做一個(gè)講“理”的生物老師

周琴

“生態(tài)系統(tǒng)的功能（能量流動(dòng)）”是生物教材八年級(jí)下冊(cè)的內(nèi)容，要求學(xué)生對(duì)宏觀的生態(tài)系統(tǒng)從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的高度，而且要在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學(xué)基本觀點(diǎn)。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是比較松散的，這種結(jié)構(gòu)是通過(guò)食物鏈連接起來(lái)的，其功能也是與之相關(guān)聯(lián)的。理解這一點(diǎn)，對(duì)后期學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其調(diào)節(jié)問(wèn)題起著至關(guān)重要的作用。但是學(xué)生在做到“生態(tài)系統(tǒng)的功能”這部分練習(xí)題的時(shí)候，反饋出的信息卻不容樂(lè)觀——“物質(zhì)循環(huán)，能量流動(dòng)”這八個(gè)字背得滾瓜爛熟，可一做題就傻眼了，甚至還有孩子搞不清楚能量金字塔中各種生物的數(shù)量關(guān)系。怎么回事？這讓我有點(diǎn)一籌莫展了。

生態(tài)系統(tǒng)的功能問(wèn)題怎么解決？其實(shí)在小學(xué)階段，學(xué)生已經(jīng)對(duì)什么是生態(tài)系統(tǒng)有所了解，但僅限于很淺顯的“了解”。而初中生態(tài)系統(tǒng)這部分的知識(shí)，明顯提高了學(xué)生在抽象思維深度上的要求——孩子們要從一個(gè)宏觀的整體的角度來(lái)認(rèn)識(shí)生物圈，認(rèn)識(shí)其中生物和環(huán)境之間的聯(lián)系，尤其是要理解生態(tài)系統(tǒng)所體現(xiàn)的各種功效和作用（能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞）。這其中有一個(gè)顯著的變化，就是孩子們的思維方式要由以“形象思維”為主轉(zhuǎn)變成以“抽象思維（邏輯思維）”為主。學(xué)生如果到了中學(xué)仍然按小學(xué)的思維方式去學(xué)習(xí)和思考，當(dāng)然會(huì)很吃力;而老師如果只是按照教材上的內(nèi)容來(lái)告訴學(xué)生什么是“生態(tài)系統(tǒng)的功能”，忽略了生物學(xué)科的理科本質(zhì)屬性，僅僅只是教“知識(shí)”，不注重學(xué)生科學(xué)思維能力和科學(xué)思維方法的培養(yǎng)，認(rèn)為生物就是一門(mén)“背多分”的學(xué)科，那學(xué)生肯定就會(huì)出現(xiàn)這種“翻開(kāi)書(shū)來(lái)都明白，做起題來(lái)都不會(huì)”的情況了。

怎么和孩子們一起邁過(guò)這個(gè)坎呢？“授之以漁”，先要讓孩子們對(duì)這個(gè)“漁”產(chǎn)生興趣。人人都有天生的好奇心，創(chuàng)設(shè)一個(gè)有趣的情境，用問(wèn)題來(lái)引入是屢試不爽的法寶。大概是這部分內(nèi)容太過(guò)宏觀抽象，所以嚴(yán)肅的中學(xué)教材里竟然也用了有點(diǎn)低幼的“魯濱孫漂流記”來(lái)引入。熟悉又有趣的情境被我立即借用到課堂上，配合圖片拋給學(xué)生一個(gè)“世紀(jì)難題”：面對(duì)煮熟的玉米和一只母雞，魯濱孫應(yīng)該先吃什么？

