感性認識與科學(xué)思維的構(gòu)建教學(xué)

林澤歡

《高中生物新課程標準》指出：“生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責任?！被谛抡n標的要求，高中生物教學(xué)應(yīng)更注重對學(xué)生科學(xué)思維的構(gòu)建培養(yǎng)。在實際教學(xué)中，可讓學(xué)生在感性認識的基礎(chǔ)上，把所獲得的感覺材料，經(jīng)過思考、分析，加以去粗取精、由表及里的整理和改造，形成概念、判斷、推理，形成反映事物的本質(zhì)和內(nèi)部聯(lián)系的更深入認識，并發(fā)展科學(xué)思維。

在教學(xué)中，往往會有一些抽象的知識點，如何化抽象為具體，從感性認識到科學(xué)思維的構(gòu)建從而突破教學(xué)難點一直是很多教師思考探究的問題。高中生物必修一第五章“酶的作用機理——降低化學(xué)反應(yīng)的活化能”是“酶”這一節(jié)課的教學(xué)難點，該知識點比較抽象，下面以其為例進行探討。筆者先后在高一（14）班和高一（15）班開展教學(xué)。這兩個班學(xué)生水平比較均衡，整體層次較高，均為學(xué)校的平行班。通過這兩個班的對比，可以有效反映教學(xué)效果。

一、教之“初體驗”

筆者先在高一（14）班上《酶的作用機理》的過程。在講解該知識點之前，學(xué)生已經(jīng)做過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，知道加熱、加Fe3+或過氧化氫酶能促使過氧化氫分解。此處，筆者進行設(shè)問“各種條件促使反應(yīng)加快的本質(zhì)是什么？”并將該問題分解為幾個環(huán)節(jié)進行突破：

（1）向?qū)W生介紹進行化學(xué)反應(yīng)的分子存在常態(tài)和活躍態(tài)，一個反應(yīng)要較快進行需要較多的常態(tài)分子轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S態(tài)，而常態(tài)分子如果獲得能量可轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S態(tài)（見圖1），從而引出“活化能”的概念，并讓學(xué)生補充學(xué)案上活化能的概念從而達到加深概念理解的效果。

（2）給出表1，讓學(xué)生思考：各種條件（加熱、加Fe3+和加過氧化氫酶）使反應(yīng)加快的本質(zhì)，從中引導(dǎo)學(xué)生推理得出加熱為反應(yīng)提供了能量，沒有改變活化能，加Fe3+和加酶都是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。

（3）播放動畫，分別展示加熱，加Fe3+和加過氧化氫酶的分子運動情況及反應(yīng)中其它變化。通過動畫，加深學(xué)生對各種條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)的理解。

筆者在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，第（2）環(huán)節(jié)表格呈現(xiàn)時，對學(xué)生的理解、推理能力要求較高，難度較大，大部分學(xué)生難以通過表格推導(dǎo)出結(jié)論。雖然筆者本著可以鍛煉學(xué)生的分析推理能力的設(shè)計意圖，但卻未能在教學(xué)過程中得到順利開展;而第（3）環(huán)節(jié)動畫展示中，高一（14）班的學(xué)生反應(yīng)熱烈，一方面生動有趣的動畫很快激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，另一方面動畫也對加熱、加Fe3+和加過氧化氫酶使反應(yīng)加快的本質(zhì)進行了形象具體的詮釋。從學(xué)生課后的反饋來看，動畫展示環(huán)節(jié)效果較好，但表格分析環(huán)節(jié)普遍反應(yīng)難度較大，當時還有一位學(xué)生提到“老師，如果你先讓我們看動畫就好了”。

課后，筆者立刻進行反思，很明顯，過于強調(diào)如何培養(yǎng)學(xué)生的能力而忽視了在教學(xué)過程中應(yīng)尊重學(xué)生的認知規(guī)律，即應(yīng)該從簡到繁、從易到難，而往往學(xué)生便是一堂課上得好不好的最佳反饋者，此時筆者意識到必須對該知識點的教學(xué)過程進行調(diào)整修改，如果先播放動畫再讓學(xué)生分析表格呢？

