信息技术、多媒体技术的高速发展,给生物教育带来了很大的发展契机。许多微观的生理过程,以多媒体技术来呈现,变得直观、生动。如制作精美的“细胞有丝分裂”课件在网络上随处可见,在百度中搜索“有丝分裂课件”就有3870个网页出现。高中教师在使用这些多媒体课件时,一般是将其中的整个过程多次展示给学生。可是这种做法与生物新课程标准提出的要提高学生的科学素养、倡导探究性学习的要求是不符合的。为此,我提出了“过程探索”教学法。这种方法充分重视学生的个体差异,让他们在过程探索中实现知识的融汇与创新,实现思维的流动与发光;充分体现学生的主体性,学生在学习中快乐,在快乐中学习。
二、过程探索法及其意义
这里所说的过程探索法就是对高中生物教学内容中,细胞的结构以及生命活动(如物质交换、呼吸作用、光合作用等)、生物个体发育、遗传规律这些复杂而细微、难以直接观察其结构,或无法观察其生命活动的具体过程,通过“创设情景、引导探究、模型构建、变式运用”,实现学生全面发展的教学模式。
以2003年全国高考“理综”卷第26题为例来说。本题的题目是:“小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖,现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种;马铃薯品种是杂合体,生产上通常用块茎繁殖,现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序,以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的前三代即可)。”这个题目在当年的得分率非常低,究其原因是学生根本就不会用遗传图解来表示这个过程,或许老师曾经多次在黑板或多媒体上演示过这个过程,但是由于学生没有亲自构建过相关的模型,没有利用这个模型来解决过问题,在问题面前就会变得束手无策。
事实上,类似的题目我们在平时的训练中经常见到,假如我们有过让学生探究,有过让学生把探究过程用遗传图解表示,学生遇到这些问题时的表现可能就是另一个样子了。
三、过程探索法的使用原则
(一)动态化原则
动态化原则就是引导学生突破静态学习模式,对学习课题做动态分析、深入分析、综合分析,从而改变学生只听不做的学习方式,让学生在实践中发现问题、解决问题,在求异思考中培养创造性思维能力。如对植物个体发育过程,如果只用几张静态的图片来介绍,学生是很难理解的。这时教师首先向学生灌输动态化思想,沿着“受精卵→胚→种子→幼苗→性成熟的植株”这条线索,以细胞的有丝分裂和细胞的分化为改变因子,逐渐勾勒出植物个体发育过程的动态图,学生就比较容易理解了。
(二)探索性原则
按照维果茨基的“活动理论”,即“客体?活动?主体”论,在客体的作用和主体的状态变化之间插一个特殊的中间环节??主体活动,在学习中让学生产生活动意识,积极参与教学过程,多动脑动手。所谓探索性原则是指在活动过程中要营造探索气氛,创设探索情境,提供探索契机,从而激发学生主动探索的积极性,使学生在探索的过程中锻炼成长。如在讲减数分裂过程中染色体的变化规律时,课前给学生提供不同形状的染色体(包括细丝状的染色质、只含一个DNA的染色体、含两个DNA的染色体)卡片,以及一些细胞图形,让学生自己把所有的染色体卡片贴到各个细胞图形当中去。学生在探索活动中学会了知识,提高了能力。
(三)协作性原则
在学习中良好的协作可以提高学生思维的敏捷性,使之能够迅速、正确地做出判断,得出结论。同时,在教学中经过适当的组织,以合理的小组方式对问题展开讨论,以激励评价鼓励每个学生都参与其中,发挥集体的智慧,学生不但有机会充分展现自己,而且可以在相互协作的过程中感受到团队合作的价值,这对于培养学生良好的个性品质也是非常重要的。
四、过程探索法的教学模式
五、过程探索法的教学实践
(一)创设情景
创设情景是激发学生内在需求的必不可少的一个环节。在合适的情景下学生原有的知识会被迅速提取出来,并以某种形式外化。
1.生活情景
用生活情景激活生物课堂,目的是为了在学生的生活体验和教学内容之间建立联系,使教学内容很快纳入学生原有的知识结构之中。如在讲“动物行为的产生原因”时,以图片展示3只小鹅跟随玩具车奔跑的情景,学生一下子就产生了浓厚的学习兴趣,在老师的引导下,很快进入到对产生这个行为的原因的探究。
2.新闻情景
新闻具有真实性较强的特点。结合教学内容,选择一些有关的新闻展示给学生,能激发学生探究的欲望。比如,在讲“光合作用过程”时,展示2003年7月1日《北京晨报》的一则新闻:
人也会光合作用?
