李珊珊 (上海民辦進才外國語中學 上海 201204)
初中學生生物學關鍵能力是初中學生生物學核心素養的重要組成部分。依據《義務教育生物學課程標準(2011版)》(以下簡稱課標)課程目標中對具體能力目標的描述,可將初中學生生物學關鍵能力確定為信息收集處理能力、科學探究能力和運用知識解決問題能力。下面通過列舉實例,論述初中學生生物學這幾種關鍵能力的培養策略。
教育心理學家奧蘇貝爾在他的著作《教育心理學:一種認知觀》的扉頁上寫道:“如果我不得不把全部教育心理學還原為一條原理的話,我將會說,影響學習的唯一的最重要的因素是學習者已經知道了什么。”并且指出,“要根據學生原有知識進行教學”。維果茨基認為,兒童已經達到的發展水平與可能達到的發展水平之間的距離,就是兒童“最近發展區”。依據上述理論,初中學生生物學關鍵能力的培養要貼近學情,找準教學起點,依據學生最近發展區,進行科學預設。
[例1]滬教版《生命科學·初中·第二冊》第四章“生物的類群”第四節“生物的分類”在初中生物學學習和學生現實生活中具有重要地位。本節教學需要貼近學生現實生活,在學生現實生活經驗和前面學習的生物主要類群的基礎上,進行科學預設。
預設目標:知道生物物種命名的方法和生物分類依據;說出生物分類的階元和生物分類的基本單位;舉例說出生物分類等級與生物親緣關系遠近和生物共同特征多少之間的關系;通過觀察、討論、比較等嘗試對生物進行命名和分類,培養運用生物分類知識解決問題的能力;通過對7個生物分類階元的學習和嘗試生物分類活動,進一步增強對生物多樣性的認識。
預設教學過程:教師提出一種名稱“六月柿”的新奇蔬菜,在學生的疑惑中出示番茄的圖片,然后要求學生思考番茄的別名或俗名。請學生列舉生活中同物異名、異物同名現象;讓學生大膽思考怎樣對生物進行命名(可類比人的姓名);聯系前面學習的生物類群的知識,得出生物分類的依據,介紹科學家設計的生物分類階元;出示一盆玫瑰,讓學生說出玫瑰所屬的分類階元,請學生觀察狗、狼、狐貍的圖片,通過比較,歸納等,讓學生說出狼、狐貍與狗親緣關系的遠近,共同特征的多少;歸納物種的定義,學習生物分類的意義;嘗試對玫瑰和月季進行分類。
上述預設緊貼學生的生活經驗,貼近學生已經學習的知識,激發了學生學習生物命名與分類的熱情。學生收集教材、生活中的多種信息,進行比較、歸納,獲得生物命名與分類的認識,培養了信息收集處理能力。學生通過嘗試對熟悉的植物或動物進行分類活動,也培養了運用所學知識解決問題能力。
課標確立了50個重要概念。這些重要概念的教學不能從概念到概念,從抽象到抽象,而應當讓學生從感性到理性,從具體到抽象,盡可能地讓學生經歷這些重要概念的形成過程,這對于培養學生的信息收集處理能力、科學探究能力十分必要。
[例2]滬教版《生命科學·初中·第一冊》第一章第一節“人體是怎樣構成的”的教學中,需要學生建構的重要概念有:消化系統包括口腔、食道、胃、小腸、肝、胰、大腸、肛門等器官,其主要功能是從食物中獲取營養物質,以備運輸到身體的所有細胞中。教師可通過以下教學設計讓學生經歷概念的形成過程,培養學生信息收集處理、科學探究能力等。
教師先請學生回想早餐吃的食物,并寫出來。再讓學生思考早餐中的物質會在人體經歷哪些器官,會發生哪些變化,所發生的變化與人體消化系統的哪些結構、功能有關。經學生自主學習、討論交流后,得出有關結論。接著讓學生通過觀察、解剖豬的小腸,探究小腸適應消化吸收功能的結構特點、歸納總結得出上述消化吸收的重要概念。
上述教學設計讓學生結合自己的親身體驗,從所吃食物種類、食物中的物質經歷人體的消化器官開始,通過閱讀、觀察、分析等收集和處理信息,認識人體消化系統的各個器官、功能;然后通過探究小腸適應消化吸收功能的結構特點的實驗,讓學生歸納、概括,培養了學生的科學探究能力與科學思維能力。