二、教之“再體驗”

經(jīng)過反思，筆者在高一（15）班上同一知識內(nèi)容時，對教學(xué)過程作了以下調(diào)整：（1）通過常態(tài)、活躍態(tài)的比較分析，引出活化能的概念;（2）給出數(shù)據(jù)“20℃過氧化氫分解的活化能為75 kJ/mol”并播放動畫，讓學(xué)生對加熱、加催化劑等促使反應(yīng)加快的本質(zhì)有了一定的感性認識。（3）給出表1數(shù)據(jù)，讓學(xué)生思考：各種條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)，再從中引導(dǎo)學(xué)生推理得出加熱為反應(yīng)提供了能量，沒有改變活化能，加Fe3+和加酶都是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。

在高一（15）班的課堂教學(xué)中，學(xué)生看到動畫時反應(yīng)也是很熱烈，學(xué)習(xí)情緒明顯被調(diào)動，這在后續(xù)的表格分析時也保持了較高的課堂參與度。同時，由于前面已經(jīng)通過動畫形成了一定的感性認識，在表格分析時學(xué)生能夠較快地得出，加熱使反應(yīng)加快的本質(zhì)是為反應(yīng)提供了能量，而加Fe3+和加過氧化氫降低了反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)加快。最后，筆者再讓學(xué)生思考：“為什么酶的催化效率比無機催化劑更高？”學(xué)生通過表格信息，很容易得出，同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。

三、教之“終體驗”

通過以上兩個班的實踐教學(xué)和反饋反思，筆者最大的感受是，抽象知識點的突破講解，應(yīng)順應(yīng)學(xué)生的認知規(guī)律，努力建構(gòu)感性認識與科學(xué)思維的和諧關(guān)系。

1.將教學(xué)素材與教學(xué)內(nèi)容有機結(jié)合起來，化抽象為具體

多積累一些生動有趣的教學(xué)素材。利用合適的教學(xué)素材如動畫、圖片、案例、數(shù)據(jù)、模型等作為本課核心知識點的導(dǎo)入或輔助理解，注意素材的運用不是越多越好，而是恰到好處，能夠讓學(xué)生對相關(guān)知識形成感性認識。同時，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)專注度。如，案例中將“酶的作用機理”這一抽象的內(nèi)容具體化為“加熱、加Fe3+和加過氧化氫酶使反應(yīng)加快的本質(zhì)”進行剖析，并借用直觀的動畫加以展示。

2.數(shù)形結(jié)合，以形助數(shù)，將抽象的數(shù)量變化問題具體化、直觀化

有些涉及數(shù)量曲線的變化的知識點，講解時往往借用數(shù)據(jù)分析，這樣做能將抽象的知識具體化，但卻還不夠直觀，此時若能將數(shù)據(jù)表格與圖形結(jié)合起來，或者構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，將更加清晰直觀化，即做到感性認識與科學(xué)思維的有機結(jié)合。如，減數(shù)分裂過程精原細胞的染色體數(shù)量（2N）變化即可將數(shù)形結(jié)合，將抽象的數(shù)量變化問題具體化、直觀化（見圖2）。

感性認識在課堂教學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在教學(xué)素材的應(yīng)用（如，動畫、案例、新聞等）以及課程內(nèi)容編排兩方面，如，通過情景設(shè)置、案例分析、動畫展示等給予學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的感性認識，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進行推理分析，或遷移理解，從中構(gòu)建科學(xué)思維，在教學(xué)過程中應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生積極性，提高學(xué)生課堂參與度，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生研究、討論、解決問題的環(huán)境，同時，注意科學(xué)思維的形成過程應(yīng)以學(xué)生為主，教師只輔以幫助和指導(dǎo)。

責任編輯? 羅燕燕