基于科學(xué)思維的概念教學(xué)的實(shí)踐探究

摘要：以“光合作用”一節(jié)為例，通過(guò)“經(jīng)驗(yàn)引入概念→映射體驗(yàn)概念→關(guān)聯(lián)重要概念→整合構(gòu)建概念→檢驗(yàn)內(nèi)化概念”四個(gè)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)光合作用的重要概念，并逐步讓學(xué)生感悟科學(xué)實(shí)證，探究科學(xué)實(shí)質(zhì)，形成科學(xué)認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：科學(xué)思維 ?概念教學(xué) ?光合作用

概念教學(xué)是指引導(dǎo)學(xué)生對(duì)事實(shí)性知識(shí)的抽象和概括，將所學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化，形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，為學(xué)生在新情境下遷移應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。概念教學(xué)本質(zhì)上也是思維的教學(xué)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中已經(jīng)逐步發(fā)展科學(xué)思維，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(shí)事物、解決實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力[1]。本文基于科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)與光合作用相關(guān)的重要概念，將科學(xué)思維與重要概念相融合。

一、經(jīng)驗(yàn)引入概念，引發(fā)學(xué)生共鳴

視頻展示《植物生命脈動(dòng)》，引出問(wèn)題：一株幼嫩的小苗可長(zhǎng)成一株參天大樹(shù)，植物的生長(zhǎng)靠什么？學(xué)生根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)回答“光合作用”。教師追問(wèn)：什么是光合作用？學(xué)生闡述對(duì)光合作用的已有認(rèn)識(shí)。從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)引入光合作用，激發(fā)學(xué)生好奇心，并暴露其與之相關(guān)的前概念，促進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程中概念的轉(zhuǎn)變和建構(gòu)。

二、映射體驗(yàn)概念，感悟科學(xué)實(shí)證

概念構(gòu)建是需要一個(gè)過(guò)程。教師可以設(shè)計(jì)活動(dòng)，讓學(xué)生親歷概念的構(gòu)建，激發(fā)學(xué)生思維。

視頻導(dǎo)入后，趁著學(xué)生被燃起的學(xué)習(xí)激情，開(kāi)展活動(dòng)。課前學(xué)生分為6個(gè)研究小組，分別收集亞里士多德、海爾蒙特、普利斯特利、英格豪斯、薩克斯、恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的相關(guān)資料，從資料中提取“事實(shí)性知識(shí)→關(guān)鍵性問(wèn)題→次位概念”自畫手抄報(bào)或自制課件。課堂上，教師坐著時(shí)光穿梭機(jī)出現(xiàn)各個(gè)時(shí)期科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室，采訪科學(xué)家。學(xué)生用生動(dòng)活潑的語(yǔ)言描述科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。對(duì)同一時(shí)期持不同觀點(diǎn)的科學(xué)家，采用電話連線的方式，讓“科學(xué)家們”表述各自的觀點(diǎn)。師生在此基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)，加深學(xué)生對(duì)事實(shí)性知識(shí)的理解。

學(xué)生依靠思維能力對(duì)事實(shí)性知識(shí)進(jìn)行一系列歸納與概括、分析與綜合，體驗(yàn)知識(shí)獲得的過(guò)程。一方面將對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的感知濃縮為對(duì)抽象的概念的概括，形成次位概念;另一方面培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維習(xí)慣，尊重科學(xué)和崇尚理性。

三、關(guān)聯(lián)重要概念，探究科學(xué)實(shí)質(zhì)

思維是從問(wèn)題開(kāi)始的。單一的問(wèn)題難以幫助學(xué)生建立知識(shí)聯(lián)系，因此采用問(wèn)題串驅(qū)動(dòng)交流討論，對(duì)學(xué)生啟發(fā)教學(xué)，將教學(xué)內(nèi)容的挖掘更加透徹，使學(xué)生在問(wèn)題引領(lǐng)下思維更連貫。

