體驗(yàn)知識(shí)的形成、產(chǎn)生和發(fā)展

吳久宏

摘 要 敘述了弄清楚知識(shí)的“來(lái)龍去脈”，有利于學(xué)生加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解，對(duì)于提升學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)大有裨益。分別從科學(xué)史料的利用、生產(chǎn)、生活中生物知識(shí)、說(shuō)文解字等方面例舉了嘗試。

關(guān)鍵詞 生物史料 生產(chǎn)生活 說(shuō)文解字

中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

文件編號(hào)： 1003 - 7586（2016）11 - 0076 - 04

所有生物知識(shí)、原理和結(jié)論的形成都有其“出生地”，追本溯源，有利于引領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)的形成、生長(zhǎng)和發(fā)展，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。久而久之，學(xué)生則能變被動(dòng)接受為主動(dòng)探究，變絕對(duì)求同為發(fā)散求異，變機(jī)械封閉為生成開(kāi)放。下面試著結(jié)合新授課教學(xué)中一些教學(xué)案例，談個(gè)人粗淺的認(rèn)識(shí)與做法。

1 用生物史料感召學(xué)生，體驗(yàn)知識(shí)發(fā)生的背景

生物科學(xué)史首先是一部思想史，它揭示了人們思考和解決生物學(xué)問(wèn)題的思想歷程。其次，它又是一部科學(xué)過(guò)程史，生物科學(xué)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的產(chǎn)生過(guò)程，就是一個(gè)探究過(guò)程，生命科學(xué)史中蘊(yùn)涵了知識(shí)與過(guò)程的統(tǒng)一。雖然新教材中增加了不少科學(xué)史料，而這與發(fā)展學(xué)生的理性思維和對(duì)生物科學(xué)素養(yǎng)的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

案例1：“核酸”的引入。

“核酸”這是一個(gè)較為抽象的概念，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)。教師如何巧妙地將它引進(jìn)課堂，讓學(xué)生走近它呢？

很多教師上課時(shí)經(jīng)常這樣引入新課：大家有沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)“核酸飲料”？它究竟有什么作用？今天我們來(lái)學(xué)習(xí)“核酸”，那么核酸究竟是什么呢？……筆者認(rèn)為，這樣的引入多么僵硬和突兀，學(xué)生在上課伊始被這個(gè)新名詞搞得“一頭霧水”。筆者在此利用PPT投出了這樣一段史料：

1869年瑞士化學(xué)家米歇爾，首先從膿細(xì)胞分離出細(xì)胞核，得到一種含氮和磷特別豐富的沉淀物質(zhì)，有酸性，米歇爾將之稱(chēng)為“核素”。

1889年艾特曼將“核素”作了純化處理，把其中的蛋白質(zhì)除掉，并將這不含蛋白質(zhì)的細(xì)胞核內(nèi)的物質(zhì)定名為“核酸”。

短短兩則史料，學(xué)生對(duì)“核酸”這一概念的接納要顯得自然和親切得多。原來(lái)“核酸”最初在細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)的，呈酸性，科學(xué)家當(dāng)時(shí)定名為“核酸”。在即將結(jié)束“核酸”內(nèi)容的學(xué)習(xí)時(shí)，筆者及時(shí)拋出了這樣一個(gè)問(wèn)題：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，今天我們?cè)賮?lái)看“核酸”當(dāng)時(shí)的命名是否存在不妥之處？學(xué)生在思考、討論后，爭(zhēng)相發(fā)言：“核酸”不僅存在于細(xì)胞核中，在細(xì)胞質(zhì)中也有分布。這樣的設(shè)計(jì)不但尊重史料，更能讓學(xué)生體悟到知識(shí)、原理、結(jié)論形成是一個(gè)不斷修正、不斷完善的過(guò)程。

科學(xué)史料往往能幫助學(xué)生“穿越”時(shí)空的隧道，感受當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景，體悟科學(xué)史料背后蘊(yùn)涵的科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)探究精神。

2 用生活、生產(chǎn)中的實(shí)例豐富學(xué)生認(rèn)知，體驗(yàn)知識(shí)源于實(shí)踐而又指導(dǎo)實(shí)踐

生物學(xué)科由于其濃厚的實(shí)踐性，與生產(chǎn)、生活息息相關(guān)；生物知識(shí)源于人們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐中的不斷總結(jié)，而后又不斷指導(dǎo)實(shí)踐。這些活生生的素材有機(jī)地運(yùn)用于課堂，將不斷豐富學(xué)生的認(rèn)知體驗(yàn)，讓學(xué)生找到知識(shí)的“根”。

