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      淺談如何提升中學(xué)生的生物科學(xué)思維和探究能力

      2019-08-13 07:55:54張耀明
      新課程·下旬 2019年6期
      關(guān)鍵詞:核心概念問題鏈概念圖

      張耀明

      摘 要:教師就“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”這一教學(xué)策略在不同類型的課堂和教學(xué)不同的階段中的應(yīng)用問題進(jìn)行了初步研究,從而達(dá)到提升高中學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力的目的。

      關(guān)鍵詞:問題鏈;概念圖;核心概念

      我們面臨的是一個(gè)信息爆炸的時(shí)代。如何才能從眾多信息中挑選出我們所渴望的內(nèi)容?如果我們?nèi)匀涣?xí)慣于傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式,最終會被這個(gè)時(shí)代淘汰,因?yàn)槲覀儫o法掌握很多新的信息和技術(shù)。因此,改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和能力的人才,已成為當(dāng)前教育的重要課題。為了滿足這一需要,世界上許多國家都加快了教育變革的速度,主張發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

      研究發(fā)現(xiàn),“優(yōu)化課程提高了學(xué)生科學(xué)探索的能力,使學(xué)生能夠知道如何去判斷問題的重要性”。問題鏈教學(xué)是指導(dǎo)學(xué)生通過課前設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)置一連串相關(guān)的問題來思考和回答,進(jìn)行有針對性的指導(dǎo),使學(xué)生最終能夠?qū)崿F(xiàn)有效的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

      設(shè)置問題鏈,有利于引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建相關(guān)內(nèi)容的概念圖來加深對這一知識以及概念的理解,并通過分析、概括形成新的見解。

      那么,“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”該策略應(yīng)如何應(yīng)用于中學(xué)生物學(xué)教學(xué)呢?筆者就該策略在高中生物不同類型的課堂和教學(xué)不同的環(huán)節(jié)的應(yīng)用問題進(jìn)行了初步研究。

      一、“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”策略在高中生物不同類型課堂上的應(yīng)用

      (一)“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”策略在新課中的應(yīng)用

      1.基本流程

      具體內(nèi)容如下:

      (1)通過解讀課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況確定新課教學(xué)目標(biāo)。課堂導(dǎo)入中設(shè)置的問題應(yīng)該是結(jié)合與新知識密切相關(guān)的原始知識,然后以概念圖的形式組織和呈現(xiàn),使學(xué)生更好地整合原有的知識框架并掌握新知識。

      (2)從書中找出相應(yīng)知識的核心概念,通過構(gòu)建概念圖的方法提出這一內(nèi)容的新概念和觀點(diǎn),使學(xué)生能夠明確學(xué)習(xí)目標(biāo),并根據(jù)概念進(jìn)行安排。

      (3)教師巧妙地設(shè)置相關(guān)知識的問題鏈。學(xué)生在繪制概念圖時(shí)需要對知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行整理歸納并重新構(gòu)建,因此需要將新知識,新內(nèi)容加入原有知識框架中,需要重新建立相關(guān)概念之間的聯(lián)系,這將激勵(lì)學(xué)生更深入地了解新課的內(nèi)容。

      (4)教師評估學(xué)生繪制的概念圖。首先,教師應(yīng)確認(rèn)正確的建構(gòu),糾正錯(cuò)誤的建構(gòu),努力提高學(xué)生的自我評價(jià)和反思能力,促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。其次,可以通過適當(dāng)?shù)木毩?xí)和課后作業(yè)來改進(jìn)概念圖,從而鞏固新學(xué)的知識,也可將新學(xué)的知識引入到生活實(shí)踐中去,這有利于學(xué)生更好地掌握新的知識和概念。

      2.案例

      (1)問題鏈設(shè)計(jì)如下:

      問題1:酶的作用?

      問題2:酶的化學(xué)本質(zhì)是什么?(若學(xué)生回答蛋白質(zhì)可追問:所有的酶都是由蛋白質(zhì)組成的嗎?)

      問題3:絕大多數(shù)酶的產(chǎn)生的場所在哪里?

      問題4:酶的催化作用需要什么條件?有哪些特點(diǎn)?