為此，教師設(shè)計(jì)如下的問(wèn)題串：光合作用的場(chǎng)所在哪里？光合作用需要哪些條件？光合作用的物質(zhì)變化是怎樣的？光合作用的能量變化是怎樣的？學(xué)生以小組為單位討論上述問(wèn)題，達(dá)成共識(shí)，派代表交流各組觀點(diǎn)，教師進(jìn)行補(bǔ)充。

借助問(wèn)題串啟發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生分析光合作用的場(chǎng)所、條件、物質(zhì)變化、能量變化等實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。在歸納與概括的基礎(chǔ)上，以推理分析等方法探討生命現(xiàn)象及規(guī)律，尋找事物的本質(zhì)、規(guī)律及內(nèi)部聯(lián)系，使學(xué)生在交流中將眾多重要概念關(guān)聯(lián)起來(lái)。

四、整合構(gòu)建概念，形成科學(xué)認(rèn)知

光合作用的知識(shí)較為零散、概念碎片化，不利于學(xué)生記憶、整體把握。如何將知識(shí)有序地組織起來(lái)？圍繞重要概念，以它的關(guān)鍵詞作為出發(fā)點(diǎn)構(gòu)建概念圖，是一種常用并且有效的課堂活動(dòng)方式。

引導(dǎo)學(xué)生從不同層次上逐漸建構(gòu)光合作用的科學(xué)概念。，教師提供磁貼，包括二氧化碳、光能、水、有機(jī)物（淀粉）、氧氣等光合作用的重要概念和事實(shí)性知識(shí)。

在建構(gòu)模型的過(guò)程中，學(xué)生先要獲取磁貼的信息，搭配適當(dāng)連接符，梳理重要概念間的關(guān)系，觸發(fā)學(xué)生思維的碰撞。整個(gè)構(gòu)建過(guò)程，先有學(xué)生個(gè)人的思考，小組合作交流，學(xué)生之間的評(píng)價(jià)，師生之間的評(píng)價(jià)。逐步體驗(yàn)到科學(xué)概念的可理解性、合理性等，實(shí)現(xiàn)概念的初步建構(gòu)，助推認(rèn)知能力和科學(xué)思維的提升。

五、檢驗(yàn)內(nèi)化概念，提升遷移應(yīng)用

概念的獲得是知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程，需要有遷移應(yīng)用的環(huán)節(jié)。概念的檢測(cè)應(yīng)與實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)。實(shí)驗(yàn)是一種評(píng)價(jià)方法，探究性實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生從核心概念出發(fā)，遷移已有的實(shí)驗(yàn)原理，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從而聚焦核心概念的理解和掌握，使學(xué)生思維邁上新的臺(tái)階。

例如，在檢驗(yàn)光合作用這一核心概念時(shí)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究光合作用需要二氧化碳，寫出實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和預(yù)期結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案提高學(xué)生知識(shí)遷移能力，鍛煉學(xué)生思維的發(fā)散性、靈活性。圍繞“光合作用”核心概念將科學(xué)思維和科學(xué)探究等方面的素養(yǎng)相融合。

在教學(xué)中，要求學(xué)生從光合作用角度出發(fā)，思考光合作用對(duì)細(xì)胞、個(gè)體乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的作用，揭示光合作用的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換，為細(xì)胞的生存提供能源物質(zhì)，形成生命觀念。也認(rèn)同生命系統(tǒng)各個(gè)層次是一個(gè)穩(wěn)態(tài)與平衡的系統(tǒng)，形成“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（ 2017 年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018：4-5.

基金項(xiàng)目：2019年度福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目（基礎(chǔ)教育研究專項(xiàng)）“科學(xué)思維視域下的高中生物學(xué)模型建構(gòu)教學(xué)案例研究”;項(xiàng)目編號(hào)：JZ190194（福建教育學(xué)院資助）。

作者簡(jiǎn)介：許曉婷，女，1986 年 8 月生，學(xué)士，中學(xué)一級(jí)教師。單位：南安市僑光中學(xué)。通訊地址：福建省南安市僑光中學(xué)，郵編：362314