應(yīng)用變易理論突破高中生物學(xué)個(gè)性化學(xué)習(xí)中的教學(xué)難點(diǎn)

嚴(yán)黎煒

(上海市民辦華東師大附中紫竹雙語(yǔ)學(xué)校 200241)

1 透過(guò)變易，聚焦學(xué)習(xí)內(nèi)容

學(xué)得好的學(xué)生往往是因?yàn)樗麄儭熬劢共㈩I(lǐng)悟到了特定學(xué)習(xí)的某個(gè)關(guān)鍵之處”。要讓學(xué)生領(lǐng)悟到“特定學(xué)習(xí)的關(guān)鍵之處”或許就是教師的職責(zé)所在[1]。變易理論的核心即學(xué)習(xí)就要識(shí)別事物的關(guān)鍵特征，教師應(yīng)該充分創(chuàng)造“變易”，“將現(xiàn)象或事物的某個(gè)屬性保持變化而其他屬性同時(shí)保持不變”，學(xué)習(xí)才有可能發(fā)生。生物學(xué)教師到底應(yīng)該如何做，才能夠切實(shí)提高教學(xué)有效性？本文透過(guò)變易聚焦學(xué)習(xí)內(nèi)容，基于課堂教學(xué)難點(diǎn)中“不同”與“相同”的不同組合，舉例說(shuō)明應(yīng)用變易模式，幫助學(xué)生突破高中生物學(xué)教學(xué)難點(diǎn)[2]。

2 應(yīng)用變易，突破教學(xué)難點(diǎn)

2.1 “對(duì)比模式”利于分組比較 對(duì)比指的是一個(gè)事物、概念或現(xiàn)象在某個(gè)維度上不同值或特征的變化。對(duì)比有助于識(shí)別特征[3]。DNA、RNA的核苷酸分別有幾種？可以從簡(jiǎn)單的對(duì)比開(kāi)始，如腺嘌呤脫氧核苷酸與腺嘌呤核糖核苷酸的差別(圖1)。讓學(xué)生對(duì)比觀察兩種核苷酸有何不同。學(xué)生自然會(huì)發(fā)現(xiàn)兩種核糖的顏色不同，通過(guò)對(duì)比理解兩者的堿基是一樣的，但是核糖種類不同。由此設(shè)計(jì)各類對(duì)比，也可以讓學(xué)生掌握鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸與鳥(niǎo)嘌呤核糖核苷酸的不同之處。

圖1 腺嘌呤脫氧核苷酸與腺嘌呤核糖核苷酸

2.2 “類合模式”利于歸納總結(jié) 如果發(fā)現(xiàn)不同的事物或情況，都出現(xiàn)某種類似或相同的特征，透過(guò)類比，這一特征便會(huì)成為所觀察事物的一個(gè)具有普遍性的“維度”。如要了解“氨基酸”這個(gè)概念，就必須知道不同的氨基酸有什么不同，共同的結(jié)構(gòu)特征是什么(圖2)。

圖2 四種氨基酸的結(jié)構(gòu)圖

假設(shè)你想將一個(gè)特定的值(如氨基酸的共同點(diǎn))從一個(gè)事物(或多個(gè)事物)中分離出來(lái)，就必須保持那個(gè)值不變，而同時(shí)讓事物之間的其他維度(如R基團(tuán))發(fā)生變化。關(guān)注保持不變的方面叫做類合，這是教學(xué)中最經(jīng)常使用的變與不變的范式。通過(guò)類比，“氨基酸”這個(gè)概念的關(guān)鍵屬性“氨基與羧基連接在同一個(gè)中心碳原子上”就會(huì)從其他無(wú)關(guān)的特征中被審辨出來(lái)，成為這一類事物的共同特征，從而概括出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式(圖略)。直接告訴學(xué)生氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，學(xué)生往往會(huì)記不住。相反，先讓他們觀察一批氨基酸的結(jié)構(gòu)，類合出特點(diǎn)和規(guī)律，則比較符合他們目前的個(gè)性化學(xué)習(xí)特征。

