郭玉華
概念教學(xué)是一種幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和形成概念的教學(xué)活動(dòng),本文所討論的概念教學(xué)特指圍繞著生物學(xué)概念展開的教學(xué)活動(dòng)。初中學(xué)生在接受正式的科學(xué)教育之前存在著的生物學(xué)前概念與科學(xué)概念有很大的偏差,這是他們通過長期的經(jīng)驗(yàn)積累與辨別式學(xué)習(xí)而獲得的一些感性印象、積累的一些缺乏概括性和科學(xué)性的經(jīng)驗(yàn),他們所具備與生物科學(xué)知識相?;虿槐M一致的觀念和規(guī)則是生物學(xué)前概念。這些前概念既是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的障礙也可以是很好的課程資源,教師在教學(xué)中及時(shí)撲捉到學(xué)生的前科學(xué)概念并且將其轉(zhuǎn)化為重要的課程資源是教師的一項(xiàng)重要的基本功。而且基于學(xué)習(xí)者的前概念所進(jìn)行的教學(xué)能有效的促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)深度。下面利用課堂實(shí)例來剖析概念教學(xué)中利用學(xué)生前概念資源進(jìn)行概念轉(zhuǎn)化時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)及轉(zhuǎn)化策略。
1有關(guān)“呼吸作用”和“呼吸運(yùn)動(dòng)”前概念的轉(zhuǎn)化
學(xué)生在學(xué)習(xí)完“呼吸作用”和“呼吸運(yùn)動(dòng)”這兩個(gè)概念后,教師通過讓他們回憶則會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的理解存在著混亂的狀況,下面的對話可以證明這種現(xiàn)象的存在。
師:請大家用簡潔的語言說一下什么是人的呼吸作用?什么是松樹的呼吸作用?
生:人的呼吸作用就是吸氣和呼氣的過程。松樹的呼吸作用松樹吸收氧氣,分解有機(jī)物,產(chǎn)生二氧化碳和水,并釋放能量的過程。
師:請大家再回憶一個(gè)問題。什么是呼吸運(yùn)動(dòng)?
生:人的吸氣和呼氣的過程就是呼吸運(yùn)動(dòng)。
師:咦?人的呼吸運(yùn)動(dòng)和呼吸作用怎么是一個(gè)答案呢?
生:……(學(xué)生通過各種分析,得出呼吸運(yùn)動(dòng)是指胸廓有節(jié)律的擴(kuò)大和縮小,包括吸氣和呼氣兩個(gè)過程,是呼吸肌運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。學(xué)生對人的呼吸作用有涉獵,但沒有分析明白與呼吸運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)區(qū)別)
師:老師還有一些資料,我們一起來分析一下。有人收集了人和動(dòng)物呼出的氣體并對其成分進(jìn)行了分析,本文是黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)課題“初中生物學(xué)概念教學(xué)的研究與實(shí)驗(yàn)”(課題編號為Ji1212038)的研究成果。發(fā)現(xiàn)呼出的氣體與吸進(jìn)的氧氣和二氧化碳的含量有變化(給出數(shù)據(jù))。這是怎么回事?
