例談“顛覆認(rèn)知”策略在生物學(xué)概念教學(xué)中的運(yùn)用

劉 萍

(廣東省珠海市斗門區(qū)第一中學(xué) 珠海 519100)

當(dāng)學(xué)生對(duì)知識(shí)或事物的認(rèn)知被顛覆時(shí)，內(nèi)心受到的沖擊是巨大的，學(xué)習(xí)與征服知識(shí)的雄心就會(huì)迸發(fā)，這在相對(duì)枯燥的概念學(xué)習(xí)中尤為重要。筆者以“內(nèi)環(huán)境”的概念教學(xué)為例，展示“顛覆認(rèn)知”策略的應(yīng)用。

1 顛覆認(rèn)知，引出概念

教師提出問(wèn)題：“我是你的環(huán)境嗎？”多數(shù)學(xué)生回答：“不是?！苯處熞龑?dǎo)：“真的不是嗎？所有的生命系統(tǒng)都與環(huán)境之間不斷進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換，除此之外，還有信息交流，我們之間有信息交流嗎？”“有！”教師又問(wèn)：“我們之間有斗爭(zhēng)嗎？”多數(shù)學(xué)生答：“沒(méi)有。”教師反問(wèn)：“果真沒(méi)有？我沒(méi)有和你爭(zhēng)奪空氣嗎？”學(xué)生接連顛覆認(rèn)知，對(duì)課堂已經(jīng)饒有興趣，教師可趁機(jī)總結(jié)：“嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，我們軀殼以外的一切都可以屬于外環(huán)境，我屬于你們的生物環(huán)境，空氣是你們的非生物環(huán)境。”話鋒一轉(zhuǎn)：“但是，今天我們要學(xué)習(xí)的是人體的內(nèi)環(huán)境，那什么是內(nèi)環(huán)境呢？”

由于內(nèi)環(huán)境這個(gè)概念是為了區(qū)別于個(gè)體生活的外界環(huán)境提出的，因此開(kāi)門見(jiàn)山的一個(gè)問(wèn)題，讓“外環(huán)境”和“內(nèi)環(huán)境”同時(shí)出現(xiàn)，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也引出了概念。

2 顛覆認(rèn)知，剖析概念

人教版高中生物學(xué)教材給出內(nèi)環(huán)境的完整定義是：“血漿、組織液和淋巴通過(guò)動(dòng)態(tài)的有機(jī)聯(lián)系，共同構(gòu)成機(jī)體內(nèi)細(xì)胞生活的直接環(huán)境。為了區(qū)別于個(gè)體生活的外界環(huán)境，人們把這個(gè)由細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境叫做內(nèi)環(huán)境。”剖析這個(gè)概念至少需要從以下四個(gè)方面進(jìn)行： ①細(xì)胞外有液體存在嗎？②細(xì)胞外液為什么主要由血漿、組織液和淋巴組成？③血漿、組織液和淋巴里都生活了什么類型的細(xì)胞？④血漿、組織液和淋巴是如何有機(jī)聯(lián)系的？

剖析第①個(gè)方面，可以直接引用教材關(guān)于體液的定義：“不論男性還是女性，體內(nèi)都含有大量以水為基礎(chǔ)的液體，這些液體統(tǒng)稱為體液，可分為細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液?！标P(guān)鍵是“體內(nèi)”這兩個(gè)字“別有洞天”，教師設(shè)計(jì)問(wèn)題：“軀殼以外的一切都可以屬于外環(huán)境，那么軀殼以內(nèi)到底有沒(méi)有外環(huán)境？”當(dāng)學(xué)生聽(tīng)到教師這樣問(wèn)，本能反應(yīng)會(huì)猶豫，而猶豫也是顛覆認(rèn)知的一種表現(xiàn)。教師總結(jié)：“人的呼吸道、肺泡腔、消化道、生殖道、淚腺等有孔道與外界相通的部位應(yīng)算作人體外部環(huán)境，尿液、淚液、消化液、汗液等不是體液，自然也不是細(xì)胞外液，不是細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境?！?/p>