印度一男子靠水和阳光存活8年
据《悉尼晨锋报》6月30日报道,一名印度男子在过去的8年中,从未吃过一粒粮食,仅靠喝水和接受太阳光照射就能活命。《印度时报》对此人做过详细报道后,引起了美国NASA的注意。目前,这名印度男子已被NASA邀请到美国进行实验,科学家想解开发生在这名印度男子身上的神奇之谜。
当学生看到这则新闻时,完全进入了接受知识的状态,这对教学非常重要,主动学习、体现学生的主体性都需要在这个基础上进行。学生迫切想知道事情的真相,想知道这个男子是不是真的能进行光合作用,接下来对光合作用过程的探索,就成为很自然的事了。
3.问题情景
问题情景是指在新奇未知事物的刺激下,学生自己提出问题或接受教师提问后,产生解决问题的强烈愿望,并以此作为自己学习活动的目的的一种情景。创设问题情景的实质在于揭示生物现象的矛盾,引起学生认知的冲突,动摇学生已有认知结构的平衡,从而唤起学生的思维,激发学生学习的内驱力,使学生进入问题探索者的“角色”,真正“卷入”到学习活动之中,以达到掌握知识、训练思维的目的。
(二)探索模式
生物过程有微观性、复杂性、多变性的特点,过程探索法对其主要采取组块探索、实验探索和标记探索三种探索模式。它们的关系可以用下图表示:
1.组块探索
组块探索就是在生物教学中把一个复杂、分阶段的过程分解为几个学生容易接受的组块让学生进行探索。它能够完成探索的全过程,这与一般的“线性”探索有所不同。参照组块理论,可提出“生物组块拓展教学策略”的构想。
比如,学生在探究“某鸟类体内一个性周期的激素调节过程”时,教师首先创设“在养鸡场的鸡舍中,傍晚和清晨都要用灯照明以达到产卵增多的目的,请你讲出其中的道理”这样一个生活情景,然后分三个组块进行探索:(1)光照被鸡眼感受的过程;(2)下丘脑神经分泌细胞分泌激素作用垂体细胞的过程;(3)垂体细胞分泌激素作用卵巢的过程(见下页图4)。
学生在各个组块的探索中,利用原有的知识结构(眼的结构、反射弧的结构、细胞中有关物质的合成分泌过程、内环境的组成等)逐渐构建起“某鸟类体内一个性周期的激素调节过程”的知识。
2.实验探索
实验探索就是对生物过程探索中一些不能观察、需要验证或研究的环节,通过设计实验来完成。探索性实验的主要教学程序如下:
(1)提出研究课题
如提出课题“水稻中一个矮秆粳稻和一个高秆糯稻品种基因型的确定(茎的高度由A?a控制,粳稻、糯稻由B?b控制)”。
(2)引发科学猜想
我们通过已学的知识知道有9种基因型,如果没有其他的任何条件,同学们是不能猜到基因型是怎样的。大家首先会想到要确定显隐性的关系,这里我们假设高秆、糯稻为显性。
(3)设计实验步骤(如图5)
第一步:以这两个品种的水稻作为亲本进行杂交实验。结果如下:①全部是粳稻;②种下去全部长成高秆;假设成立。这个时候我们可以确定亲本的基因型为矮秆粳稻(aaB________)和高秆糯稻(A________bb)。
第二步:继续实验,拿自交。结果如下:①中,约3/4为粳稻,1/4为糯稻;②种下去,不管粳稻还是糯稻,长成的植株都约有3/4高秆,1/4矮秆。学生根据已有的知识??孟德尔的自由组合规律,很快就能确定基因型为矮秆粳稻(aaBB)和高秆糯稻(AAbb)。
(4)进行模型构建
经过实验得出来的模型要经受得起实践的检验。有的同学想出了进一步验证自己假设的方法:各取其亲本花粉样品,滴上一滴碘液,分别在显微镜下观察。结果发现矮秆粳稻的花粉全部被染成蓝黑色,高秆糯稻的花粉全部被染成红褐色。
3.标记探索
(三)变式运用
学习的目的是掌握知识、发展能力。学生看书往往都说看懂了,可是在做题目的时候,在运用知识的时候,在遇到新情景的时候,却束手无策。这说明他的思维能力还达不到要求。在教学中运用变式可以提高学生的思维能力。在变式训练中,学生重组知识结构,锻炼了思维能力。
1.变换条件结论
变换条件结论是最常用的一种变式方法。学生用相同的模型,在不同的条件下,解决不同的问题,提高了处理信息的能力和探索问题的能力,实现了知识结构的更新。例如,在上文谈到的“水稻中一个矮秆粳稻和一个高秆糯稻品种基因型的确定”中,假如实验结果在F1中出现??1高秆粳稻:1(矮秆粳稻),学生就会运用已有的知识模型,重新进行探究,得出结论。
2.信息转换
生物学习中遇到的文字和图表信息,有时表达的是同一个内容。这就要求学生具备对不同形式的信息的转换能力,提高对不同情景的应变能力。比如,在讲分泌蛋白的合成、加工运输、分泌过程时,学生可能遇到下面两种呈现形式:
实际上学生在做题目的时候可能会遇到更多的这种情况,这给一部分学生带来很大的困难,特别是基础比较薄弱的学生。他们在不同的信息面前敏感度不一样,有的学生在识图上能力较强,而有的学生只会看文字信息。在教学中,我们要针对不同的情况实施因材施教,使每个学生都能得到充分的发展。
六、过程探索法的操作体会
(一)学生的主动性是成败的关键
过程探索就是一个学生自主发现问题、提出问题、解决问题的过程,学生始终处于主体地位,没有学生的主动参与,教学工作是很难开展的,学生也不能从这个过程中实现知识更新、思维创新。
为了提高学生的兴趣,使学生主动参与探索过程,教学要开好头。比如,开始的教学是放在实验室进行的,利用一些有趣的实验,如蛙的膝跳反射、叶脉书签的制作等,来吸引学生的注意,激发学生的探索欲望。
(二)过程探索要着力于提高能力
在中学生物教学中,哪些过程需要进行探索,要考虑探索的条件和学生原有的知识结构特点。如果学生已经具备与过程相应的知识结构,那么我们就不应该把教学重点放在知识的掌握上,而应该放在学生思维水平的提高上,通过利用原有的模型进行变式训练,提高他们的应变能力、探索能力、创新能力
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