2.1 利用生活原型類(lèi)比生物知識(shí)，直觀又形象

“生活處處有學(xué)問(wèn)”，有一些生活原型與生物知識(shí)有很大的關(guān)聯(lián)，教師巧妙類(lèi)比，則可化難為易，化抽象為直觀。

案例2：“細(xì)胞有絲分裂”的類(lèi)比。

“細(xì)胞分裂”這部分對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)無(wú)疑是個(gè)難點(diǎn)，各時(shí)期的特征、有絲分裂與減數(shù)分裂的時(shí)期判別，常常令學(xué)生焦頭爛額。通常教師都是利用“口訣”幫助學(xué)生記憶，但時(shí)間久了，學(xué)生會(huì)出現(xiàn)明顯的記憶消褪。后來(lái)，筆者改變教學(xué)方法，從理性思維角度入手，設(shè)置了如下“問(wèn)題鏈”和學(xué)生進(jìn)行“談話(huà)式”教學(xué)，下面是課堂導(dǎo)入的片斷：

教師：現(xiàn)在有一個(gè)老父親將家里的一張桌子，四張板凳要分給二個(gè)兒子。這兩個(gè)兒子要求分的一樣多，并且也是一張桌子，四張板凳。請(qǐng)你幫這位老父親出出主意。

學(xué)生：到市場(chǎng)上再去買(mǎi)一套相同的桌子和板凳；請(qǐng)木匠師傅到家里再制作一套……

教師：你們太棒了！現(xiàn)在細(xì)胞也遇到了類(lèi)似的問(wèn)題，它要把最重要的遺傳物質(zhì)DNA分到兩個(gè)子細(xì)胞中去，細(xì)胞是如何解決這個(gè)問(wèn)題的呢？

學(xué)生：也需要再合成一套，然后平分給子細(xì)胞。

教師：是的，細(xì)胞分裂就是要努力解決兩個(gè)核心問(wèn)題：一是遺傳物質(zhì)的復(fù)制；二是遺傳物質(zhì)的平分！下面我們來(lái)共同探索細(xì)胞分裂的奧秘。

“心中悟出始知深”，通過(guò)“父親分家產(chǎn)給兩個(gè)兒子”的生活原型分析，聯(lián)系到類(lèi)似的情境“細(xì)胞分裂”，學(xué)生接受起來(lái)自然和親切得多。這樣，學(xué)生在課堂伊始就能把握“細(xì)胞分裂”的兩個(gè)最核心事件——復(fù)制、平分，這為后續(xù)的學(xué)習(xí)做好了認(rèn)知鋪墊和課堂學(xué)習(xí)主線(xiàn)的暗示。

2.2 利用學(xué)生耳聞目睹的場(chǎng)景，巧妙介入生物知識(shí)

建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)者并不是把知識(shí)從外界搬到記憶中，而是以已有經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)與外界的相互作用來(lái)建構(gòu)對(duì)知識(shí)新的理解。個(gè)人的生活經(jīng)歷、體驗(yàn)、各種媒介的信息以及學(xué)生做過(guò)的、聽(tīng)過(guò)的都是一筆重要的課程資源。

案例3：“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸”的創(chuàng)境導(dǎo)入。

在這一節(jié)內(nèi)容導(dǎo)入時(shí)，筆者是這樣設(shè)計(jì)的：請(qǐng)同學(xué)們回憶一下贊美蓮藕的詩(shī)句——“出淤泥而不染，濯青蓮而不妖”。

拋出問(wèn)題：蓮藕生長(zhǎng)在污泥中，卻能從環(huán)境中獲取蓮藕細(xì)胞生命活動(dòng)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如水、氧氣、無(wú)機(jī)鹽等，而蓮藕細(xì)胞不需要的物質(zhì)分子則不能進(jìn)入。那么，到底是什么控制物質(zhì)分子的進(jìn)出呢？物質(zhì)分子是如何跨越細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的？

本案例通過(guò)創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)的情境，以學(xué)生熟知的詩(shī)句引入，讓教學(xué)進(jìn)入情感領(lǐng)域，有利于把知識(shí)的教學(xué)、能力的培養(yǎng)、智力的發(fā)展以及道德情操的陶冶有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

案例4：“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”難點(diǎn)突破。

人教版必修1教科書(shū)在“細(xì)胞的增殖”這一節(jié)中，有一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)“模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系”。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，筆者首先提出以下問(wèn)題：

