合理設(shè)計與應(yīng)用學(xué)具，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力和思維品質(zhì)是生物學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)。探究和實(shí)踐為科學(xué)思維培養(yǎng)提供了過程載體，是科學(xué)思維的實(shí)證和外在表現(xiàn)，而學(xué)具是學(xué)生完成探究和實(shí)踐的重要工具。學(xué)生對學(xué)具的使用就是生物學(xué)概念形成過程中，將智力活動形式轉(zhuǎn)化為動手操作形式，通過完整的探究和實(shí)踐，再把這一外化程序內(nèi)化為智力活動方式。下面，以“探究血液循環(huán)途徑”為例，談?wù)勗诳茖W(xué)思維培養(yǎng)中如何設(shè)計與應(yīng)用學(xué)具。

1.學(xué)具設(shè)計——為學(xué)生提供具有干擾項(xiàng)的模擬材料

本課的內(nèi)容是復(fù)雜且抽象的，對于學(xué)生來說，建構(gòu)模型是最直觀地理解血液循環(huán)途徑的方式，但是以往的教學(xué)往往存在一些問題，如模型建構(gòu)過程過于簡單，邏輯鏈短，無法激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突；學(xué)生無法對體循環(huán)和肺循環(huán)的本質(zhì)區(qū)別和內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行深入思考。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，筆者增加了模型建構(gòu)的難度，提高了學(xué)具的復(fù)雜度，以激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，為學(xué)生提供闡述現(xiàn)實(shí)問題的機(jī)會。

模擬材料要有數(shù)量干擾。在開發(fā)適用于探究血液循環(huán)途徑的模型時，我們可以為學(xué)生提供8根軟管來模擬體循環(huán)和肺循環(huán)中的血管。其中，有4根是長的，4根是短的，學(xué)生需要清楚地知道人體各器官所在的位置，以及該器官與心臟和肺之間的距離，并將此作為選擇血管長度的重要依據(jù)，使學(xué)生能夠運(yùn)用“尺度、比例和數(shù)量”這一學(xué)科觀念來指導(dǎo)材料的甄別和選用，進(jìn)而建構(gòu)模型。

模擬材料要有形態(tài)干擾。學(xué)生通過對材料的長短、厚薄、內(nèi)部顏色等特征的觀察，區(qū)分動靜脈血管，并運(yùn)用“結(jié)構(gòu)與功能”等學(xué)科觀念開展自主討論、思考、辨析，排除干擾項(xiàng)，選擇正確的模擬材料，完成模型建構(gòu)。對材料的辨識和選擇，能夠有效提升學(xué)生的自主思辨能力，這正是對科學(xué)思維中比較、分析和批評性思維方法的訓(xùn)練。

2.學(xué)具應(yīng)用——為不同學(xué)習(xí)小組提供個性化的問題

在“探究血液循環(huán)途徑”一課中，學(xué)生通過模型建構(gòu)、分析討論等方式梳理出了血液循環(huán)的基本途徑，但是如何讓學(xué)生深入理解血液循環(huán)的意義？如何讓學(xué)生解釋心臟為各器官供血的過程？這些問題都需要設(shè)計在學(xué)習(xí)任務(wù)中。

教師為不同小組設(shè)計個性化問題，要求學(xué)生應(yīng)用制作的模型來解釋所對應(yīng)的實(shí)際問題，加深對概念的理解。同一小組成員在組內(nèi)共同分析問題，組間聽取問題解決路徑，尋找共性規(guī)律。通過不同角度建構(gòu)起的概念是深刻的，這正是科學(xué)思維中比較、分析與綜合法的訓(xùn)練。

3.學(xué)具評價——為學(xué)具使用過程提供評價量表

模型制作類學(xué)習(xí)活動可以從制作前的選材、制作所花費(fèi)的時間、模型的完整度和美觀度、模型的科學(xué)合理度、模型的創(chuàng)新度等多個角度進(jìn)行評價。本節(jié)課采取評價先行的方式，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)評價量表來完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。

編輯 _ 于萍