張 亮
(山東省淄博市桓臺縣實驗中學,山東淄博 256400)
生物教學需要教師遵循“便于學生理解”的基礎教學原則,通過相對簡單的方法來使學生對生物知識有一個更深刻的印象,使學生在學習的過程中也能夠獲得更深的體會?!鞍e浩斯記憶曲線”告訴我們,人的記憶和認知規(guī)律需要遵循時間和重復的原則[1]。教師的生物教學需要從簡潔生動、方便理解的角度出發(fā),教師應當不斷總結(jié)實例的共性特點,采用學生更容易記憶的方式,以有效提升學生的知識理解能力。利用生物模型教學符合認知記憶規(guī)律,能幫助學生更好地理解生物知識。
教師指導學生學習生物知識,需要將一些特定實例的結(jié)構(gòu)和框架進行剝離,為學生研究的生物學對象進行“減負”,去除紛繁雜亂的細枝末節(jié),用一種能反映原型知識本質(zhì)的物質(zhì)或過程,以及合理的結(jié)構(gòu)去描述事物的原型。從現(xiàn)實的角度來看,這種被人為分解的物質(zhì)、過程、合理結(jié)構(gòu)可以被稱為“生物模型”。生物模型從定義上可分為三個不同的類型,分別是概念模型、物理模型及數(shù)學模型[2]。
所謂“概念模型”,是指教師在課堂上為學生進行知識串聯(lián)的內(nèi)容集合。教師通過引導,將所有零散的概念和知識點連成體系,最終形成知識結(jié)構(gòu)網(wǎng),進而使其成為學生可以信手拈來的有效知識框架。
對于“物理模型”的認知,需要教師在指導學生學習知識框架時,能夠遵從知識直觀化、形象化的特點,將學生所學的知識內(nèi)容以實物模型、模擬模型、圖畫、從屬關(guān)系等角度進行區(qū)分和界定,以幫助學生更好地厘清所學生物問題的知識關(guān)系,進而實現(xiàn)對知識的深度理解。
“數(shù)學模型”則需要教師為學生講解相應的知識變化過程,根據(jù)不同數(shù)據(jù)情況,設置合理的曲線圖、表格、規(guī)律表達式。通過分析講解,教師能夠?qū)⑾鄳某橄笾R闡釋得更加明確。
教師在指導學生學習生物知識的過程中,需要綜合分析學生當前對生物知識的理解程度,以及學生可以接受的相關(guān)生物概念模型。在講解生物知識的過程中,如果教師可以向?qū)W生展示實物模型,那么學生必然會被教師展示的實物模型所吸引。
例如,教師在指導學生學習關(guān)于“驗證天竺葵光合作用產(chǎn)物”的實驗時,就可以借用實物模型來展開教學工作。首先,教師先將天竺葵做暗處理,即把天竺葵放到黑暗處一夜,其目的在于通過黑暗環(huán)境,消耗天竺葵葉片中的全部淀粉類有機物。然后,教師采用對照實驗,將一片葉子一半的上下面用黑紙片遮蓋,借此對比光照部分以及未經(jīng)光照部分是否都會產(chǎn)生淀粉類物質(zhì)。經(jīng)過5 小時的光照之后,教師把葉片放進水中隔水加熱,對葉片進行脫色處理,使葉片的葉綠素消失,這樣就會便于實驗觀察。最后,教師將得到的葉片用碘水噴涂,觀察實際的葉片變色情況。通過這樣的實驗操作,教師能夠幫助學生有效認清植物葉片在光合作用下,會產(chǎn)生淀粉類有機物的事實,同時這樣的實物模型能夠有效印證教師的授課內(nèi)容,提高學生的知識理解水平。
教師在指導學生學習生物知識時,需要從宏觀開始講解,而后逐漸深入,引導學生探究學習微觀的知識。通過一個由淺入深的教學過程,教師能夠有效激發(fā)學生的學習興趣,同時也更便于學生對知識的學習和理解,為提升學生的動手實踐能力打下良好的基礎。例如,在講解《植物的生殖和發(fā)育》這一節(jié)時,教師可以為學生展示經(jīng)過嫁接處理之后的仙人掌實物。通過實物的展示,教師可以更好地講解“嫁接的原理”,以及在進行嫁接操作時所需要的材料,而后教師可以展開知識的遷移應用,進一步拓展到對果樹等作物的嫁接知識上,為學生講解什么是枝接,什么是芽接。同時教師可以借助多媒體的實物展示,以有效活躍課堂氣氛,使學生快速接受原本難以理解的知識。
