高中生物學(xué)教學(xué)中固定點的選定與利用

孫家林

知識同化理論認為，人類的學(xué)習(xí)過程是一個以已有知識同化新知識的過程。通過同化，新的知識不斷被納入已有的知識結(jié)構(gòu)，原有的知識結(jié)構(gòu)得以更新和順應(yīng)，并為下一步接納新知識奠定基礎(chǔ)。在高中生物學(xué)教學(xué)中，為了幫助學(xué)生順利接納新知識，教師需要充分研究并利用學(xué)生認知結(jié)構(gòu)中可接納新知識的固定點。對學(xué)生頭腦中已經(jīng)存在的可以作為固定點的清晰概念，教師要予以充分利用；對學(xué)生頭腦中雖然存在但比較模糊的概念，要先點亮再使用；對學(xué)生學(xué)習(xí)需要，但頭腦中缺乏的作為固定點的概念，要先鉚定后使用。

1 選擇并充分利用學(xué)生大腦中可作為固定點的清晰概念

牢固、清晰、可利用的已有概念是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，教師首先需明確學(xué)生頭腦中是否有可幫助接納新知識的概念。如果學(xué)生大腦中有可作為固定點的清晰概念，教師需明確已有知識和新知識之間的邏輯關(guān)系，即明確已有知識對新知識而言是上位知識、下位知識，還是并列結(jié)合知識。在此基礎(chǔ)上，教師根據(jù)具體教材和學(xué)情，幫助學(xué)生順利完成新舊知識的整合和加工，促使學(xué)生將新知識納入已有的知識結(jié)構(gòu)。

以高中生物“光合作用”的學(xué)習(xí)為例，初中時，學(xué)生已學(xué)過有關(guān)“光合作用”知識，而且教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生可以較為清晰地說出光合作用的概念及其檢驗方法。筆者研究高中教材發(fā)現(xiàn)，本節(jié)“光合作用的探究歷程”“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)” “光合作用過程”和“光合作用原理的應(yīng)用”四部分內(nèi)容都是對光合作用概念的進一步擴展和精細化，都屬于光合作用概念的下位知識，所以本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以學(xué)生已有的光合作用的概念為依托，展開師生的對話和教學(xué)。

上課伊始，教師提問：哪位同學(xué)能說出光合作用的概念？學(xué)生邊陳述，教師邊板演，以反應(yīng)式的形式寫出光合作用的概念：

為了繼續(xù)本節(jié)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，教師可以繼續(xù)提出以下問題：

（1） 光合作用的反應(yīng)式真的是這樣嗎？你能設(shè)計實驗予以證明嗎？

（2） 光合作用的反應(yīng)式為什么是這個樣子？科學(xué)家是怎樣知道的？

（3） 光合作用的反應(yīng)式能代表光合作用的真實歷程嗎？如果不能代表，其真實過程是怎樣的？是哪位科學(xué)家用什么方法得到的？

（4） 光合作用的反應(yīng)場所在哪里？它有什么樣的特殊結(jié)構(gòu)以完成對這一功能？

（5） 你覺得影響光合速率的外界條件有哪些？為什么？這些外界條件真的能夠影響光合速率嗎？請設(shè)計實驗給予探究并得出相應(yīng)結(jié)論。

前4個問題都屬于陳述性知識。其中對于第（1）個問題，學(xué)生可通過回顧初中的學(xué)習(xí)內(nèi)容，回答；對于（2）～（4）個問題，教師可以通過指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材回答之。

第（5）個問題是屬于智慧技能，教師可以根據(jù)學(xué)生擬定的不同實驗方案，與學(xué)生展開充分的對話，對比之，肯定之，修訂之，完善之。并在此基礎(chǔ)上，教師鼓勵學(xué)生選定合適的實驗方案展開實驗操作，得出相應(yīng)實驗結(jié)果和結(jié)論。

上述內(nèi)容的學(xué)習(xí)都是圍繞學(xué)生已有知識“光合作用的概念”而展開的。由于學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過光合作用的概念，對該概念掌握的牢固而清晰，所以教師依托“光合作用的概念”，展開本節(jié)的教學(xué)，有效且高效。這一方法還可以應(yīng)用于“細胞呼吸”等知識的學(xué)習(xí)。

2 點亮學(xué)生的頭腦中需作為固定點的模糊概念

在新知識的學(xué)習(xí)中，當需作為固定點的知識在學(xué)生頭腦中雖然存在但比較模糊時，教師應(yīng)當幫助學(xué)生使相應(yīng)概念清晰化，然后再展開新知識的學(xué)習(xí)。

