如果说教学目标是师生共同达到的“目的地”,那么达标规程则是通向目的地的“路标”。循着路标走,师生才能更准确、更有效地把握教学内容,减少教的随意性和学的盲目性,以保证顺利达标,完成既定的教学任务。
著名的教育学家巴班斯基曾讲过:“教学最佳优化可以说是从解决教学任务的有效性和师生时间消费的合理性着眼,有科学根据地选择和实施该条件下最好的教学方案。”这种“最好方案”就是在导学达标中的多种教法最佳组合,以保证让所有学生都学会本节课应掌握的教学目标的达标规程。可见,要深化目标教学的实施,规范目标教学模式,进一步提高教学质量的关键就是导学达标的学科达标规程。
达标规程的制定和操作
1.达标规程的制定
(1)制定学科达标规程必须符合学科的教学规律现行九年义务教育初中生物教材,一方面按生物的生活习惯、形态结构、生理功能等知识结构编排;另一方面按各类生物在地球上出现的先后顺序编排。这样的编排体系是贯穿于整个教材的两条主线,也是生物教学必须紧扣的两条主线。生物学科的达标教学,一要以生物的生活习惯为线索,从形态结构、生理功能方面展开,促进生物体与外界环境相适应的生态学观点形成;二要以生物在地球上出现的先后顺序为线索,从生活环境、形态结构、生理功能方面展开,促进生物进化观点的形成。只有按照这个规律制定的达标规程,既符合教学大纲的要求,也体现了生物教学的基本规律。遵循规程,学生在教师的指导下,紧紧围绕上述要求的两条主线,启发和调动学生的学习积极性和主动性,通过学生不断观察思考、分析综合,从而正确认识生物体是怎样与环境相适应的,生物又是怎样进化发展的。
(2)制定学科达标规程必须符合学科的特点生物学科是一门实验性很强的科学,观察和实验是生物学科研究和教学的重要方法。初中生物学主要学习感性的、浅显的、侧重生命现象的基础知识;而高中生物学主要学习内容侧重生命本质的理论知识。所以在制定达标规程时,要充分利用各种直观教学手段,为学生提供充分的感性材料,通过学生的观察描述、分析综合、整理归纳,从而获得有关的生物学知识。这样制定的规程才符合生物教学的实际和特点。
(3)制定学科达标规程必须符合学生的特点和认识规律初中学生刚从小学进入中学,他们好奇心强、活泼好动,但思维活动仍以形象思维为主,对具体、直接、新鲜的东西最敏感。而高中学生多处于青少年时期,他们善于思考,容易接受新事物,研究新问题,思维活动已发展到抽象的逻辑思维。所以在制定达标规程时,要体现由表及里、由浅入深、由感性到理性、由现象到本质、由直观到抽象的认识过程。这样的达标规程就符合学生的特点和认识规律。
(4)制定学科达标规程必须体现目标教学的特点学科达标规程必须体现目标教学的先进的教学思想,学科达标规程制定要始终面向全体学生,具有强烈的目标意识、情感意识、引导全体学生积极参与学习的意识和及时有效的反馈矫正意识,从而提高课堂教学的达标率,为大面积提高教学质量提供可靠的保证。
2.达标规程的操作
达标规程因学科、课型、教材内容、教材对象而异,不能模式化和固定化。但不管怎样,导学达标过程总有一个科学的程序。
生物新授课的达标规程一般可制定为:“观察―探究答疑―自结深化”,也可定为:“启发诱导―探索―整合”或“观―思―议―练―结”。实验课的达标规程可为:“实验操作―观察探索―精讲辅导―归纳整合”等。
对上述规程在具体操作时,如观察、提示、实验时,一般操作方法可用诱导―提示―演示―复述―描述等。因为这一过程是一种有目的、有计划的感性活动,所以要充分利用生物活体、标本、模型、挂图、板画、演示、幻灯、电影和录像等,为学生提供感性材料,给学生提示观察内容,指导观察方法,进而训练学生的有效观察,使他们获得感性知识,培养其观察能力。
再如,深究、探索、答疑、思考、讨论时,一般操作方法是提问―启发―独立思考―分析―讨论―研究―点拨―质疑―答疑。这一过程教师要充分体现主导作用,遵循目标,精心设计有关问题,启发和引导学生积极思考,认真分析,追究问题原因,寻求解决问题的答案。对存在问题教师要及时点拨、疏导和指导,激发学生积极的思维,充分体现学生的主体作用,使学生获得理性知识,培养学生思维能力。
在自结深化、总结归纳、整合时,一般操作方法是分类―整理―综合―归纳―概括―深化―提高。在这一过程中是通过学生的分类整理、综合归纳,提出正确结论,教师要对学生建立起新的知识结构和体系,促进知识结构向能力结构转化,提高学生运用知识解决实际问题的能力,进一步强化生态学和生物进化等基本观点,完成课堂教学知、能、情、思一体化的教学任务。
总之,达标规程是导学达标的活动框架,需要与教师确定的教学形式、教学方法、教学手段等配套进行。
最后,需要强调的是“教学有法,但教无定法”。达标要有规程,但需要灵活变通。目标教学不是直线型,而是网络型,不是封闭型,而是开放型的一个系统工程,它对各种教学模式、方法具有积极的兼容性。
浅谈通过生物实验教学培养学生的实验能力
生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的实验科学,在生物学的教学中,必须重视对学生的实验能力的培养。