剖析第②和第③個(gè)方面，可以要求學(xué)生“畫出自己的手背細(xì)胞分布圖”。大部分學(xué)生在經(jīng)過(guò)引導(dǎo)后能畫出暴露的“青筋”和分散的組織細(xì)胞——血管及分布在其中的血細(xì)胞，當(dāng)學(xué)生認(rèn)為大功告成之時(shí)，教師設(shè)問(wèn)： 你們確定你們手背的細(xì)胞要么是分散的組織細(xì)胞，要么分布在血管里嗎？之后引出： 除了血管這套管道，還有另一套管道——淋巴管。而這是顛覆學(xué)生以前的認(rèn)知觀的，然后教師介紹淋巴管和血管結(jié)構(gòu)的不同以及淋巴管內(nèi)分布的細(xì)胞，并請(qǐng)學(xué)生回答圖1中的數(shù)字分別代表什么。

剖析第④個(gè)方面時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)一個(gè)情景： 想象一下，現(xiàn)在有一支藥水注射到了你的臀部，這支藥水是如何分布到你全身其他部位的？學(xué)生容易答出藥水先進(jìn)入組織液，然后進(jìn)入血管，最后又從血管出來(lái)進(jìn)入組織液，教師設(shè)問(wèn)： 血漿與組織液之間可以相互交換物質(zhì)，那么你們推斷一下血漿與淋巴、組織液與淋巴之間也可以相互交換物質(zhì)嗎？學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)多認(rèn)為： 血管和淋巴管結(jié)構(gòu)應(yīng)該差不多，那么血漿與淋巴、組織液與淋巴之間應(yīng)該也可以相互交換物質(zhì)。

圖1 手背組織細(xì)胞分布圖

教師布置任務(wù)： 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第3頁(yè)的內(nèi)容，總結(jié)出組織液、血漿、淋巴之間的真實(shí)關(guān)系。

3 顛覆認(rèn)知，延展概念

教師設(shè)問(wèn)：“每種細(xì)胞外液都生活多種細(xì)胞，每種細(xì)胞是否都生活在多種細(xì)胞外液中呢？”多數(shù)學(xué)生會(huì)不假思索的回答：“怎么可能？一種細(xì)胞生活在一種細(xì)胞外液里。”教師引導(dǎo)：“淋巴細(xì)胞、毛細(xì)血管壁細(xì)胞呢？”經(jīng)過(guò)這樣的認(rèn)知沖突，學(xué)生理解會(huì)更深刻。

教師出示題目：

下列各組化合物中全是內(nèi)環(huán)境成分的( )

A. O2、 CO2、血紅蛋白、H+、麥芽糖

B. H2O2酶、乳汁中的抗體、激素、H2O

C. 纖維蛋白原、Ca2+、載體、蛋白質(zhì)水解酶

D. Na+、 HPO2-、葡萄糖、氨基酸

教師提問(wèn)：“這道題幾乎所有人都知道要選D，但是你們知道此題中到底有幾種成分不屬于內(nèi)環(huán)境呢？”當(dāng)學(xué)生回答出不同答案后，教師借題總結(jié)不屬于內(nèi)環(huán)境的成分： ①細(xì)胞內(nèi)特有的物質(zhì)： 如題目中的血紅蛋白、H2O2酶，此外還有其他胞內(nèi)酶(呼吸酶、RNA聚合酶、解旋酶)等；②細(xì)胞膜上的成分： 如題目中的載體，此外還有受體等；③與外界環(huán)境相通的液體成分： 如題目中的蛋白質(zhì)水解酶，存在于消化液中、乳汁中的抗體，大部分抗體存在于內(nèi)環(huán)境，但乳汁屬于外環(huán)境，此外還有尿液、淚液、汗液等中的成分；④不能被人體吸收的物質(zhì)： 如麥芽糖、纖維素等。特別是乳汁中的抗體和麥芽糖不屬于內(nèi)環(huán)境，顛覆了學(xué)生的認(rèn)知。

“顛覆認(rèn)知”教學(xué)策略，可以大大提高學(xué)生的興趣，而興趣是學(xué)習(xí)的最大內(nèi)驅(qū)力，但是教師不能為了顛覆而顛覆，必須要按照課程標(biāo)準(zhǔn)，圍繞教學(xué)需求，精心設(shè)計(jì)“矛盾”和“沖突”，顛覆本身不是目的，而是更好實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的手段。