以“生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)”的學(xué)習(xí)為例。本節(jié)重點在于讓學(xué)生解決“為什么說蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者”和“蛋白質(zhì)為什么能成為生命活動的主要承擔(dān)者”兩個問題。要清楚“蛋白質(zhì)能成為生命活動主要承擔(dān)者的原因”，必須證明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)種類具有多樣性。然而，當教師問學(xué)生“什么是結(jié)構(gòu)”時，學(xué)生往往回答說“結(jié)構(gòu)就是事物的構(gòu)造”。那么什么是“構(gòu)造”呢？學(xué)生就答不上來了。學(xué)生要構(gòu)建“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)種類具有多樣性”，首先要弄清什么是“結(jié)構(gòu)”。

“結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的要素組成及要素的排列秩序”。 在教學(xué)過程中，教師可通過學(xué)生查閱資料和師生對話，使學(xué)生“結(jié)構(gòu)”的概念明確化，從而點亮學(xué)生頭腦中“結(jié)構(gòu)”的概念。生物體內(nèi)構(gòu)成蛋白質(zhì)的共有20種氨基酸，由于構(gòu)成各種蛋白質(zhì)的氨基酸的種類不一樣，數(shù)量不一樣，排列順序不一樣，再加上肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同，所以蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)種類非常多，足以滿足結(jié)構(gòu)和功能的一一映射，于是學(xué)生可以從結(jié)構(gòu)和功能兩個方面構(gòu)建起“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者”這一概念。

“結(jié)構(gòu)”這一概念被點亮以后，教師還可以以此同化核酸的結(jié)構(gòu)、細胞的基本結(jié)構(gòu)、生物膜的結(jié)構(gòu)、群落的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等概念。同理，點亮模糊概念“功能”、“穩(wěn)定性”，可以促進學(xué)生對生物膜的功能、生態(tài)系統(tǒng)的功能和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的學(xué)習(xí)。

3 鉚定學(xué)生頭腦中需作為固定點的未知概念

在新知識的學(xué)習(xí)中，當作為固定點的知識在學(xué)生頭腦中不存在時，教師應(yīng)當先幫助學(xué)生構(gòu)建相應(yīng)概念作為固定點，然后再展開新知識的學(xué)習(xí)。

以“物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗钡慕虒W(xué)為例。本節(jié)課的教學(xué)難點在于“探究并形成細胞可以與周圍溶液形成滲透系統(tǒng)，細胞膜相當于半透膜”的概念。由于學(xué)生頭腦中缺乏“滲透系統(tǒng)”的概念，為了便于開展新知識的學(xué)習(xí)，教師需要首先在學(xué)生大腦中鉚定一個新的概念——滲透系統(tǒng)。教師可通過滲透裝置的演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生分析形成滲透系統(tǒng)的組成要素，歸納發(fā)生滲透作用的基本條件，構(gòu)建滲透系統(tǒng)的概念。然后，教師以滲透系統(tǒng)的概念為固定點，通過引領(lǐng)學(xué)生觀察并分析哺乳動物的成熟紅細胞在質(zhì)量分數(shù)分別為0.9%、10%的NaCl溶液和蒸餾水中的形態(tài)變化，提出“動物細胞可以與周圍溶液形成滲透系統(tǒng)、細胞膜相當于半透膜”的假說。再根據(jù)假說—演繹思想，教師引導(dǎo)學(xué)生推知植物細胞在高濃度溶液中會發(fā)生質(zhì)壁分離，再移至低濃度溶液又會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的預(yù)期實驗結(jié)果，并予以證明。最后，學(xué)生形成“細胞可以與周圍溶液形成滲透系統(tǒng)，細胞膜相當于半透膜”的概念。

“滲透系統(tǒng)”的概念是以例證—規(guī)則的方式形成的?！皾B透系統(tǒng)”的概念的鉚定給“細胞可以與周圍溶液形成滲透系統(tǒng)，細胞膜相當于半透膜”的概念找到了清晰而牢固的固定點，也為“滲透壓”概念的學(xué)習(xí)埋下了伏筆。同理，鉚定未知概念也是學(xué)習(xí)生命系統(tǒng)、系統(tǒng)的整體性等概念的有效手段。

總之，高中生物學(xué)知識是初中生物學(xué)知識的擴展和深化。在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師選擇清晰而牢固的知識固定點，有利于學(xué)生對新知識的固定和整合，是促進學(xué)生學(xué)習(xí)的有效手段。