九年制义务教育生物教材的最大特点之一就是增加了大量的实验,其目的在于加强生物学科的实验教学,培养学生的观察能力和实验能力。
所谓实验能力包括以下几个方面:①操作能力:熟练使用显微镜、解剖器、安装实验装置、自行设计各种实验步骤、采集制作植物、动物标本;②获得知识的能力:即在实验过程中通过聆听、观察、阅读、质疑、记录分析实验结果等途径获得知识的能力;③整理分析能力:通过表解、图释记录实验的结果,对实验现象进行分析整理,找出实验成败原因,并能解释实验现象,写出实验报告;④解决问题的能力:学生应用与实验有关的知识寻求解答问题的能力。那么我们应该如何培养学生的实验能力呢?在生物实验教学中,我首先根据学生不同的年龄特征和心理特征,采取以下不同的组织形式,循序渐进地培养学生的实验能力。
1.模拟实验:刚进中学的初一学生好奇心强、好动,他们做实验时,注意力分散在实验仪器及用品上,不注意听讲、看老师的示范,在实验过程中不认真操作,观察实验现象不细致。此时,我一般采取模拟方式进行实验。如《显微镜的作用》一课,先讲解显微镜的结构和作用,操作显微镜时边讲要点、边做示范,学生边模仿操作。这样模仿操作完显微镜后,再让学生独自操作一两遍,经过几次这样的训练后,学生就基本上学会使用显微镜了。模拟实验教学方法的好处是有利于培养学生认真、细致、严谨的科学态度,规范学生的实验操作。
2.分段实验:在模拟实验的基础上,再以分段实验的方式训练学生。如在《用显微镜观察植物的细胞》一课,把实验分为制作并观察洋葱表皮细胞、制作并观察蕃茄果肉细胞、观察叶表皮永久装片三个阶段。每个阶段实验过
3.独立实验:经过一段时期分段实验的训练后,学生可在老师的指导下,独立操作实验。方法是实验前,学生在老师的指导下,认真熟悉实验目的、方法、步骤、实验所需的药品、材料。教师提出实验要求,讲清要点,然后再让学生独立操作。教师在操作过程中巡回指导,若发现带共性的问题,要让全班停下来,统一纠正后再继续实验,最后总结实验,指导学生完成实验报告,这样就进一步培养了学生独立实验的能力。通过以上的组织训练后,学生能比较熟练地使用显微镜;能用解剖器解剖小动物;学会植物标本和昆虫标本的采集、制作,初步具备了独立实验的能力。
4.开展课外活动,进一步培养学生的实验能力:实验能力的培养仅靠课堂实验教学是不够的,还要尽可能的开展生物课外活动,让学生对植物、动物、环境污染、人口问题等进行调查、研究,使他们有机会自己设计完成实验。在大量的实践活动中,运用已有的知识和能力去观察现象,分析解决遇到的实际问题,从而主动获得知识,进一步提高实验能力。从八四年以来我和其它生物教师一道,坚持组织开展了学生生物知识竞赛,动植物标本的采集制作,野生动植物邮票集邮,农业林业经济植物的调查等一系列课外活动。在活动中学生写了不少的观察日记和小论文,他们采集制作的《植物蜡叶标本》、《野生动植物集邮》、小论文《什邡主要经济植物种类调查》等作品,分别获得了盛市级奖。课外活动进一步培养了学生的实验能力。由于初中阶段重视了实验教学,学生渐渐获得了学习生物的方法和能力,使他们对生物学的好奇心转变为浓厚的学习兴趣从而为高中学习《生物》打下了基矗高中生物教师反映:我校升入高中的学生与其它学校升入高中的学生相比(以前我县乡村初中学校的条件差,开展生物实验很困难),我校学生使用显微镜熟练、实验能力强、实验效果好,理解掌握知识速度快,学习效率高。多年来的生物教学使我深深地体会到,作为一名生物教育工作者,应该重视实验教学,加强培养学生的实验能力,使他们对生物学产生浓厚兴趣,掌握学习生物学的方法和能力,以便在现代生物科学技术飞速发展的形势下,为他们的一生不断获取新的知识和将知识运用于实践创造条件。
趣味教学在生物教学中的应用
当前,中学生物教学正从应试教育向素质教育转化。然而,由于中考不考生物学,有不少学生轻视生物学习,甚至把生物课看成负担。在此情况下,怎样从生物教学自身特点中寻找突破点,激发学生的学习兴趣,搞活教学,提高质量,目前已成为生物学教师探索的问题。
根据初中学生好奇、求知欲强、思维活跃、学习从兴趣出发的特点,我充分利用生物学本身独具的内容丰富、趣味性强等特点,努力挖掘各种趣味因素,创设情境,以各种教学形式诱发、激励学生的学习兴趣与求知欲望,使他们由被动的“要我学”转变为主动的“我要学”,从而搞活了教学,取得了良好的教学效果。
1.巧设质疑,诱发兴趣
渴望了解生物的各种生命现象及活动,揭开生命运动的本质、规律,这是学生们普遍存在的心理状态。依据所教内容,结合学生的知识基础,有意识地创设一些富有趣味,含有质疑性的问题,在课堂上巧妙地造成悬念,可以很好地激发学生的学习兴趣。例如,在《种子和果实的形成》中,我先简略介绍了大千世界中百花种种、果实繁多,然后设问:“为什么一朵桃花能变成一个又大又甜的桃子?”“为什么果实都结在开花的部位?”在介绍“显性基因遗传和子代性状”时,提出了“为什么有的父母都是双眼皮或一单一双,可子女却是单眼皮?”
