信息技術(shù)、多媒體技術(shù)的高速發(fā)展,給生物教育帶來了很大的發(fā)展契機。許多微觀的生理過程,以多媒體技術(shù)來呈現(xiàn),變得直觀、生動。如制作精美的“細胞有絲分裂”課件在網(wǎng)絡(luò)上隨處可見,在百度中搜索“有絲分裂課件”就有3870個網(wǎng)頁出現(xiàn)。高中教師在使用這些多媒體課件時,一般是將其中的整個過程多次展示給學生�？墒沁@種做法與生物新課程標準提出的要提高學生的科學素養(yǎng)、倡導探究性學習的要求是不符合的。為此,我提出了“過程探索”教學法。這種方法充分重視學生的個體差異,讓他們在過程探索中實現(xiàn)知識的融匯與創(chuàng)新,實現(xiàn)思維的流動與發(fā)光;充分體現(xiàn)學生的主體性,學生在學習中快樂,在快樂中學習。
二、過程探索法及其意義
這里所說的過程探索法就是對高中生物教學內(nèi)容中,細胞的結(jié)構(gòu)以及生命活動(如物質(zhì)交換、呼吸作用、光合作用等)、生物個體發(fā)育、遺傳規(guī)律這些復雜而細微、難以直接觀察其結(jié)構(gòu),或無法觀察其生命活動的具體過程,通過“創(chuàng)設(shè)情景、引導探究、模型構(gòu)建、變式運用”,實現(xiàn)學生全面發(fā)展的教學模式。
以2003年全國高考“理綜”卷第26題為例來說。本題的題目是:“小麥品種是純合體,生產(chǎn)上用種子繁殖,現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種;馬鈴薯品種是雜合體,生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖,現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請分別設(shè)計小麥品種間雜交育種程序,以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明(寫出包括親本在內(nèi)的前三代即可)�！边@個題目在當年的得分率非常低,究其原因是學生根本就不會用遺傳圖解來表示這個過程,或許老師曾經(jīng)多次在黑板或多媒體上演示過這個過程,但是由于學生沒有親自構(gòu)建過相關(guān)的模型,沒有利用這個模型來解決過問題,在問題面前就會變得束手無策。
事實上,類似的題目我們在平時的訓練中經(jīng)常見到,假如我們有過讓學生探究,有過讓學生把探究過程用遺傳圖解表示,學生遇到這些問題時的表現(xiàn)可能就是另一個樣子了。
三、過程探索法的使用原則
(一)動態(tài)化原則
動態(tài)化原則就是引導學生突破靜態(tài)學習模式,對學習課題做動態(tài)分析、深入分析、綜合分析,從而改變學生只聽不做的學習方式,讓學生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,在求異思考中培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。如對植物個體發(fā)育過程,如果只用幾張靜態(tài)的圖片來介紹,學生是很難理解的。這時教師首先向?qū)W生灌輸動態(tài)化思想,沿著“受精卵→胚→種子→幼苗→性成熟的植株”這條線索,以細胞的有絲分裂和細胞的分化為改變因子,逐漸勾勒出植物個體發(fā)育過程的動態(tài)圖,學生就比較容易理解了。
(二)探索性原則
按照維果茨基的“活動理論”,即“客體?活動?主體”論,在客體的作用和主體的狀態(tài)變化之間插一個特殊的中間環(huán)節(jié)??主體活動,在學習中讓學生產(chǎn)生活動意識,積極參與教學過程,多動腦動手。所謂探索性原則是指在活動過程中要營造探索氣氛,創(chuàng)設(shè)探索情境,提供探索契機,從而激發(fā)學生主動探索的積極性,使學生在探索的過程中鍛煉成長。如在講減數(shù)分裂過程中染色體的變化規(guī)律時,課前給學生提供不同形狀的染色體(包括細絲狀的染色質(zhì)、只含一個DNA的染色體、含兩個DNA的染色體)卡片,以及一些細胞圖形,讓學生自己把所有的染色體卡片貼到各個細胞圖形當中去。學生在探索活動中學會了知識,提高了能力。