問(wèn)題是思維的引擎。春日下午，本來(lái)蔫頭耷腦的學(xué)生們立即來(lái)了精神，七嘴八舌發(fā)表意見(jiàn)：“先吃雞，我喜歡吃肉！”“先吃玉米，再用一點(diǎn)玉米喂雞，讓雞生蛋，再孵出小雞，這樣我就可以天天吃雞和雞蛋了?！薄跋瘸噪u，把玉米種下去，等著豐收?！眮y哄哄的嬉笑聲中突然有幾個(gè)不一樣的聲音冒了出來(lái)：“不對(duì)不對(duì)，玉米已經(jīng)煮熟了，種到地里也不能發(fā)芽！”“這是海島，哪有淡水澆玉米地?。俊蔽野底愿`喜：思維被興趣調(diào)動(dòng)起來(lái)了。我追問(wèn)：“沒(méi)有新的玉米產(chǎn)生，那小雞吃什么長(zhǎng)大?。俊辈环线壿嫷募僭O(shè)一下被推翻，想天天吃雞的小屁娃們傻眼了。更加讓我驚喜的是，有一個(gè)學(xué)生指出：“一只母雞生下的蛋沒(méi)有受精，是孵不出小雞的。所以，壓根兒就不用考慮小雞的問(wèn)題了?！?/p>

接下來(lái)，我給出了兩種策略：1.先吃雞再吃玉米;2.先吃少量玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，讓雞長(zhǎng)大點(diǎn)以后再吃雞。究竟哪種方式更劃算呢？要解決“怎么吃劃算”這個(gè)問(wèn)題，首先要搞清楚“為什么要吃”和“吃多少才行”。因?yàn)橛星懊鎸W(xué)習(xí)食物鏈知識(shí)的鋪墊，所以大家很快達(dá)成共識(shí)：魯濱孫吃食物是為了獲得能量和物質(zhì)來(lái)維持生存。那毫無(wú)疑問(wèn)魯濱孫作為食物鏈的一員就必須通過(guò)“吃”來(lái)獲得盡可能多的物質(zhì)和能量。我順便給孩子們強(qiáng)調(diào)：基于事實(shí)和證據(jù)的假設(shè)才是科學(xué)的假設(shè)，所以“我喜歡吃雞”這樣憑感覺(jué)的假設(shè)是沒(méi)有價(jià)值的。

我請(qǐng)了兩個(gè)孩子在黑板上畫(huà)出兩種策略中隱藏的食物關(guān)系：①玉米→人，雞→人;②玉米→雞→人。沿食物鏈②逆向追溯，學(xué)生很順利就推導(dǎo)出三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：1.最終能量來(lái)源是太陽(yáng)能;2.輸入生物體內(nèi)總能量的多少是取決于植物的光合作用轉(zhuǎn)化了多少能量;3.能量會(huì)沿食物鏈傳遞。討論進(jìn)行到這里，有激動(dòng)的孩子忍不住插嘴：“怪不得太陽(yáng)要?dú)缌?，地球就只好去流浪，原?lái)是沒(méi)有能量來(lái)源了！”孩子們的理性思維又上了一個(gè)臺(tái)階，我為他們點(diǎn)贊！到這時(shí)，答案已經(jīng)呼之欲出了。我立即追問(wèn)：“那么，能量在傳遞的過(guò)程中會(huì)不會(huì)發(fā)生變化？”“會(huì)，魯濱孫會(huì)消耗能量，所以能量會(huì)變少?！蔽矣謫?wèn)：“只有人會(huì)消耗能量嗎？”“其他生物也要消耗能量維生?！彼裕蠹液芸烀靼琢四芰總鬟f下去就會(huì)越來(lái)越少。