这些问题必然引起学生的好奇,开动脑筋思索,积极发言,从而吸引学生的注意力,活跃了课堂气氛,使他们很快进入学习状态。
另外,也可结合生活中趣闻轶事,巧设疑点,激发学生的兴趣。例如,在介绍“遗传”时,我先给学生讲了一个小故事:美国的一位舞蹈女明星,拒绝了许多风流潇洒的公子哥们的追求,却写信向长相普通,不修边幅的科学家爱因斯坦求爱。她写道:“如果我们结婚,我相信我们的后代一定会像您那样的聪明,像我一样的漂亮。”请问:“如果他们结了婚,她能梦想成真,遂其心愿吗?”同学们几乎同声回答:“可能的。”“为什么呢?”同学们议论纷纷,虽答不全,但对此都产生了浓厚兴趣。趁此时机,我再由浅入深,层层分析基因组合的特点和结果,同学们听来饶有兴趣,收到了事半功倍的教学效果。
2.巧用诗词、成语,提高兴趣
古往今来,不少文人墨客写下了许多脍炙人口的诗词,赞美自然界生物,课堂上有针对性地选择一二,插入某些课中,既可丰富教学内容,又可激发学生的学习兴趣。例如,唐诗“野火烧不尽,春风吹又生”形象地描述了植物的顽强生命力及根的作用。又如宋词“双蛾来翩翩,慕此堂上烛,附炎尽何功,自取焚如酷。”把飞蛾的夜生活习性和趋光性描述的维妙维肖。这样的诗词,只要我们平时注意收集,在课堂上巧借善用,能使生物课变得生动,也提高了学生的学习兴趣。
此外,适当引用成语、谚语,也能增强学生的兴趣。例如,我引用“螳螂捕蝉,黄雀在后”来描述食物链的关系,通过“树→蝉→螳螂→黄雀”这一食物链的有机联系,引伸出生态系统中的物质和能量转递过程,学生听来有趣,简明易懂。
3.介绍趣闻、趣事,增强兴趣
在动植物王国中,有着数不尽的奇闻趣事和探索不尽的奥妙。这些恰是学生极感兴趣、乐于汲取的知识养料。结合教学内容,适当利用3~5分钟时间,介绍一些植物的生活、繁殖特点,动物的觅食、争偶、护幼、御敌的趣事,例如物种间的竞争;鸟类的筑巢、育雏方式;猩猩、猴群的社群生活;狮子王国;奇妙的动物“语言”等,通过教师形象的讲述,学生听来乐此不疲,充分感受到生物学习的乐趣,同时,也拓宽了学生的知识面。
4.课堂抢答,以赛促趣
中学生争强好胜心理特强,将“竞争机制”引入生物教学中,对激发学生兴趣有极强的催化效果。对此,我尝试了“课堂抢答积分制”,以学生的自然分组为单位,课堂提问或复习以每组轮流回答或抢答的形式展开,答对的为该组记分并当堂公布每组得分结果。课堂抢答,激发了学生显示自我、争胜好强的意识,人人积极思索,举手抢答,课堂气氛显得异常活跃,学生的激情也淋漓尽致地表现出来,而且有利于巩固知识。
综上所述,趣味教学的目的,在于激发、培养学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,提高课堂教学效果。因此,教学中教师要善于将趣味性与课堂内容有机结合起来,将知识点与学生实际需要有机联系起来。而且应根据学生的接受能力,掌握好难易程度。否则,讲课内容太简单会使学生感觉平淡无味,激不起兴趣;讲得太深奥,学生一知半解,注意力容易在不理解中转移,达不到教学效果。
实践证明,趣味教学可以活跃课堂教学气氛,有效地激发起学生学习生物学的兴趣,调动起学生的学习积极性,达到提高教学质量之目的。
认知结构同化论在生物教学中的应用
奥苏伯尔(D.P.Ausubel)是当代美国著名的认知心理学家,他于1963年提出了认知结构同化论,用以阐明认 知结构在学习中的作用。目前,这一理论已为广大教育工作者熟悉并认同。本文拟就这一理论在中学生物学教 学中的应用谈点认识和体会。
一、认知结构同化论的基本内容
认知结构同化论认为,学生从事新的有意义的学习时,必须有适于新知识学习的原有的认知结构,学生学 习就是一个同化和发展自身认知结构的过程。同化的实质是新旧知识的相互作用,它既是新知识习得的心理机 制,也是新知识被保持的心理机制。
奥苏伯尔根据新知识与认知结构原有知识(观念)的概括和包容水平不同,提出了三个不同的新旧知识相 互作用模式。
①上位学习。
认知结构中原有的观念在概括和包容水平上低于要学习的新观念。例如,根据已知的小麦、水稻、玉米等 植物的特征,从中概括出单子叶植物的概念的学习。新旧观念相互作用的结果是习得新的上位观念。
②下位学习(又称类属学习)。
认知结构中原有观念的概括和包容水平高于要学习的新观念。例如,已知单子叶植物的概念,并已知水稻 、玉米、小麦是单子叶植物的实例,现在要进行高粱是单子叶植物的新例证的学习。
③并列学习。
要学习的新观念与原有观念无上位、下位关系,但在横向上有彼此吻合的关系(图
二、认知结构同化论在生物学教学中的应用
学生学习生物学的过程,就是一个认知结构的转换与建构的过程,也是认知结构的同化过程。因此,教师 必须根据学生原有的认知结构进行教学设计,帮助学生建构良好的认知结构。