      問題5:請構(gòu)建“酶”的概念圖。

      (2)“酶”的概念圖示例

      (二)“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”策略在復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用

      1.基本流程

      具體內(nèi)容如下:

      (1)確定復(fù)習(xí)主題如以“蛋白質(zhì)專題復(fù)習(xí)”為例。

      (2)確定核心概念,如氨基酸、蛋白質(zhì)變性、轉(zhuǎn)錄、翻譯等。

      (3)根據(jù)核心概念設(shè)計(jì)問題鏈。

      (4)通過問題鏈,確定概念與概念之間的關(guān)系,構(gòu)建概念圖模型。

      (5)評價(jià)“蛋白質(zhì)專題復(fù)習(xí)”概念圖,讓學(xué)生自我評價(jià)和自我反思,并進(jìn)行修改和完善。

      在高考專題復(fù)習(xí)過程中,教師將確定某一主題涉及的生物學(xué)知識和應(yīng)用,并將其繪制成概念圖,從而使教科書上相關(guān)知識點(diǎn)前后貫穿始終,展現(xiàn)其整體框架,這可以幫助學(xué)生了解相關(guān)知識點(diǎn),構(gòu)建自己的知識框架結(jié)構(gòu)。

      2.案例

      (1)問題鏈設(shè)計(jì)如下:

      問題1:描述蛋白質(zhì)的組成成分和基本單位。

      問題2:蛋白質(zhì)有哪些方面的功能?

      問題3:導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性的因素及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。

      問題4:回顧轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。

      問題5:如何計(jì)算氨基酸數(shù)、堿基數(shù)、密碼子數(shù)、脫水?dāng)?shù)和蛋白質(zhì)分子量?

      問題6:根據(jù)以上問題,構(gòu)建一個(gè)“蛋白質(zhì)專題復(fù)習(xí)”的概念圖。

      (2)“蛋白質(zhì)專題復(fù)習(xí)”的概念圖示例

      (三)“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”策略在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

      自主學(xué)習(xí)是以學(xué)生作為主體的一種現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生主動(dòng)參與確立學(xué)習(xí)的目標(biāo),積極制訂自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃和設(shè)計(jì)評估標(biāo)準(zhǔn),在解決問題的過程中學(xué)習(xí)知識。因?yàn)樗麄兌际怯H自參與,他們在學(xué)習(xí)過程中會有情感投入和自我激勵(lì),從中他們將獲得豐富的情感體驗(yàn),還可以自我監(jiān)控并對認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

      1.基本流程

      具體內(nèi)容如下:

      (1)選擇自學(xué)主題,明確學(xué)習(xí)任務(wù),教師告知學(xué)生具體要求。

      (2)學(xué)生可以通過查閱和分析教科書和《浙江省普通高中學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》來找到重要的概念和題型,并逐一列出概念,了解彼此之間的關(guān)系,并設(shè)計(jì)有效的問題鏈。

      (3)由學(xué)生根據(jù)編制好的問題鏈構(gòu)建出概念圖,使知識之間更好地串聯(lián)起來。

      (4)同桌之間或者前后四人之間組成學(xué)習(xí)小組進(jìn)行交流,學(xué)習(xí)對方概念圖的優(yōu)點(diǎn),找到自己需要改進(jìn)的地方。

      (5)自我反思可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。概念圖是學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我反思的好工具。如果繪制的概念圖不完整,則意味著他們的知識儲備不夠豐富;如果繪制的概念圖的層次感不清楚,則意味著他們對這部分概念的理解不夠徹底,這可以幫助學(xué)生認(rèn)識到自己的不足并促進(jìn)他們的學(xué)習(xí)。

      (6)根據(jù)上述自我反思內(nèi)容,通過比較教師提供的標(biāo)準(zhǔn)概念圖樣本,糾正和改進(jìn)自己的概念圖。

      2.案例

      (1)初中學(xué)到的舊知識的問題鏈設(shè)計(jì)如下:

      問題1:生態(tài)系統(tǒng)的組成部分是否都由生物組成?

      問題2:請你思考,生態(tài)系統(tǒng)中各種生物成分之間是獨(dú)立存在嗎?如果不是,那么它們之間有何關(guān)聯(lián)?

      問題3:簡述分解者的作用和類群?

      問題4:嘗試分析生態(tài)系統(tǒng)的生物成分中,哪些是不能缺少的?