(三)協(xié)作性原則
在學習中良好的協(xié)作可以提高學生思維的敏捷性,使之能夠迅速、正確地做出判斷,得出結(jié)論。同時,在教學中經(jīng)過適當?shù)慕M織,以合理的小組方式對問題展開討論,以激勵評價鼓勵每個學生都參與其中,發(fā)揮集體的智慧,學生不但有機會充分展現(xiàn)自己,而且可以在相互協(xié)作的過程中感受到團隊合作的價值,這對于培養(yǎng)學生良好的個性品質(zhì)也是非常重要的。
四、過程探索法的教學模式
五、過程探索法的教學實踐
(一)創(chuàng)設(shè)情景
創(chuàng)設(shè)情景是激發(fā)學生內(nèi)在需求的必不可少的一個環(huán)節(jié)。在合適的情景下學生原有的知識會被迅速提取出來,并以某種形式外化。
1.生活情景
用生活情景激活生物課堂,目的是為了在學生的生活體驗和教學內(nèi)容之間建立聯(lián)系,使教學內(nèi)容很快納入學生原有的知識結(jié)構(gòu)之中。如在講“動物行為的產(chǎn)生原因”時,以圖片展示3只小鵝跟隨玩具車奔跑的情景,學生一下子就產(chǎn)生了濃厚的學習興趣,在老師的引導下,很快進入到對產(chǎn)生這個行為的原因的探究。
2.新聞情景
新聞具有真實性較強的特點。結(jié)合教學內(nèi)容,選擇一些有關(guān)的新聞展示給學生,能激發(fā)學生探究的欲望。比如,在講“光合作用過程”時,展示2003年7月1日《北京晨報》的一則新聞:
人也會光合作用?
印度一男子靠水和陽光存活8年
據(jù)《悉尼晨鋒報》6月30日報道,一名印度男子在過去的8年中,從未吃過一粒糧食,僅靠喝水和接受太陽光照射就能活命�！队《葧r報》對此人做過詳細報道后,引起了美國NASA的注意。目前,這名印度男子已被NASA邀請到美國進行實驗,科學家想解開發(fā)生在這名印度男子身上的神奇之謎。
當學生看到這則新聞時,完全進入了接受知識的狀態(tài),這對教學非常重要,主動學習、體現(xiàn)學生的主體性都需要在這個基礎(chǔ)上進行。學生迫切想知道事情的真相,想知道這個男子是不是真的能進行光合作用,接下來對光合作用過程的探索,就成為很自然的事了。
3.問題情景
問題情景是指在新奇未知事物的刺激下,學生自己提出問題或接受教師提問后,產(chǎn)生解決問題的強烈愿望,并以此作為自己學習活動的目的的一種情景。創(chuàng)設(shè)問題情景的實質(zhì)在于揭示生物現(xiàn)象的矛盾,引起學生認知的沖突,動搖學生已有認知結(jié)構(gòu)的平衡,從而喚起學生的思維,激發(fā)學生學習的內(nèi)驅(qū)力,使學生進入問題探索者的“角色”,真正“卷入”到學習活動之中,以達到掌握知識、訓練思維的目的。
(二)探索模式
生物過程有微觀性、復雜性、多變性的特點,過程探索法對其主要采取組塊探索、實驗探索和標記探索三種探索模式。它們的關(guān)系可以用下圖表示:
1.組塊探索
組塊探索就是在生物教學中把一個復雜、分階段的過程分解為幾個學生容易接受的組塊讓學生進行探索。它能夠完成探索的全過程,這與一般的“線性”探索有所不同。參照組塊理論,可提出“生物組塊拓展教學策略”的構(gòu)想。
比如,學生在探究“某鳥類體內(nèi)一個性周期的激素調(diào)節(jié)過程”時,教師首先創(chuàng)設(shè)“在養(yǎng)雞場的雞舍中,傍晚和清晨都要用燈照明以達到產(chǎn)卵增多的目的,請你講出其中的道理”這樣一個生活情景,然后分三個組塊進行探索:(1)光照被雞眼感受的過程;(2)下丘腦神經(jīng)分泌細胞分泌激素作用垂體細胞的過程;(3)垂體細胞分泌激素作用卵巢的過程(見下頁圖4)。
學生在各個組塊的探索中,利用原有的知識結(jié)構(gòu)(眼的結(jié)構(gòu)、反射弧的結(jié)構(gòu)、細胞中有關(guān)物質(zhì)的合成分泌過程、內(nèi)環(huán)境的組成等)逐漸構(gòu)建起“某鳥類體內(nèi)一個性周期的激素調(diào)節(jié)過程”的知識。
2.實驗探索