1.根据原有的认知结构进行教学
奥苏伯尔有句名言:“如果我不得不把全部教育心理学还原为一条原理的话,我将会说,影响学习的唯一 的最重要的因素是学习者已经知道了什么。”并且指出,要“根据学生原有知识进行教学。”可以说,这是运 用同化理论指导生物学教学的最基本的原则。在教学中,了解学生、选择教学方法、教学模式和教学策略都必 须遵循这一条原则。
(1)了解学生原有的认知状况。在上课前,教师要充分了解学生已有的知识情况,尤其是与新知识有密切关 系的已有概念和原理掌握的情况,这是教学设计时选择有效的教学策略和方法的依据。同时,由于学生的认知 方式、学习风格、个性特征的差异,对同一事物的认识、感受也不会完全相同,这就使学生建构的认知结构具 有多样性或特异性。因此,教学设计时还必须充分考虑到学生认知结构的个体差异性,采取灵活多样的教学方 法和教学策略,促使学生顺利地实现认知结构的同化学习。在教学中,一般可以通过课前提问、诊断性测试等 方式了解学生原有知识状况,也可以通过日常观察、心理问卷调查,了解学生的认知方式和学习风格。
(2)注重新旧知识的联系。教学中要善于从已有的知识过渡到新知识,讲清新知识与已有知识的内在联系与 区别,以利于学生进行同化学习。
首先,在设计引言时,不仅要考虑到能否引发学生的学习兴趣,还要注重新旧知识的衔接,采用温故知新 的方法引入。例如,学习呼吸作用时,可以设问,绿色植物通过光合作用把光能转变成贮存在有机物中的化学 能,而植物的生命活动无时无刻都离不开能量的供应。那么,有机物中贮存的化学能又是怎样被释放出来,供 给植物生命活动的呢?由此引入呼吸作用。这样既总结了所学旧知识又引出新知识,承上启下,易于学生理解 光合作用与呼吸作用之间的联系。
其次,在教学过程中,要运用对比方法,充分揭示新旧知识的联系与区别,以旧促新,以新带旧,帮助学 生掌握和理解知识,例如,高中生物“细胞”一节中描述了叶绿体与线粒体的结构与功能,但较抽象笼统,而 在后继的“绿色植物的新陈代谢”中则着重讲述了与之相关的光合作用和呼吸作用。在进行教学设计时,可以 抓住新旧知识间的密切联系,在前面的学习中让学生重点掌握叶绿体和线粒体中酶和色素的分布和结构特点, 而后面学习光合作用和呼吸作用时,先用一定时间复习旧知识,从而使新旧知识两相结合,使学生更易于掌握 诸如光合作用中光反应和暗反应以及有氧呼吸的场所等知识,更易于理解结构与功能相适应这一生物学的基本 原理。
(3)选择建构化教学模式
如果说学生的学习就是利用原有的认知结构同化新知识,建构新的认知结构的过程,那么教师的教学就应 该遵循认知结构建构化教学模式。这一模式的基本思路是,在学生的认知结构中找到同化新知识的原有的有关 知识,经过分析、推理等思维过程,使新知识与原有的知识建立联系,进而概括出新的规律性知识并重建新的 认知结构,然后通过运用新规律,进一步检验、巩固新知识,并实现知识的迁移。
运用此模式的前提是学生必须具有大量相关的原有知识。另外,知识的内化或认知结构的建构过程是一个 复杂的思维活动,只有通过对知识的分析、综合、推理、重组等思维加工过程,才能建立起新旧知识之间的联 系,使知识系统化、结构化,进而通过知识的应用实现知识的迁移。比如,学习基因的遗传规律时,一旦学生 认知结构中有了有关减数分裂、基因的分离规律等知识,就可以用于同化基因的自由组合规律和伴性遗传等知 识,学生再通过运用遗传规律解遗传习题,就可以进一步促进对知识的理解。
(4)设计先行组织者
先行组织者是奥苏伯尔提出并倡导的一种教学策略。其核心是,在课堂教学中讲授新知识之前,首先为学 生设计一个能把握所授知识的本质,对新知识具有引导性、起同化作用的知识结构――组织者,并将其内化为 学生的认知结构。因为组织者必须在正式教授新知识之前呈现给学生,因此称为“先行组织者”。
其实,设计先行组织者,就是对学生原有的认知结构的提炼概括、拓宽引伸。例如,在根吸收矿质元素过 程的教学中,通过分析植物细胞膜的结构以及相关的物理、化学知识(学生已有的),引导学生得出如下“先 行组织者”(学生原有)认知结构:(1)植物细胞具有呼吸作用;(2)植物细胞膜带有电荷,能吸附带相反电荷 的离子;(3)植物细胞膜上有运输离子的载体,能将离子进行跨膜运输等。一旦学生建立起这一先行组织者,教 学过程即可按上述(图2)的认知结构建构化教学模式展开。
2.建构良好的认知结构
所谓认知结构,就是学生头脑中内化的知识的组织,也就是学生头脑里内化了的知识结构。衡量学生学习 质量的重要标志就在于学生头脑中是否建立了良好的认知结构,即学生到底掌握了多少知识,这些知识是否构 成了良好的组织结构。因此,生物学教学的重要目标之一就是帮助学生建立良好的认知结构。那么,如何才能 帮助学生建立良好的认知结构呢?