教師在為學生講解一些難以用實物展示的生物模型時,可以借助當前的科學技術(shù)進行模擬,為學生提供更能接受的生物模型;在向?qū)W生介紹一些生活中難以見到的實物模型時,可以采用相應的模擬化模型。通過這樣的教學方式,教師能夠有效提升學生對相應知識點的理解。
例如,在指導學生學習關(guān)于“動物細胞和植物細胞結(jié)構(gòu)”的知識時,由于學生對動植物細胞的認知水平有限,僅靠教師的口頭表述以及教材圖片的展示,其很難切實理解動植物細胞結(jié)構(gòu)有什么明顯的特點,故而,教師帶領學生進行相應的細胞模型手工復制。通過教師的講解,學生使用不同顏色的橡皮泥,對動植物細胞的整體結(jié)構(gòu)進行復制和還原。在學生制作的過程中,教師需要向?qū)W生強調(diào)動物細胞和植物細胞的不同狀態(tài)。動物細胞不存在細胞壁,以及植物細胞中特有的葉綠體,同時動物細胞和植物細胞都包含細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核的結(jié)構(gòu)。因此,學生在制作相關(guān)細胞模型的過程中,會重點關(guān)注細胞之間的異同狀況。
此外,當學生完成了動物細胞模型以及植物細胞模型的復制之后,教師也可以根據(jù)這些模型進行提問,以此有效提升學生的知識理解和記憶水平。
教師在指導學生學習相應的生物知識時,可能會遇到如下情況:有一個理想化的模型,需要進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析,但是現(xiàn)有的觀察設備很難達到相應的效果。因此,教師需要對理想化的模型進行模擬統(tǒng)計,使之在數(shù)學的框架之下,能夠進行合理的演繹推理。
例如,教師在指導學生學習關(guān)于“外界條件對呼吸作用的影響”的實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計時,此時對于學生而言,其需要記錄相應二氧化碳的濃度變化,因此需要教師構(gòu)建相應的數(shù)學模型。植物進行呼吸作用,涉及幾個因素的影響,如溫度、水分、氧氣、二氧化碳等。教師采用對照實驗,能夠有效確定實際的呼吸作用速率,進而幫助學生更好地理解不同條件下,對于呼吸作用的影響本質(zhì)。教師通過相應的數(shù)學模型教學,能夠幫助學生更加清晰地理解實際情況,提高其學習效率。
為了更好地展現(xiàn)生物教學過程中生物模型對于教學實踐的幫助,教師需要在課堂教學中大膽使用該教學方法。教師的合理演繹和模型構(gòu)建,能夠幫助學生更好地理解相應的生物知識,從而提高學生的學習效率。
例如,在講解關(guān)于“食物鏈和食物網(wǎng)”的相關(guān)知識時,教師可以為學生引入相應的生物模型,以此提高學生的理解水平。首先,教師使用數(shù)學模型來對學生進行講解:草原上只有青草、老鼠、老鷹三種生物,橫坐標表示時間,縱坐標表示生物的數(shù)量。然后,在教師的啟發(fā)下,學生根據(jù)“越是食物鏈底層,基數(shù)越大”的道理繪制出關(guān)于青草、老鼠、老鷹的變化曲線。這樣的教學方法,有效提高了學生的學習效率。
綜上所述,教師采用生物模型的教學方法,能夠幫助學生更好地理解看似繁復的生物學知識,將原本晦澀難懂的知識轉(zhuǎn)化為簡單易懂的數(shù)學或是物理學模型,進而有效提升學生的認知水平。