生物學是研究生命現象和生命活動規律的科學。生命現象是生物原型的直接表現,生命活動規律是生物原型的本質特征和內在規律。生物模型是指將生物原型的一些次要的、非本質特征和聯系舍去,以簡化和理想化的方法處理,用一種能反映原型本質特征的理想物質、過程或假想結構,形象、簡約地表現生物原型或突出反映原型的主要特征和聯系,這種理想物質、過程或假想結構稱之為生物模型。由于生物原型具有復雜性,且多數情況下過于宏觀或微觀,難以研究和把握,因此,人們在研究生物原型時,常常通過建構模型進行研究。初中生物學教學中,教師要注意原型與模型教學并重,通過落實原型與模型教學,培養學生的科學探究、科學思維能力。
[例3]滬教版《生命科學·初中·第二冊》第五章“生態系統”的教學,可通過課前與生物興趣小組學生制作池塘生態系統模型,課上先讓學生觀察、分析池塘生態系統模型的成分、功能,再請學生比較自然界中池塘生態系統與池塘生態系統模型有什么不同,使學生自然地得出自然界中池塘生態系統成分更復雜、更容易保持穩態與平衡等,最后構建生態系統的概念模型,引導學生運用構建的生態系統概念模型等解決生態系統的保護、治理、生態恢復等實際問題。
自然界生態系統的組成成分復雜,本課以課前制作的池塘生態系統模型作的觀察、分析的對象,讓學生直觀、簡約地分析模擬的池塘生態系統的組成成分,各類組成成分之間的關系,然后再與自然界的池塘生態系統進行比較,很自然地讓學生歸納得出生態系統概念,構建出生態系統的概念模型。在這一過程中,學生通過模型分析、模型與原型比較等,把握了生態系統概念的本質,培養了通過生物模型間接認知生物原型,把握原型特征與規律的能力,培養了借助物理模型、建構概念模型等方式解決科學問題的科學思維與科學探究能力。
實驗探究是生物學研究的重要方法,同時也是學生學習生物學的重要方法和途徑。初中生物學突出實驗探究學習,主要是讓學生初步學會生物科學探究的一般方法,發展學生提出問題、作出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力,并在科學探究中發展合作能力、實踐能力和創新能力。
[例4]滬教版《生命科學·初中·第一冊》第三章第二節“生活方式與常見的傳染病”內容中安排了探究實驗“酒精對水蚤心率的影響”,要求學生圍繞問題作出假設,制訂計劃,討論與完善計劃,實施計劃,分析結果,得出結論,并在方法與技能欄目中提示了探究實驗對照與重復、單一變量的科學方法。在教學中,教師放手讓學生自主設置酒精的濃度梯度,討論如何在實驗過程中保證單一變量、如何準確地對水蚤心率進行計數,小組間討論共同完善探究計劃、實施探究過程,讓學生記錄探究結果,分析探究結果,根據對探究結果的分析,得出探究結論,在班級報告探究過程與結論。最后在班級交流探究結果的基礎上,學生歸納得出酒精對水蚤心率的影響,并思考青少年遠離酒類和含酒精的飲料的原因。
上述的教學安排讓學生親身經歷酒精對水蚤心率的影響的實驗探究全過程,讓學生練習、體驗科學探究的一般步驟,嘗試設計對照組、實驗組的科學探究方法,體驗科學探究的思維過程、操作過程,培養了學生的科學探究、科學思維能力。
注重運用聯系實際是培養學生運用知識解決問題能力的重要策略,既是深化學生學習的需要,又是激發和培養學生學習興趣,讓學生體驗學習意義與價值的需要。教師主要是通過完成聯系實際的問題或任務,及時鞏固學習效果,拓展學生學習與生活、生產的聯系。這樣不僅能培養學生運用知識解決問題能力,還可養成學生活學活用的習慣,讓學生真正愛上學習。
[例5]滬教版《生命科學·初中·第一冊》第三章第二節“人體的免疫功能”內容的教學中,學生在完成前期對人體免疫防線的認識后,需要讓學生思考解決實際問題。如,教師提出以下跟生活聯系緊密的問題:天花病毒刺激人體的淋巴細胞能產生抵抗水痘病毒的抗體嗎?遇到手腳被鐵丁等刺破較深的情況下,是不是注射破傷風的疫苗就萬事大吉,以后身上再有傷口也不用擔心會得破傷風呢?……利用這些問題來深化學生對特異性免疫的認識。教師為了促進學生認識和理解人體的免疫反應并不是越強越好,要求學生思考:器官移植時為什么會出現排異反應?人為什么會出現過敏現象?……
注重運用聯系實際的教學,不僅體現在對概念和規律認識之后的深化拓展時,還可以體現在教學引入的情境設計時,體現在教學任務或活動的據實展開時等。教師注重運用聯系實際,可培養學生關注生活、關注生產和自然實際的意識,養成學生活學活用的習慣,不斷增強學生運用知識解決問題的能力。