      問題5:請構(gòu)建“生態(tài)系統(tǒng)”相關(guān)知識概念圖。

      問題6:同學(xué)們可以相互之間進(jìn)行交流,看看你們的概念圖還有哪些地方可以拓展。

      二、“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”策略在教學(xué)不同階段中的應(yīng)用

      (一)“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”策略在課前準(zhǔn)備階段中的應(yīng)用

      教師準(zhǔn)備一堂課不僅是為了準(zhǔn)備教材和教學(xué)方法,更重要的是為了學(xué)生。學(xué)生是教育教學(xué)的對象和重要資源,也是教學(xué)的核心。因此教師在備課中的最關(guān)鍵一環(huán)是備學(xué)生。概念圖可以反映學(xué)生掌握的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),是教師在準(zhǔn)備課程時(shí)可以使用的好方法。教師可以在學(xué)生學(xué)習(xí)新的章節(jié)知識的前一周,讓學(xué)生結(jié)合其已知曉的概念和相關(guān)的生活實(shí)踐,繪制新章節(jié)知識的概念圖,了解學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知,發(fā)展自己的教學(xué)資源。在這樣做時(shí),教師不僅可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤認(rèn)知,而且可以將其作為一個(gè)很好的切入點(diǎn)。此外,還可以了解學(xué)生相關(guān)知識的掌握情況,從而把握教學(xué)的難度,使教學(xué)目標(biāo)明確。形成老師與學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的有效互動(dòng),從而使教學(xué)過程中的學(xué)習(xí)更加有效。例如,教師可以通過布置作業(yè)讓學(xué)生在課前繪制“生物變異”相關(guān)內(nèi)容的概念圖,這樣不僅可以理解學(xué)生可能存在的誤區(qū),還可以了解學(xué)生對“生物變異”一章的理解程度。

      1.基本流程

      具體內(nèi)容如下:

      (1)教師選擇主題和具體內(nèi)容,確立學(xué)習(xí)目的,并通知學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)。

      (2)教師通過分析課標(biāo)和學(xué)科指導(dǎo)意見,以問題鏈形式提示學(xué)生本節(jié)的重難知識點(diǎn)。

      (3)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)并繪制概念圖。確定重要的概念和題型,并逐一列出概念,了解它們彼此之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)有效問題鏈并構(gòu)建概念圖。

      (4)教師通過引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),在課堂上幫助他們解決問題,重新構(gòu)建新的知識框架。

      (5)學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)后,通過自我反思糾正他們的概念圖,同時(shí)回顧了他們所學(xué)的知識。

      (6)自我反思之后,學(xué)生對比由教師提供的概念圖,再結(jié)合自己的思考,修正完善自己繪制的概念圖。

      2.案例

      (1)在上課之前,學(xué)生的問題鏈設(shè)計(jì)如下:

      問題1:可遺傳變異的來源有哪些?

      問題2:概述什么是基因突變?

      問題3:基因重組的來源和意義分別是什么?

      問題4:染色體變異的類型及簡介?

      問題5:請構(gòu)建“可遺傳變異”的概念圖。

      問題6:學(xué)生之間可以相互討論,看看自己的概念圖還有哪些地方是可以完善一下的。

      (2)“可遺傳變異”相關(guān)知識的概念圖示例

      (二)“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”策略在新課導(dǎo)入階段中的應(yīng)用

      在新課的教學(xué)中,當(dāng)教師在開始授課前,可以把概念圖當(dāng)作回顧學(xué)習(xí)知識的手段,并激活學(xué)生心中的記憶。例如,在學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)教師可以使用這種方式,讓學(xué)生回顧他們在初中階段學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)知識。然后繪制一個(gè)顯示生物和非生物成分之間關(guān)系的概念圖,或者可以繪制一個(gè)概念圖框架,以相關(guān)的知識點(diǎn)作為空格,學(xué)生填空以完成新課導(dǎo)入。

      1.基本流程

      具體內(nèi)容如下:

      (1)回顧舊知識,確定學(xué)習(xí)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生回顧他們從前學(xué)過的知識。

      (2)教師對新的知識和舊的知識進(jìn)行分析整理后,用問題鏈的形式對學(xué)生進(jìn)行提問。

      (3)學(xué)生通過對以前的知識的回顧和新內(nèi)容的學(xué)習(xí),確定核心概念并初步構(gòu)建概念圖模型。

      (4)教師通過指導(dǎo)學(xué)生,幫助他們解決課堂問題,重新構(gòu)建新的知識框架。

      (5)學(xué)生糾正他們在課后繪制的概念圖,并重溫他們所學(xué)的知識。

      (6)學(xué)生在自我反思和自我完善后,比較和改進(jìn)教師提供的概念圖。

      2.案例

      (1)初中學(xué)到的舊知識的問題鏈設(shè)計(jì)如下:

      問題1:生態(tài)系統(tǒng)的組成部分是否都由生物組成?

      問題2:請你思考,生態(tài)系統(tǒng)中各種生物成分之間是獨(dú)立存在嗎?如果不是,那么它們之間有何關(guān)聯(lián)?

