“試誤”理論在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

吳 寧

(江蘇省常州市第二中學(xué) 213003)

1 “試誤”理論的來源

桑代克是最早提出“試誤說”理論的一位美國心理學(xué)家。他曾經(jīng)做過非常著名的餓貓“迷籠實(shí)驗(yàn)”。 桑代克將饑餓的貓禁閉于迷籠之內(nèi)，餓貓可以用抓繩或按鈕等三種不同的動(dòng)作逃出籠外獲得食物。饑餓的貓第一次被關(guān)進(jìn)迷籠時(shí)，開始盲目地亂撞亂叫，東抓西咬，經(jīng)過一段時(shí)間后，它可能做對(duì)了打開迷籠門的動(dòng)作，逃出籠外。桑代克重新將貓?jiān)訇P(guān)入籠內(nèi)，并記錄每次從實(shí)驗(yàn)開始到貓做出打開籠門的正確動(dòng)作所用的時(shí)間。經(jīng)過上述多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，桑代克得出貓的學(xué)習(xí)曲線。該曲線表明實(shí)驗(yàn)次數(shù)越多，貓?zhí)用撁曰\潛伏期的時(shí)間越短。桑代克認(rèn)為貓是在進(jìn)行“嘗試錯(cuò)誤”的學(xué)習(xí)，經(jīng)過多次的嘗試錯(cuò)誤，餓貓學(xué)會(huì)了打開籠門的動(dòng)作。因此，有人將桑代克的這種觀點(diǎn)稱為學(xué)習(xí)的“嘗試錯(cuò)誤說”，或簡稱為“試誤說”。

2 “試誤”理論在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照實(shí)驗(yàn)是最常用的實(shí)驗(yàn)方法，要遵循單一變量原則，無關(guān)變量相等原則。例如，在“探究pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，pH是唯一的自變量，酶的活性是因變量(可用單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡數(shù)目來表示)，其他都是無關(guān)變量，要保持相等的原則。在實(shí)際教學(xué)的過程中，學(xué)生如果是做一道相關(guān)的練習(xí)題，還是比較容易把握的，在回答無關(guān)變量時(shí)會(huì)用“其他條件相等且適宜”一句話來不變應(yīng)萬變。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真諦是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，需要學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室去操作和探究。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的操作過程中會(huì)遇到很多實(shí)際問題。不妨利用“試誤”理論來組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師可以提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹皃H對(duì)酶活性的影響是怎樣的？”然后就把實(shí)驗(yàn)室完全交到學(xué)生手中。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)會(huì)把注意力集中在自變量的控制上，很容易忽視其他的條件，如過氧化氫的用量會(huì)不一樣，過氧化氫酶的用量也會(huì)不一樣，甚至選用的試管大小會(huì)不一樣，衛(wèi)生香復(fù)燃時(shí)插入試管的位置不一樣，不同的學(xué)生操作同一對(duì)照實(shí)驗(yàn)的不同實(shí)驗(yàn)組會(huì)導(dǎo)致收集氧氣的時(shí)間不同，等等。教師只要在旁邊用相機(jī)記錄一些錯(cuò)誤的操作，實(shí)驗(yàn)后全班統(tǒng)一討論。學(xué)生在有了“試誤”的機(jī)會(huì)和過程后，很容易發(fā)現(xiàn)自己操作上的局限，總結(jié)出“所有會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果而又不是實(shí)驗(yàn)本身探究的變量，應(yīng)該保持相等，才能不干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出”。讓學(xué)生有一個(gè)出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，自己在跌打滾爬中獲得知識(shí)的真諦，拋開所有的“死記硬背”，才能讓快樂學(xué)習(xí)成為可能。

3 “試誤”理論在概念教學(xué)中的應(yīng)用

概念教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種途徑。它以糾正、補(bǔ)充、完善學(xué)生的前概念，建構(gòu)正確的認(rèn)知為己任，意在給學(xué)生的日常生活、學(xué)習(xí)及以后的人生產(chǎn)生有意義的影響。因此，概念教學(xué)注重學(xué)生前概念的了解，并基于學(xué)生的認(rèn)識(shí)來設(shè)計(jì)教學(xué)，幫助學(xué)生建構(gòu)概念。

例如， “種群的特征”一節(jié)的教學(xué)，有一環(huán)節(jié)是關(guān)于樣方法的概念形成。教學(xué)中，大部分教師是首先告之學(xué)生樣方法的種種規(guī)則，然后再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模擬嘗試。如果換一種方式，即利用“試誤”理論重新組織一下教學(xué)，由“能逐個(gè)計(jì)數(shù)→無法逐個(gè)計(jì)數(shù)→抽樣調(diào)查”這樣的思路引導(dǎo)后，直接組織學(xué)生進(jìn)行樣方法的模擬(圖1)，結(jié)果有的學(xué)生會(huì)畫圓形的樣方，有的學(xué)生只取一個(gè)樣方，有的學(xué)生取的樣方面積不同，有的學(xué)生對(duì)同一樣方內(nèi)的植物得出不同的計(jì)數(shù)結(jié)果。教師針對(duì)以上問題，可組織學(xué)生一一討論：是圓形的面積容易計(jì)算，還是方形的容易計(jì)算？取一個(gè)樣方，怎樣避免偶然因素？樣方面積不同，要多次計(jì)算樣方的面積，嫌不嫌麻煩？為什么同一樣方不同的同學(xué)計(jì)數(shù)的結(jié)果不一樣，能否介紹一下自己的方法？最后，師生達(dá)成共識(shí)，為了讓調(diào)查的結(jié)果有說服力更有通用性，應(yīng)該制定一套相應(yīng)的規(guī)則，如選樣的規(guī)則、計(jì)數(shù)的規(guī)則等。這時(shí)教師才呈現(xiàn)早就存在并被科研工作者實(shí)施已久的樣方法各種規(guī)則。這樣的一種教學(xué)組織，更有利于學(xué)生的概念形成。

圖1 模擬調(diào)查草地中蒲公英的種群密度