2.3 “分離模式”利于突出重點(diǎn) 分離指的是學(xué)習(xí)者將注意集中于事物、概念或現(xiàn)象的某個(gè)變易維度上。學(xué)習(xí)者所識(shí)別的是變化的維度。例如，觀察紅綠色盲現(xiàn)象時(shí)，就把“是否可以辨別紅綠色”這個(gè)概念與其他屬性分離開(kāi)了。從基因型概念得知，將控制生物性狀的基因組成稱為基因型，而生物的基因是極其多樣的，實(shí)際書(shū)寫只是目前觀察的這個(gè)疾病(這個(gè)維度)基因型變化的情況。由此在高中階段教學(xué)中，需要說(shuō)明基因型并不是生物所有基因的組成，而是當(dāng)前討論的性狀基因組成。

“分離模式”還往往用于對(duì)于簡(jiǎn)單問(wèn)題的判斷，關(guān)鍵是找出核心的區(qū)別。如脂肪到底是不是大分子？如果找錯(cuò)了維度，僅僅是從大小去判斷則會(huì)比較困難，而知道大分子往往是一種聚合物就比較容易了。嚴(yán)格地說(shuō)，脂質(zhì)不是大分子，因?yàn)樗皇蔷酆衔?，它們的相?duì)分子質(zhì)量也不如糖類、蛋白質(zhì)和核酸的那么大。它是由一個(gè)甘油分子與三個(gè)脂肪酸結(jié)合形成的化合物，并不是由某個(gè)單體脫水縮合而成的。因此完全可以將“大分子一般是聚合物”作為記憶的維度。

2.4 “融合模式”利于綜合判斷 事物往往是復(fù)雜的，學(xué)習(xí)過(guò)程中就必須把事物不同的方面有機(jī)地融合起來(lái)，對(duì)事物進(jìn)行整體認(rèn)識(shí)。例如，如何讓學(xué)生理解ATP，教師先出示圖3。通過(guò)圖3 讓學(xué)生明白它的結(jié)構(gòu)中的AMP，然后再出示如下中英文，請(qǐng)學(xué)生觀察并思考它們的異同：AMP腺苷一磷酸(Adenosine Monophosphate)、ADP腺苷二磷酸(Adenosine Diphosphate)、ATP腺苷三磷酸(Adenosine Triphosphate)。

圖3 ATP示意圖

經(jīng)過(guò)上述識(shí)別，只有讓學(xué)生同時(shí)注意到AMP、ADP和ATP中變(M、D、T)與不變(A、P)的部分，學(xué)生才能牢記這三個(gè)物質(zhì)的關(guān)鍵特征(表1)。如果是單獨(dú)記憶，則往往會(huì)出差錯(cuò)。

表1 AMP、ADP、ATP非變易和變易的識(shí)別

3 變易理論對(duì)未來(lái)生物學(xué)教學(xué)變革的啟示

3.1 明確教師責(zé)任 新的課程標(biāo)準(zhǔn)要求教師要把握人才培養(yǎng)要求，把握教學(xué)的深度和廣度、提高教學(xué)設(shè)計(jì)能力，如果能夠?qū)W習(xí)變易理論并運(yùn)用與實(shí)踐，無(wú)論對(duì)于教師本人還是學(xué)生都將大大提高效率，完善課堂模式。

3.2 精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容 未來(lái)生物學(xué)課程設(shè)計(jì)和實(shí)施追求“少而精”的原則，變易理論實(shí)際上幾乎可以運(yùn)用于每節(jié)課，確保不同學(xué)習(xí)經(jīng)歷的學(xué)生都能夠理解和應(yīng)用生物學(xué)概念，發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)。

3.3 引導(dǎo)高階思維 變易理論運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。變易理論的應(yīng)用最大的優(yōu)勢(shì)是從學(xué)生已有的知識(shí)出發(fā)，容易理解和邏輯推理，提高思維深度。

3.4 提升研究層次 變易理論高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的已有的實(shí)踐經(jīng)歷，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程、參與的過(guò)程，讓學(xué)生積極參與動(dòng)手和動(dòng)腦的活動(dòng)，加深對(duì)生物學(xué)概念的理解，突破書(shū)本知識(shí)的局限，為知識(shí)的遷移服務(wù)。