      問題3:簡述分解者的作用和類群。

      問題4:嘗試分析生態(tài)系統(tǒng)的生物成分中哪些是不能缺少的?

      問題5:請構(gòu)建“生態(tài)系統(tǒng)”相關(guān)知識的概念圖。

      問題6:同學(xué)們可以相互之間進(jìn)行交流,看看你們的概念圖還有哪些地方可以拓展。

      (2)“生態(tài)系統(tǒng)組成成分”概念圖示例:

      (三)“巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”策略在課堂教學(xué)階段的應(yīng)用

      概念圖可以將學(xué)生腦海中對概念較為抽象的認(rèn)知方式具體化,并可以使教師了解學(xué)生重疊和沖突的知識,從而引發(fā)師生間的有效互動(dòng)。

      1.基本流程

      具體內(nèi)容如下:

      (1)營造良好的教學(xué)環(huán)境和氛圍,如相關(guān)背景信息和相關(guān)圖片等。如果可能,請?jiān)诮淌抑胁シ哦嗝襟w音頻和視頻材料給學(xué)生加以演示。

      (2)教師利用設(shè)置問題鏈教學(xué)的策略,不斷提問,引起學(xué)生的注意;同時(shí),教師以概念圖的形式在黑板上繪制相關(guān)問題的答案。

      (3)上完一堂新課,學(xué)生按照概念圖進(jìn)行復(fù)習(xí),對新學(xué)的知識進(jìn)行梳理,從而使學(xué)生對新知識的認(rèn)知更加透徹。

      (4)學(xué)生自主反思,學(xué)生邊看概念圖,邊閱讀相關(guān)內(nèi)容,鞏固所學(xué)的知識并進(jìn)一步加以提升。

      2.案例

      (1):問題鏈設(shè)如下:

      問題1:在實(shí)驗(yàn)中科學(xué)家發(fā)現(xiàn):脂溶性物質(zhì)非常容易通過質(zhì)膜,脂溶性溶劑容易溶解質(zhì)膜。你覺得,該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論表明質(zhì)膜組成成分中含有哪些物質(zhì)?

      問題2:科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)蛋白酶容易將質(zhì)膜水解,說明質(zhì)膜的組成成分中含有什么物質(zhì)?

      問題3:質(zhì)膜只含有蛋白質(zhì)和磷脂嗎?

      問題4:這些物質(zhì)在質(zhì)膜上是如何排布的呢?

      問題5:請大家總結(jié)一下質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

      問題6:請構(gòu)建“質(zhì)膜的流動(dòng)鑲嵌模型”概念圖。

      問題7:同學(xué)們可以相互交流一下,看看你們手中的概念圖還有哪些地方可以拓展。

      (2)“質(zhì)膜的流動(dòng)鑲嵌模型”概念圖示例

      概念圖為學(xué)生學(xué)習(xí)和鞏固生物學(xué)的知識提供了很好的有效途徑。生物的概念在經(jīng)過概念圖的串聯(lián)之后,條理變得更清楚,并且使學(xué)生對知識的記憶效率大大提高,從而使他們體會到生物學(xué)的學(xué)習(xí)樂趣。在回答教師設(shè)置的問題鏈之后,學(xué)生就會提出新的問題,這有利于培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和探究能力;通過繪制概念圖,生物學(xué)習(xí)也可以變得非常容易,知識的記憶不再是件困難的事情了。

      “巧設(shè)問題鏈,構(gòu)建概念圖”這一教學(xué)策略的運(yùn)用將以前純文本式抽象化的表示課本內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在圖片式直觀地表達(dá)課本內(nèi)容,顯著提高了課堂學(xué)習(xí)的有效性。學(xué)生也由以前盲目的做題轉(zhuǎn)變?yōu)槟康拿鞔_地分析和整理書本知識。同時(shí),這一策略的應(yīng)用使學(xué)生更容易掌握課本知識的核心和主線,徹底改變了以往雜亂無章的學(xué)習(xí)方式。

      參考文獻(xiàn):

      [1]程明.中學(xué)生物教學(xué)中“問題串-概念圖”策略的研究[D].蘇州大學(xué),2011.

      [2]張莉.概念圖策略在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué),2009.

      [3]王堯棋.精心設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)課堂“問題串”[J].福建教育學(xué)院學(xué)報(bào),2015(6).

      [4]劉燕.概念圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].蘇州大學(xué),2009.

      [5]王成.概念圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[D].南京師范大學(xué),2007.

      [6]賀彩霞.基于概念圖的物理概念轉(zhuǎn)變教學(xué)模式[D].陜西師范大學(xué),2007.

      編輯 段麗君

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