(1)重视知识结构与认知结构的匹配
学生良好的认知结构的建立,取决于教学中是否能为学生呈示良好的知识结构。因此,生物学教学必须重 视知识结构和认知结构的匹配。教学中要注意以下两点:
第一,坚持按知识结构进行教学的原则。
进行知识结构教学,是指教师在教学中,通过分析教科书,找出知识之间的联系和内在规律,把各章节的 中心内容及与之有联系的知识串联起来,按单元或章节的知识结构进行教学设计、组织教材、板书提纲,使学 生能提纲挈领地掌握学习内容,这样,有利于学生掌握基本概念和原理,也有利于发展学生的智力。
第二,科学地设计知识结构网络。
要根据各单元知识的内在联系,首先确定核心知识点(最基本的概念和原理),在课堂教学中,时时都要 围绕这个核心知识点,通过知识的纵横联系,建立知识结构网络,学生只有通过这种知识结构网络的学习与内 化,才可能构建高层次的认知结构。
(2)建构良好的认知结构的原则
奥苏伯尔认为,新旧知识相互作用,必须遵循渐进分化和综合贯通原则,才能促进知识的组织,从而促进 良好的认知结构的建构。
①渐进分化,建立深层次的认知结构。
奥苏伯尔指出:“个人在一特殊学科的教学内容的组织是由其头脑中的一个层级构成的。而在这个层级结 构中,最概括的概念占据了结构的顶端位置,它们下面是较低概括水平的概念,比较高度分化的从属概念和具 体材料。”可见,渐进分化指认知结构上位、下位知识之间或一般与个别知识之间的组织。生物学教学中必须 按照这一原则呈示教材,才能促使学生的认知结构由浅层向深层转化。比如,在讲述新陈代谢时,先讲新陈代 谢的一般概念,包括同化作用和异化作用;新陈代谢的工具――酶;新陈代谢与ATP等。再讲植物的新陈代谢( 水分代谢、矿质代谢、光合作用、呼吸作用)和动物的新陈代谢(物质代谢、能量代谢)等。这样渐进分化, 使学生对新陈代谢的概念的认知不断深化。
②综合贯通,建立整体化的认知结构。
综合贯通是指相互并列的知识之间的横向组织,如概念与概念之间、原理与原理之间乃至章节之间的横向 联系,亦即对知识的融会贯通。因此,综合贯通一般出现在上位学习和并列学习中。
在生物学教学特别是复习教学中,要通过抓住知识的中心与要领,统揽全局,打破知识的章节界限和原来 的知识结构,对所学的知识以新的方式重新组合,重建新的知识结构网络。比如,在复习减数分裂、DNA和基因 等内容时,按照染色体―DNA―基因这条主线,将相关的遗传、变异等知识与这条线串起来,就形成了复杂的有 关遗传与变异的知识结构网络。通过这样的重新组合、综合贯通,使知识网络化、系统化、整体化,有利于学 生建立整体化的高层次的认知结构,从而进一步发展了学生的智能。
如何实现生物课堂教学的高效率
一、 依“纲”扣“本”,结合实际,设计高质量的教学方案。
教学大纲和课本是教师教学的依据。教师只有认真学习教学大纲和吃透教材,才能准确把握课堂教学的目的要求,才能在教学中做到有的放矢。生物课堂教学的目的要求,要从知识教育、能力培养和政治思想教育三方面综合考虑,不能顾此失彼。
教学方案是教师对整个一课教学设计意图的体现。教学方案设计的重点是教学过程的设计。教师在设计教学过程时,一定要针对学生已有的知识基础,能力水平与思想水平,符合学校现有的实际条件。这样设计出的教学方案才切合实际,才具有可操作性。那种照抄书本或只摘录知识要点、照搬他人现成教案或沿用自己旧教案的做法是极不可取的。
高质量的生物课堂教学方案还必须包括教具准备、教法设计和学法指导等。高质量的教学方案是实现生物课堂教学高效率的必要前提。
二、做好观察、实验,加强直观教学,上出生物课堂教学的学科特色。
生物学是一门实验科学,观察和实验是生物学基本的研究方法。近期使用的各种版本的中学生物教材,都根据教学大纲的要求选编了大量的观察和实验内容。如九年义务教育省编初中生物实验本第一册(下)就选编了观察与动手29项,学生分组实验4项。生物教师在教学中要充分发动学生,克服困难,创造条件,搞好教材中所选编的每项观察和实验的教学。通过这些观察和实验的教学,培养学生的学习兴趣,调动他们学习的主动性,养成他们客观的实事求是的科学态度。
教师在安排观察、实验内容的教学时要重视和设法克服教学内容、时间与自然季节不相符的困难。必须有计划地做好观察和实验材料的采集、培植、饲养和保存等工作,否则过了适宜的季节,也就错过了最佳的教学时机。
生物教师在课堂上,合理地选择、组合和使用挂图、模型、投影、录像等直观手段,展示或再现不同的生物及其生命活动的情况,不仅可以形象、直观地向学生传授生物学知识,而且可以激发学生学习生物学的兴趣,集中学生的注意力,还能打破时空的限制,增加课堂信息容量。这些都有利于提高生物课堂教学效率。我曾对基层学校常使用、偶尔使用和从不使用直观教学手段的三类生物教师所教学生进行调查和抽测,发现常使用直观教学手段的教师所教学生普遍对生物课感兴趣,测试成绩优良。