那么，魯濱孫怎么吃劃算呢？別急，再來(lái)看看“吃多少才行”。咚咚咚，敲黑板，生態(tài)學(xué)天才林德曼隆重登場(chǎng)，我開(kāi)始介紹他的事跡。林德曼基于科學(xué)觀察和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析構(gòu)建出來(lái)的“賽達(dá)伯格湖生物能量金字塔”模型讓孩子們?nèi)滩蛔K嘖感嘆：“生物自己消耗那么多的能量，只傳遞一點(diǎn)點(diǎn)給別人，簡(jiǎn)直太自私、太摳門(mén)了！”接著我們馬上進(jìn)行“吃魚(yú)劃算嗎”討論，并實(shí)際操練起來(lái)。我讓孩子們動(dòng)筆算算：在“浮游植物→浮游動(dòng)物→魚(yú)→人”這條食物鏈中，如果這個(gè)人是你自己，如果你只靠吃魚(yú)來(lái)增長(zhǎng)體重，那需要消耗多少斤浮游植物才能長(zhǎng)到現(xiàn)在的一百斤呢？（提醒大家，生物是理科，請(qǐng)用數(shù)據(jù)說(shuō)話！）計(jì)算結(jié)果引發(fā)了一大片驚呼聲：“天哪！我長(zhǎng)大竟然消耗了這么多浮游植物！”最后我問(wèn)：“那吃魚(yú)劃算嗎？如果從盡量減少能量消耗的角度考慮，怎么吃才劃算呢？”全班異口同聲：“直接吃浮游植物唄！”現(xiàn)在，我相信基本上每個(gè)孩子都能幫助魯濱孫解決“怎么吃”這個(gè)世紀(jì)難題了。

一節(jié)課上完，學(xué)生在環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題的引導(dǎo)下，通過(guò)解決一個(gè)個(gè)彼此相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，最后終于推理出了能量傳遞的特點(diǎn)——“單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減”。是的，整堂課提煉一下核心只有這八個(gè)字。要是像往常那樣把教材上簡(jiǎn)單呆板的文字空投給學(xué)生讓他們記住，也許我只需要花幾分鐘。而今天這堂課，我雖然絞盡腦汁、費(fèi)盡口舌，但孩子們通過(guò)縝密的邏輯推理，過(guò)關(guān)斬將，自己一點(diǎn)點(diǎn)揭開(kāi)了科學(xué)結(jié)論的神秘面紗。40分鐘的時(shí)間里，前一個(gè)問(wèn)題的解決是后一個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)，每一個(gè)問(wèn)題都成了學(xué)生推理的依據(jù)。孩子們一起討論，一層層搭建出邏輯的階梯，充分體驗(yàn)了一把有理有據(jù)地進(jìn)行理性判斷的思維冒險(xiǎn)。至少，從課后作業(yè)的反饋來(lái)看，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于以前了。看來(lái)，明“理”才是理科學(xué)習(xí)的根本，思維嚴(yán)謹(jǐn)又靈活的學(xué)生，怎么可能學(xué)不會(huì)那些基于證據(jù)和邏輯才被發(fā)現(xiàn)的科學(xué)知識(shí)？教學(xué)并不在于關(guān)注老師教授給學(xué)生多少知識(shí)，學(xué)生學(xué)到了什么才是真正的實(shí)質(zhì)。老師無(wú)論面對(duì)什么樣的課型，都應(yīng)該關(guān)注這堂課的邏輯主線，盡量把教材上干巴巴的概念和結(jié)論轉(zhuǎn)化為環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)的問(wèn)題串，讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)的方向和目標(biāo)，有興趣地參與學(xué)習(xí)的全過(guò)程。這樣一來(lái)，理想的教學(xué)要達(dá)到的最高目標(biāo)就不應(yīng)該是對(duì)書(shū)本知識(shí)的簡(jiǎn)單記憶、理解、掌握和運(yùn)用，而應(yīng)該是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中通過(guò)批判、分析而獲得新的感悟和自己的判斷，從而使學(xué)生思維品質(zhì)得到提升。也只有這樣，才能真正讓學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)到位。

“科學(xué)結(jié)論并不是冰冷地存在于課本中的，它是有溫度的，可以觸摸的，你可以慢慢地牽住它的手，愉快地帶它去散步?！蔽液芟矚g這段話，并用以自勉。我再次提醒自己：不要著急告訴學(xué)生知識(shí)，生物學(xué)不是“理科中的文科”，所以，努力做一個(gè)講“理”的理科老師！

（作者單位：四川省成都市錦西中學(xué)）