（1） 一杯沸水和一桶沸水，哪一個(gè)先涼下來(lái)？體積較大的溫室要與體積較小的溫室哪一個(gè)更有利于保溫？

（2） 請(qǐng)同學(xué)觀察和判別圖1中，哪一種狐貍生活在寒冷地區(qū)？生活在寒冷地區(qū)的動(dòng)物體型大，還是體型??？

學(xué)生憑生活經(jīng)驗(yàn)和直觀感知，不難判斷一杯沸水應(yīng)比一桶沸水先涼下來(lái)。但是他們并不清楚如何解釋。對(duì)于第（2）個(gè)問(wèn)題，學(xué)生根據(jù)散熱器官能初步確定A較適合生活在寒冷地區(qū)，但是對(duì)于體型大小與寒冷、炎熱之間的邏輯關(guān)聯(lián)理解存在困難。此時(shí)，學(xué)生處于“憤”與“悱”交織之中……教師這才引入圖2和表1，讓學(xué)生來(lái)計(jì)算，然后學(xué)生悟出：隨著邊長(zhǎng)增大，體積越大，其相對(duì)表面積就越小，這時(shí)學(xué)生對(duì)老師開(kāi)始提出的兩個(gè)問(wèn)題就恍然大悟了。

實(shí)踐表明，課堂教學(xué)內(nèi)容與生活聯(lián)系得越緊密，越能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生真正感受到：原來(lái)學(xué)習(xí)高中生物知識(shí)，是為了更好地了解自然、了解自身，更好地生活。如在“光合作用的過(guò)程”一節(jié)學(xué)習(xí)時(shí)，以前有學(xué)生曾經(jīng)問(wèn)過(guò)筆者：老師，我們學(xué)習(xí)光合作用這么復(fù)習(xí)又比較抽象的過(guò)程，到底有什么用啊？學(xué)生的這句話(huà)明顯地給教師一個(gè)暗示：學(xué)生不需要空洞的理論和乏味的說(shuō)教，他們需要的是有用的知識(shí)。因此，在引入這一過(guò)程時(shí)，先用PPT投影了這樣居里夫人的一句名言：“掌握光合作用的過(guò)程，對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，比得到核能還重要。”然后聲情并茂地講述：長(zhǎng)期以來(lái)，饑餓問(wèn)題一直困擾著人類(lèi)。世界糧食問(wèn)題依然十分嚴(yán)峻，饑餓和營(yíng)養(yǎng)不良仍困擾著人類(lèi)，世界每7個(gè)人就有一個(gè)人處于饑餓狀態(tài)。因此，研究光合作用的過(guò)程和原理，提高糧食產(chǎn)量，顯得意義重大。接著，通過(guò)展示以下資料：

光合作用被諾貝爾獎(jiǎng)基金委員會(huì)認(rèn)定為“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”。它是地球上一切生命生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。到目前為止，共有8次諾貝爾獎(jiǎng)的桂冠被從事光合作用研究的科學(xué)家所摘?。?/p>

美國(guó)科學(xué)家伍德沃德，他于1960年合成了葉綠素，因研究葉綠素而獲獎(jiǎng)。

瑞士科學(xué)家卡勒因研究類(lèi)胡蘿卜素等物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)于1937年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

卡爾文也因“確立植物吸收二氧化碳時(shí)所涉及的化學(xué)反應(yīng)順序”于1961年獲諾貝爾獎(jiǎng)。

……

伴隨著許多諾貝爾獎(jiǎng)的誕生，讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)研究的價(jià)值內(nèi)涵，激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)的興趣。這樣可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)是一種生動(dòng)的、基本的人類(lèi)文化活動(dòng)，引導(dǎo)他們重視科學(xué)在當(dāng)代社會(huì)發(fā)展中的作用，并且關(guān)注科學(xué)各領(lǐng)域之間的內(nèi)在聯(lián)系。

3 說(shuō)文解字，體悟漢字構(gòu)造、成語(yǔ)、古詩(shī)文中蘊(yùn)含的生物學(xué)道理

教師可充分利用中國(guó)文字構(gòu)造特點(diǎn)，深度剖析文學(xué)詩(shī)句中所蘊(yùn)涵的生物學(xué)道理，既能提升學(xué)生的人文情懷和素養(yǎng)，更能加深學(xué)生對(duì)生物學(xué)抽象概念、原理的理解。

許多詩(shī)詞是詩(shī)人對(duì)自然景觀的觀察、篩選、并融入個(gè)人的情感而創(chuàng)作而來(lái)，是自然世界在詩(shī)人心中的投影，這些詩(shī)詞可看作是一種觀察和思考的結(jié)果，是很好的教學(xué)素材。