做好观察实验,加强直观教学,上出生物课堂教学的学科特色是实现生物课堂教学高效率的首要途径。
三、恰当设问,巧用实例和数据调动学生学习的主动性和积极性。
课堂上恰当设问是调动学生学习主动性,落实启发式教学的一种行之有效的方法。生物课堂教学过程中,教师提出的问题一定要具有启发性,鼓励学生提问和争论。不论是讲解还是做观察实验,都要设计好调动学生思维的问题,突出启发性,而不是告诉学生结论,以调动学生学习的主动性。
例如,在讲新陈代谢时,教师作下列设问:(1)新陈代谢是一个什么过程?(2)新陈代谢通过哪两方面的作用来实现?它包括哪两个方面的代谢?(3)新陈代谢的本质是什么?随着上述问题的逐步解决,学生自然主动地归纳出新陈代谢的概念。
生物学知识中实例和数据比比皆是。生物教师在课堂教学中巧用实例和数据,能调动学生学习的积极性,加深学生对生物学基础知识的理解,就会收到事半功倍的效果。
例如,在讲达尔文的自然选择学说时,教师引用海岛上的植物大多矮小或蔓生,岛上昆虫的翅大多退化或特别发达的实例就能形象、生动地说明岛上植物、昆虫对岛上经常刮大风的自然条件的适应。
恰当设问,巧用实例和数据,调动学生学习的主动性积极性是实现生物课堂教学高效率的重要手段。
四、找准课堂教学内容与实用技术间最佳的结合点,加强生物实用技术教育。
在生物课堂教学中,加强生物实用技术教育,要注重选择教学内容与实用技术间最佳的结合点。找准了最佳结合点,不仅教师所介绍的实用技术容易被学生所接受,而且会有助于学生对教学内容的理解和掌握,对提高生物课堂教学效率也大有裨益。
例如,我县西双湖中学联系本乡地少人多,靠近县城的实际,改进生物课堂教学,结合植物学有关知识的教学,对学生进行了花卉、食用菌栽培,蔬菜新品种引种,塑料大棚生产等实用技术教育,很受学生和家长的欢迎。他们的做法既促进了学校生物课堂教学效率的提高,又为当地经济发展培养了大批合格的人才。
找准课堂教学内容与实用技术间最佳结合点,加强生物实用技术教育是实现生物教学高效率的必要补充。
五、练习到位,当堂检测、巩固课堂教学效果。
目前,不少学校已明确要求教师课堂教学中安排学生练习的时间不少于15分钟。这就要求教师还必须在课堂练习题的设计和灵活使用上下功夫。生物课堂教学中安排学生练习的时间要根据教学内容的不同需要灵活掌握,可以安排在刚上课的复习巩固时,可以穿插在新知识的传授过程中,也可以放在课堂教学内容完成后。课堂练习题的提前设计和课堂上的灵活使用,能当堂检测,巩固课堂教学效果。教师可以据此调整教学节奏,及时进行矫正教学等。这对确保生物课堂教学优质、高效十分必要。
例如,在讲解非条件反射和条件反射的概念时,列举婴儿吮奶、寒冷使人打哆嗦、谈虎色变、望梅止渴等反射活动,请学生辨别等,其检测和巩固效果都非常好。
练习到位,当堂检测、巩固课堂教学效果,是实现生物课堂教学高效率的有力保证。
生物解题思维障碍分析与对策
学生解题不仅能加强知识的应用,培养解决问题的能力,还能培养其创造性思维品质,因此,解题是学生十分重要的学习行为。学生的解题过程是一种独特的思维过程,一般有以下3个步骤:
(1)识别和理解问题过程,即通过审题提取解题信息;
(2)生成解题路径过程,包括思维定向(课题类化)和背景知识再现;
(3)评价解题过程和结论过程。
多年来,笔者在对学生的生物练习和统考、会考试卷分析与调查中,发现学生常因知识缺陷或解题技能欠缺导致解题错误。从本质上来看,这是由于学生在解题过程中发生思维障碍,表现为信息提取失真、思维定向失误、知识再现失灵、解题评价失当等,本文拟在分析这几种解题思维障碍的基础上,提出一点补救性和预防性教学对策。
1.信息提取失真
信息提取失真是指学生不能从题目中最大限度地抽取出对解题有用的信息。通过审题过程提取解题信息,是解题的第一步,需要学生进行初步的分析与综合的思维操作。学生审题过程中信息提取失真,主要表现为题意误解型和题意遗忘型。
(1)题意误解型
当学生高度焦虑或粗心大意、注意力不集中时,时常人为地歪曲题意。例如:一个具有两对等位基因的精原细胞(AaBb)经减数分裂形成的精子类型是()。A、4种;B、2种;C、2种或4种;D、6种。这样一个问题,学生往往一看到基因型AaBb就认为应选答案A。错误原因就在于他把题意理解为:“一个生物体”而不是“一个精原细胞”。题意误解有时与学生不应产生的问题类化有关。正确地进行问题类化是快速解题的前提,但是学生有时因为题意误解,把新问题归入不应包含它的某类题型中,以致套用此类题型的一般解法,这势必导致解题错误。例如:某四倍体植物的基因型为AAaa,其配子基因型和比例如何?学生往往将多倍体的分离现象类化为二倍体的分离,把答案写成1AA∶2Aa∶1aa,从而导致解题错误。