實驗探索就是對生物過程探索中一些不能觀察、需要驗證或研究的環(huán)節(jié),通過設(shè)計實驗來完成。探索性實驗的主要教學程序如下:
(1)提出研究課題
如提出課題“水稻中一個矮稈粳稻和一個高稈糯稻品種基因型的確定(莖的高度由A?a控制,粳稻、糯稻由B?b控制)”。
(2)引發(fā)科學猜想
我們通過已學的知識知道有9種基因型,如果沒有其他的任何條件,同學們是不能猜到基因型是怎樣的。大家首先會想到要確定顯隱性的關(guān)系,這里我們假設(shè)高稈、糯稻為顯性。
(3)設(shè)計實驗步驟(如圖5)
第一步:以這兩個品種的水稻作為親本進行雜交實驗。結(jié)果如下:①全部是粳稻;②種下去全部長成高稈;假設(shè)成立。這個時候我們可以確定親本的基因型為矮稈粳稻(aaB________)和高稈糯稻(A________bb)。
第二步:繼續(xù)實驗,拿自交。結(jié)果如下:①中,約3/4為粳稻,1/4為糯稻;②種下去,不管粳稻還是糯稻,長成的植株都約有3/4高稈,1/4矮稈。學生根據(jù)已有的知識??孟德爾的自由組合規(guī)律,很快就能確定基因型為矮稈粳稻(aaBB)和高稈糯稻(AAbb)。
(4)進行模型構(gòu)建
經(jīng)過實驗得出來的模型要經(jīng)受得起實踐的檢驗。有的同學想出了進一步驗證自己假設(shè)的方法:各取其親本花粉樣品,滴上一滴碘液,分別在顯微鏡下觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)矮稈粳稻的花粉全部被染成藍黑色,高稈糯稻的花粉全部被染成紅褐色。
3.標記探索
(三)變式運用
學習的目的是掌握知識、發(fā)展能力。學生看書往往都說看懂了,可是在做題目的時候,在運用知識的時候,在遇到新情景的時候,卻束手無策。這說明他的思維能力還達不到要求。在教學中運用變式可以提高學生的思維能力。在變式訓練中,學生重組知識結(jié)構(gòu),鍛煉了思維能力。
1.變換條件結(jié)論
變換條件結(jié)論是最常用的一種變式方法。學生用相同的模型,在不同的條件下,解決不同的問題,提高了處理信息的能力和探索問題的能力,實現(xiàn)了知識結(jié)構(gòu)的更新。例如,在上文談到的“水稻中一個矮稈粳稻和一個高稈糯稻品種基因型的確定”中,假如實驗結(jié)果在F1中出現(xiàn)??1高稈粳稻:1(矮稈粳稻),學生就會運用已有的知識模型,重新進行探究,得出結(jié)論。
2.信息轉(zhuǎn)換
生物學習中遇到的文字和圖表信息,有時表達的是同一個內(nèi)容。這就要求學生具備對不同形式的信息的轉(zhuǎn)換能力,提高對不同情景的應變能力。比如,在講分泌蛋白的合成、加工運輸、分泌過程時,學生可能遇到下面兩種呈現(xiàn)形式:
實際上學生在做題目的時候可能會遇到更多的這種情況,這給一部分學生帶來很大的困難,特別是基礎(chǔ)比較薄弱的學生。他們在不同的信息面前敏感度不一樣,有的學生在識圖上能力較強,而有的學生只會看文字信息。在教學中,我們要針對不同的情況實施因材施教,使每個學生都能得到充分的發(fā)展。
六、過程探索法的操作體會
(一)學生的主動性是成敗的關(guān)鍵
過程探索就是一個學生自主發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的過程,學生始終處于主體地位,沒有學生的主動參與,教學工作是很難開展的,學生也不能從這個過程中實現(xiàn)知識更新、思維創(chuàng)新。
為了提高學生的興趣,使學生主動參與探索過程,教學要開好頭。比如,開始的教學是放在實驗室進行的,利用一些有趣的實驗,如蛙的膝跳反射、葉脈書簽的制作等,來吸引學生的注意,激發(fā)學生的探索欲望。
(二)過程探索要著力于提高能力
在中學生物教學中,哪些過程需要進行探索,要考慮探索的條件和學生原有的知識結(jié)構(gòu)特點。如果學生已經(jīng)具備與過程相應的知識結(jié)構(gòu),那么我們就不應該把教學重點放在知識的掌握上,而應該放在學生思維水平的提高上,通過利用原有的模型進行變式訓練,提高他們的應變能力、探索能力、創(chuàng)新能力
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