高中生物教學巧用黑箱法探究

楊柳春

摘?要 黑箱法在抽象的高中生物知識教學中可以發揮重要的作用，有助于提升學生的生物知識掌握質量。在實際教學中，教師要注意黑箱模型的選擇以及輸入、輸出信息的提供，確保探究過程可以高質量完成，提升學生的科學探索能力和自主學習能力。

關鍵詞 高中生物;教學;黑箱法;探究

中圖分類號：C41 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2020）01-0103-01

高中生物學知識有著一定的抽象性，影響了學生對課程內容的直觀深入學習，不利于學生學習質量的提升。在高中生物教學改革中，教師可以借助黑箱法來引導學生自行完成知識模型和結構的構建，對教學質量的提升有著重要的作用。

一、教學中的黑箱

在當前的高中生物教學中，教師為了提升學生的學習積極性，培養學生探索能力，常會在教學中設置探究類教學內容，保證學生在生物概念知識的學習過程中完成對一些內容的分析研究，但是探究教學法在實際使用中也存在不足，探究項目在短期之內難以完成，占用學生較多的學習時間，不利于學生的學習。為了提升對學生思維能力的培養質量，教師可以在教學中應用黑箱法。教師通過在課程教學中合理設置黑箱研究題目，保證課時內完成探究內容，有助于教師設計教學計劃，強化了探究中教師的引導作用。教師可以從如下幾方面在教學中使用黑箱法。

（一）結合課程內容合理選擇輸入和輸出信息。在黑箱法的教學中，學生進行分析研究的基礎是教師提供的數據資料，這些數據資料是黑箱研究中的輸入信息和輸出信息，學生由此來得出對黑箱結構的認識，構建黑箱模型。教師在教學中要結合課程內容合理選擇輸入和輸出信息。首先，輸入和輸出信息在數量上要進行精簡，在保證內容價值的前提之下避免大量的資料影響學生的分析研究過程。其次，在資料的選擇上，教師要選擇貼近課程的內容，保證通過分析可以得出合理的結論。在減數分裂課程的教學中，教師可以選擇原始生殖細胞以及成熟生殖細胞中染色體的數量和圖像作為輸入和輸出信息，再對數據和圖像進行分析，有助于學生得出減數分裂過程的特點，完成課程的教學目標。

（二）選擇合適的黑箱模型。在確認分析中的輸入和輸出信息資料之后，學生可以結合課程目標，來構建合適的減數分裂過程的模型。由于信息資料未能對分裂過程進行描述，根據染色體數量減半的信息，學生可以構建如下的兩種模型。第一，染色體進行有絲分裂，姐妹染色單體分開之后進入兩個子細胞之中，在分裂中染色體數量減半。第二，同源染色體分離之后進入兩個子細胞之中，之后再進行有絲分裂，最終子細胞之中染色體數量減半。兩種模型都可能造成子細胞相比原始細胞染色體數量減半的現象，因此，在課程中，教師還需要繼續深入探索，以便正確構建減數分裂過程的模型。

（三）結合歷史資料完成模型優化。教師可以為學生提供歷史上減數分裂的研究資料，以便學生對比提出的假說，正確構建減數分裂模型。在生物學的研究發展中，研究者發現在生殖細胞的分裂過程中，染色體在一段時期中表現為環狀，其包括兩條配對染色體。同時，配對染色體等長，并在后續的細胞分裂中互相分離。通過結合歷史資料可以發現第二種假說更加符合實際情況，最終完成了對減數分裂過程模型的構建，完成了教學目標。

二、實驗教學中的黑箱

實驗教學也是當前高中生物課程中的重要組成部分，在實驗教學中引入黑箱法可以培養學生的實驗思維和生物學素養，幫助學生掌握更為科學的實驗技巧，有助于培養學生的邏輯思維能力和科學研究能力，增強實驗教學的效果。

在影響生物酶活性的實驗教學中，教師也可以沿用黑箱法的使用步驟，開展探究性的實驗。首先，教師可以結合實驗內容來設計黑箱法的研究問題，即溫度是否影響生物酶的活性。其次，教師可以引導學生選擇合適的輸入和輸出信息，并結合信息需求來完成實驗操作過程。由于實驗探究的是溫度因素對生物酶活性的影響，因此學生可以將不同的溫度作為輸入信息，將不同溫度之下的生物酶活性作為輸出信息，在實驗中對酶活性進行數據記錄。由于生物酶活性難以直接進行觀測，因此，在實驗中學生可以將生物酶活性和實驗效率進行關聯。在淀粉酶的實驗中，學生可以將淀粉和碘液的變藍情況作為實驗輸出信息，直觀地展示了不同溫度之下生物酶的活性變化情況，有助于后續的實驗信息分析過程進行。實驗中設置了三種不同的溫度：零攝氏度、三十七攝氏度以及七十攝氏度，實驗顯示不同的溫度會直接影響淀粉的分解情況，證明了溫度影響生物酶的活性。實驗中，三十七攝氏度環境之下淀粉分解最多，這是人體溫度，證明了最適溫度之下生物酶的活性最高，反應速率最快。

在部分實驗中，由于實驗設計不完善或是不全面，常會出現一些和預想情況不同的現象，針對這類現象的研究中，教師也能使用黑箱法來幫助學生更為深入地了解反應原因。借助黑箱教學方式，學生的自主探索能力得到了提升，掌握了科學實驗中對比實驗等多種實驗思想，學生的科學研究思維得到了發展，提升學生的科學素養，符合教學改革的發展需求。

基金項目：本文為福建省教育科學規劃科研基地專項課題《黑箱法理論在高中生物概念建模教學中應用研究》（批準號：Fjjgzx18-105）階段性成果。

參考文獻：

[1]封三廣.“黑箱法”與教學反饋[J].榆林高等專科學校學報，1997（4）：62-63.