(2)题意遗忘型
有时学生正确理解与记忆题意之后,在解题过程中却忘了题意的部分内容,或增加了新的条件,这种凭想当然的臆造题意引发的解题错误称为题意遗忘型。例如:在营养丰富、水分充足、温度适宜的黑暗密闭系统中培养着乳酸菌、酵母菌、草履虫、蚯蚓、苔藓等几种生物,几天后,还能生活的是()。
A、酵母菌和草履虫;B、酵母菌和乳酸菌;C、苔藓和蚯蚓;D、草履虫和苔藓。不少学生选A,其错误的原因是在思考问题时,没有注意到“黑暗、密闭”这一隐含条件(无光、无氧)。题意遗忘的原因有两种:其一,动机水平不足或过高。动机水平不足时,由于缺乏对前提条件的精细的认知加工,只是将它们不清晰、不稳定地保持在工作记忆中,因此,这些信息抗干扰性差而容易遗忘;另一方面,过高的动机水平将使背景知识的提取阈提高,并使思维的变通性、流畅性降低,这样会使解题中提取前提条件时顾此失彼,也可能忽视考虑某些问题条件。其二,短时记忆能力较差,不能把从题目中获得的条件信息清晰而准确地保持在头脑中,由此很容易引起问题条件信息的丢失。
信息的提取是学生应用背景知识解题的前提,教师应十分重视教会学生提取信息的方法,培养学生的审题能力,在教学中应注意:
1)培养审题习惯通过练习训练和错题分析评讲,提高学生审题的自觉性。
2)教会审题方法要教给学生通过审题提取信息的方法。例如读题、看题要仔细;重点、关键或难点要多读几遍;边读边画简图,把文字转换为图形,从整体上把握问题等。
3)提高审题技能通过典型的练习训练,培养学生审题和提取信息的能力。例如:让学生接触缺少信息、信息冗余、信息隐蔽的题目,分析区别形似质异的题目,使学生逐步提高对题目中信息的敏感性。
2.思维定向失误
思维定向失误是指学生不能正确地把从题目中提取的信息加以概括,错误地进行课题类化,从而迷失了解题方向,造成解题错误。
(1)思维不足型当学生思维活动因智力水平或努力程度的原因不够深入时,就不能主动地从题目中获取信息,加以概括,实现课题类化,从而对问题解决一筹莫展。例如:如果豌豆花中5个花粉母细胞产生的花粉粒全部成熟,并且其中的精子都完成受精作用并发育成种子,那么共能形成多少个精子和多少粒种子?学生不能很快找到此题的解题方向,其原因就在于学生思维不能充分地展开,不能对题目进行概括。如果教师引导学生进行如下思考:高等植物经减数分裂时的直接产物是小孢子或大孢子,然后经过一次有丝分裂才形成精子(或卵细胞),豌豆是自花传粉植物,种子由受精卵发育成,如此概括后,就能推出此题的正确答案是40个精子和20粒种子。
(2)思维定势型思维定势是指用某种固定的思维模式去分析问题和解决问题。这种固定的模式是已知的、事先有所准备的。思维定势对解决问题有积极的一面,也有消极的一面,它使学生墨守成规,养成一种呆板、机械、千篇一律的解题习惯,往往导致解题错误。思维定势的消极影响有两种情况:一是学生没有掌握丰富的典型题型,不能做到“见多识广”,故对似曾相识的问题以偏概全盲目套用,导致解题错误;二是学生思维灵活性、求异性不够,不能具体问题具体分析。例如“豚鼠的黑毛对白毛是显性,一对黑毛杂合体豚鼠交配,产生4个子代,它们的表现型可能是()。A.全部黑毛;B.3黑1白;C.1黑3白;D.以上都有可能。如果学生简单套用分离规律:一对杂合等位基因杂交后代分离比是3∶1,就要错误地选择B。其原因不在于规律本身,而在于因解题定势套用了一般化规律,没有考虑到分离规律中3∶1分离比是统计规律,适合足够的样本;而本题恰恰是小样本,故使学生误入歧途。
(3)知识干扰型知识干扰又称知识的负迁移,指先前知识对解决当前问题起阻碍、抑制作用,从而使解题发生困难,出现解题错误。例如:用黄豆生豆芽,1kg黄豆生5kg豆芽,在这个过程中,有机物含量的变化是()。A.变多;B.变少;C.先变少后变多;D.不变。学生往往会错选A,这是由于受生长发育同化作用(光合作用)大于异化作用的旧有知识的负迁移的影响,不能从题目中提取的信息“生豆芽”中概括出这是一个不能进行光合作用(不见光),相反要消耗有机物(呼吸作用)的过程。
思维定向是学生应用背景知识解题,展开思维活动,进行概括类化等思维操作的关键步骤。要使学生迅速而正确地完成思维定向和课题类化,教学中应注意:
1)培养学生的概括能力。概括能力是学生重要的思维能力之一。在生物教学中,要让学生尽可能多地参与知识获取过程,引导学生把已有的感性知识上升到理性认识,把握生物学概念和规律的实质,从而发展学生的抽象概括能力。
2)培养学生思维的灵活性和发散性。思维的灵活性是指根据客观条件的发展与变化,灵活地寻找解决问题的新方法和新途径,它与思维的发散性是相通的。为了培养学生思维的灵活性,可设计变式型习题,通过一题多变型习题和一题多解型习题的解题训练,从而使学生的思维活跃、灵活。
3.知识再现失灵
知识再现失灵是指不能再现解题所需要的背景知识。知识再现失灵主要表现为无法再现知识(遗忘)或再现不正确(错误)或不具有再现的知识。
(1)知识遗忘型常有这种情况,在测验之后,有些学生后悔地说:“这么简单的题目我当时怎么想不起来。”似乎被掌握的知识却又不能回忆和再现了。这属于知识遗忘型。知识遗忘型固然与测验焦虑引起提取背景知识的阈值升高有关,但更重要的原因是学生对所学的知识没有进行合理的编码,使其难以通过问题情境的驱动提龋知识被编码的实质是指知识被条件化,即在认知结构中被编码的知识附加有适于不同背景中的应用条件,这些条件对应着有关问题情境中的意义单位,这些意义单位通过条件驱动背景知识的提龋没有被编码的知识,则不具备被提取的中介――应用条件。
(2)知识误解型当提取未被正确理解的背景知识用于解题时,即发生知识误解型解题错误。例如:“在一阴湿山洼草丛中,有一堆长满苔藓的腐木,其间聚集着蚂蚁、蜘蛛、蚯蚓、老鼠等动物,它们共同构成一个()。A.生态系统;B.生物群落;C.食物网;D.种群。”解此题需要学生准确地提取关于生态系统、生物群落、种群、食物网的概念性知识,当学生不能正确理解和区别这些概念性知识时,就会选错答案。
(3)知识缺乏型如果学生根本不具备解决某问题所需的背景知识,那么显然会导致解题错误。例如:有人将盆栽金莲草幼苗的顶端用黑纸罩上,放在窗台上,让阳光从一个方向照过来,几天后看到()。A.幼苗弯曲生长;B.幼苗向上直立生长;C.幼苗不再生长;D.幼苗弯向光源但不生长。学生选错答案的主要原因是对植物向光性的原因和植物感受光刺激的部位等知识的缺乏。
知识再现是解题的依据,要使学生能顺利再现知识,教学中应注意:
1)发展学生的编码策略。通过学习材料的编码,才能有效地保持和提龋在生物教学中,可以通过两种方法对知识进行编码:一是把抽象的理论与具体实例相结合;二是进行图文双重编码。
2)帮助学生建立知识结构。知识结构的建立不仅给思维定向创造了条件,而且为学生提取和再现知识提供了线索。教师要通过分析教材,找出知识间的内在联系和规律,把各章节的内容有机地串联起来,按单元或章节进行教学设计,组织教材,板书提纲,使学生能提纲挈领地掌握所学的内容。
4.解题评价失当解题评价失当是指不能有效地对解题过程、方法进行自我评价和监控,不能认真地对解题结论进行检验查证。解题评价失当是学生缺乏科学的怀疑精神和学习的无认知策略的表现。(1)监控不力型指学生对自己解题的思维过程不能进行有效地反思与自我监控,不能正确地矫正自己思考的线索和方向。例如:生物体精原细胞基因型为AaBb,已知在生物体某一精原细胞经减数分裂中,有一个基因型AB的精子,则其余3个精子可能为()。①Ab、aB、ab;②AB、ab、ab;③AB、AB、ab;④aB、aB、ab。A.①;B.②;C.①或②;D.①和②。此题学生往往是胡乱猜测,主要原因是学生没有深入地分析自己的解题思路,不能认清题目的限制条件“一个精原细胞”,没有全面考虑可能存在的遗传方式(完全连锁、互换或自由组合),从而造成解题错误。
(2)验证缺乏型学生解题后,不能认真地进行检验,缺乏怀疑精神,过早地草率得出结论,从而导致解题错误。例题:一个男子把自己某一个基因传给他的孙女的概率是1/4,对否?为什么?该题许多学生都错误地给予了肯定的回答。原因在于学生没有大胆假设、小心求证的态度。事实上,如果假定这一个基因在X染色体上或者在Y染色体上,结果应是1/4或0。
解题评价是成功解题的可靠保证,要提高学生的解题评价能力应注意:
1)发展学生的自我监控学习能力。要教给学生进行自我监控学习的知识,通过对解题过程的自我评价、自我监控,使学生养成正确矫正自己的解题思路与方法的习惯。
2)培养学生思维的批判性。思维的批判性是指思维活动中能严格评价思维过程和精细地检验思维结果的品质。在解题训练中,要通过设计辨别真伪式习题,通过分析判断解题的依据,提高学生思维的独立性和批判性。在教学中,教师要鼓励学生提出自己对问题的不同看法,不盲从,不轻信,大胆质疑问难,以培养学生思维的批判性和科学的怀疑精神。