學(xué)生展開討論。
討論結(jié)果達(dá)成如下共識:①動(dòng)物和人的呼吸作用與植物相似。②呼吸作用的本質(zhì)是外界空氣中的氧氣進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)分解有機(jī)物并產(chǎn)生了二氧化碳、水等代謝廢物并釋放出能量的過程。③呼吸運(yùn)動(dòng)是一種運(yùn)動(dòng),氣體成分沒有進(jìn)到細(xì)胞里,呼吸作用是一種生理變化過程,空氣中的氧進(jìn)到了細(xì)胞里。
在上述對話中,教師與學(xué)生之間的溝通與交流是平等的、像拉家常一樣。這樣學(xué)生放下了心理負(fù)擔(dān),不怕被老師批評、不怕被同學(xué)嘲笑,敢于發(fā)表自己的真實(shí)觀點(diǎn)、敢于表達(dá)自己真實(shí)的認(rèn)知,可以充分地暴露他們的前概念(特別是那些與科學(xué)概念相抵觸的錯(cuò)誤概念),有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知誤差,繼而設(shè)置認(rèn)知沖突、提供具體事實(shí)資料,引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、由易到難、由現(xiàn)象到本質(zhì)、由感性到理性解決問題。這樣的過程有利于學(xué)生的信息獲取能力、溝通能力、質(zhì)疑和批判的能力以及獨(dú)立思考和解決問題的能力的提升和進(jìn)步。更重要的是學(xué)生對于概念的理解也可以在這一過程當(dāng)中變得更為深入和透徹。另外,學(xué)生之前所形成的介于生活認(rèn)識同科學(xué)認(rèn)知之間的偏差也可以實(shí)現(xiàn)有效地糾正和澄清。在這一過程當(dāng)中,教師的有效引導(dǎo)變得至關(guān)重要。教師應(yīng)當(dāng)盡力確保在相應(yīng)的教學(xué)過程中精心設(shè)置一些具有思考價(jià)值的問題,積極地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與到課堂互動(dòng)過程中的積極性,最終以便于實(shí)現(xiàn)對于概念本質(zhì)的積極討論中去。
類似“呼吸作用”和“呼吸運(yùn)動(dòng)”前概念的轉(zhuǎn)化過程,師生平等對話與交流暴露學(xué)生前概念的重要環(huán)節(jié),教師設(shè)置認(rèn)知沖突、提供具體事實(shí)資料是深刻理解概念內(nèi)涵、外延的有效策略,有效引導(dǎo)是鍛煉學(xué)生思維品質(zhì)、進(jìn)行概念轉(zhuǎn)化不可或缺的“助推劑”。
2通過“傳染病”具體的例證辨析概念內(nèi)涵和外延實(shí)現(xiàn)前概念的轉(zhuǎn)化
“傳染病”的概念是《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》(以下簡稱為《標(biāo)準(zhǔn)》)第十個(gè)專題:健康地生活中“傳染病及其預(yù)防”的一個(gè)概念。《標(biāo)準(zhǔn)》具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中對這部分內(nèi)容的要求有兩條分別是這樣敘述的:①說明傳染病的病因、傳播途徑和預(yù)防措施;②列舉常見的寄生蟲病、細(xì)菌性傳染病(包括淋?。?、病毒性傳染病(包括艾滋?。??!稑?biāo)準(zhǔn)》的活動(dòng)建議也分別敘述:①調(diào)查當(dāng)?shù)氐闹饕獋魅静?;②收集(包括從?bào)紙、書刊、網(wǎng)絡(luò))有關(guān)艾滋病的資料。另外《標(biāo)準(zhǔn)》中還要求教師在教學(xué)中幫助學(xué)生形成這樣的重要概念:按照是否有傳染性,可將疾病分為傳染性疾病和非傳染性疾病。結(jié)合《標(biāo)準(zhǔn)》和教師對學(xué)生中前概念的掌握確定通過適時(shí)辨析內(nèi)涵、外延和相應(yīng)例證來轉(zhuǎn)變學(xué)生對“病原體”、“傳染性疾病”、“非傳染性疾病”中存在的前概念。
事物的內(nèi)涵和外延是概念的兩個(gè)基本特征。內(nèi)涵就是概念所反映的事物的特有屬性,是概念的含義。例如,由病原體引起的,能在人與人或人與動(dòng)物之間傳播的疾病叫做傳染病。課例中針對初中生的認(rèn)知能力采用列出“不包含病原體、不能在人與人或人與動(dòng)物之間傳播的疾病”,帶領(lǐng)學(xué)生辨析、描述等方式方法來表述概念的內(nèi)涵,并以此傳遞概念,化抽象為形象、具體,化單向傳授為多層面交流和思辨,達(dá)到了事半功倍的效果。外延是概念所反映的本質(zhì)屬性的全部對象,它表明概念所反映的對象有哪些,通常是用劃分的方法確定,即把一個(gè)概念的外延分為幾個(gè)小類的邏輯方法。例如,具有由病原體引起的,能在人與人或人與動(dòng)物之間傳播的疾病的所有對象,這樣的對象就不再一一列舉。本節(jié)重點(diǎn)研討依據(jù)傳播途徑進(jìn)行的分類。即下面的四類傳染病是這個(gè)概念的外延:空氣傳播、飲食傳播、體液傳播、蟲媒傳播。教師列出24種具體的病例來給傳染病分類以實(shí)現(xiàn)對傳染病外延的擴(kuò)展或收斂。通過思維這一工具將知識變成個(gè)人的內(nèi)在素質(zhì)、信念、能力的一部分,再運(yùn)用知識解決遇到的各種問題。