案例5：“癌”字解讀。

在“癌癥的成因”這一節(jié)內(nèi)容導(dǎo)入時(shí)，筆者這樣設(shè)計(jì)的：癌癥被稱(chēng)為人類(lèi)第一殺手，人們談“癌”色變！讓我們來(lái)剖析這一個(gè)“癌”字的特點(diǎn)，這個(gè)字形象地告訴我們，病從口入：吸煙、酗酒、吃不健康的食品，導(dǎo)致疾病，如果病疾成山，就成了“癌”！

這樣的分析既達(dá)成了本節(jié)的知識(shí)目標(biāo)，更滲透和融入了情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)——倡導(dǎo)健康的生活方式，遠(yuǎn)離癌癥，提升生活質(zhì)量。在“體溫調(diào)節(jié)”這一知識(shí)的引入時(shí)，讓學(xué)生分析成語(yǔ)“饑寒交迫”所蘊(yùn)涵的邏輯關(guān)系，學(xué)生自然悟出：人體溫度來(lái)源于體內(nèi)物質(zhì)的氧化分解，所以“饑”必然導(dǎo)致“寒”。這樣的例子很多很多，值得教師不斷去整理、去實(shí)踐。

案例6：“線(xiàn)粒體”名字由來(lái)。

多次考試批改學(xué)生試卷時(shí)，“線(xiàn)粒體”經(jīng)常錯(cuò)答成“細(xì)粒體”，究其原因是可能因?yàn)椤熬€(xiàn)”和“細(xì)”在讀音上有所接近，根本原因在于學(xué)生沒(méi)有對(duì)這個(gè)概念深入的理解和接納。在學(xué)習(xí)這一細(xì)胞器時(shí)，筆者讓學(xué)生對(duì)這個(gè)名字思考：為什么取這樣的名字？在學(xué)生充分表達(dá)、交流的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了這樣的補(bǔ)充：這個(gè)細(xì)胞器由于在光學(xué)顯微鏡下觀察成“粒狀”，在電子顯微鏡下內(nèi)膜折疊成嵴，就像繞的“棉線(xiàn)”，因此這樣的細(xì)胞器當(dāng)時(shí)取命為“線(xiàn)粒體”……

聽(tīng)到了這樣的定義后，學(xué)生恍然大悟，知道了名字的由來(lái)，記憶自然就深刻。像這樣的例子很多，如“葉綠體”（使葉片呈現(xiàn)綠色的細(xì)胞器）、“測(cè)交”（用于測(cè)定F1基因型或其產(chǎn)生配子種類(lèi)的交配類(lèi)型，簡(jiǎn)稱(chēng)“測(cè)交”）、“光合作用”（利用光能合成有機(jī)物的作用）、“子房”（種子生長(zhǎng)的房間）、“子宮”（孩子住的第一座最溫馨的宮殿）……

此外，教師在課堂教學(xué)中巧妙穿插一些與生物學(xué)直接有關(guān)的諺語(yǔ)、古詩(shī)文、智慧故事、電影片段等，讓學(xué)生分析其中蘊(yùn)含的生物學(xué)道理，這有利于實(shí)現(xiàn)知識(shí)的理解和人文素養(yǎng)的提升。下面略舉幾例：在“影響光合作用的外界因素”中可以借用北魏農(nóng)學(xué)家賈思勰在《齊民要術(shù)》中的“正其行，通其風(fēng)”引出“光照和CO2兩個(gè)外界因素”；在“能量流動(dòng)的特點(diǎn)”中讓學(xué)生分析“一山不容二虎”的道理；利用龔自珍的《己亥雜詩(shī)·其五》詩(shī)句“落紅不是無(wú)情物，化作春泥更護(hù)花”更好地詮釋“物質(zhì)是循環(huán)的”這一結(jié)論；在“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”這一課時(shí)以“春色滿(mǎn)園關(guān)不住，一枝紅杏出墻來(lái)”引入，拋出探究主題：“為什么植物這樣生長(zhǎng)？有哪些外因和內(nèi)因呢？”……

回到知識(shí)的“出生地”，在探尋知識(shí)的來(lái)龍去脈的行程中，體悟知識(shí)的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，學(xué)生才能比較好地構(gòu)建起知識(shí)之間的聯(lián)系，而不是支離破碎地記住知識(shí)。這樣的課堂才是有效、高效的課堂。