學(xué)生通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),首先通過自身現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)來認(rèn)識新鮮事物,接著通過自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)結(jié)合環(huán)境的變化,經(jīng)過“同化”和“適應(yīng)”這兩個(gè)步驟把新知識納入到自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)當(dāng)中使自己原本的認(rèn)知結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變化,建構(gòu)新的概念實(shí)現(xiàn)前概念的轉(zhuǎn)化。
3完成科學(xué)探究概念轉(zhuǎn)化的每一個(gè)細(xì)節(jié)都是滲透科學(xué)思維的“細(xì)胞”
“科學(xué)思維”是指尊重事實(shí)和證據(jù)崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度,運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。學(xué)生表現(xiàn)為能夠基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概況、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法,探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律?!翱茖W(xué)探究”則是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題,針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論的能力。由此可以看出發(fā)展科學(xué)思維是離不開科學(xué)探究的,而《標(biāo)準(zhǔn)》第一主題又將“科學(xué)探究”細(xì)分為5個(gè)重要概念:①科學(xué)探究是人們獲取科學(xué)知識、認(rèn)識世界的重要途徑。②提出問題是科學(xué)探究的前提,解決科學(xué)問題常常需要作出假設(shè)。③科學(xué)探究需要通過觀察和實(shí)驗(yàn)等多種途徑來獲得事實(shí)和證據(jù)。設(shè)置對照實(shí)驗(yàn),控制單一變量,增加重復(fù)次數(shù)等是提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的重要途徑。④科學(xué)探究既需要觀察和實(shí)驗(yàn),又需要對證據(jù)、數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析和判斷。⑤科學(xué)探究需要利用多種方式呈現(xiàn)證據(jù)、數(shù)據(jù),如采用文字、圖表等方式來表述結(jié)果。5個(gè)重要概念中后面的四個(gè)是第一個(gè)的分解和細(xì)化,后面四個(gè)又需分解成若干細(xì)節(jié)分散到每一堂課中,在課堂中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的前概念予以轉(zhuǎn)化。
例如,有教師在高中“膜透性”的探究實(shí)驗(yàn)中,利用雞蛋殼為實(shí)驗(yàn)材料,通過多組實(shí)驗(yàn),對證據(jù)、數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析、判斷。首先,用玻璃紙做實(shí)驗(yàn)時(shí),增加了驗(yàn)證膜兩側(cè)的溶液中有沒有蔗糖存在的環(huán)節(jié),這是在演繹解釋的基礎(chǔ)上用另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)的事實(shí)來證明對玻璃膜透性演繹推論是合乎規(guī)律、合乎規(guī)則的。接著,用去殼的雞蛋做實(shí)驗(yàn)材料為學(xué)生使用器具、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄提供了載體。然后,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成表格和曲線使學(xué)生由感性認(rèn)識到理性分析成為可能,也為學(xué)生展示成果提供可信的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
“科學(xué)探究”概念的建立是一個(gè)龐大而系統(tǒng)的工程,這個(gè)概念雖然是在《標(biāo)準(zhǔn)》第一主題提出的,但是卻貫穿整個(gè)生物學(xué)科的教學(xué)過程。同時(shí)在教學(xué)中往往表現(xiàn)為對一般流程(提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論)的解釋上,考查的是學(xué)生對這個(gè)流程各個(gè)環(huán)節(jié)的記憶情況。科學(xué)探究概念的建立不光是要有教師的教和學(xué)生的學(xué),更重要的是學(xué)生在實(shí)踐過程中的體驗(yàn)及感悟,需要教師在每個(gè)細(xì)節(jié)的處理上下功夫,發(fā)現(xiàn)和轉(zhuǎn)變諸多存在于師生中的前概念。
總之,生物學(xué)科的概念及其概念教學(xué)在學(xué)生生物學(xué)習(xí)中占有十分重要地位,前科學(xué)概念的有效轉(zhuǎn)化則直接影響著概念教學(xué)的效果。在教學(xué)中,教師要下真功夫、大力氣把它做好,這對教師搞好生物學(xué)科的教學(xué)工作,提高學(xué)生生物學(xué)科的學(xué)習(xí)成績,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科興趣,提高觀察能力、思維品質(zhì)養(yǎng)成及熱愛科學(xué)、勤于思考、善于專研勇于探索的創(chuàng)新精神具有重要的意義。