搭建思維外顯平臺 建構(gòu)生物學(xué)重要概念

熊永青左勤勇

（1.福州市延安中學(xué)，福建 福州 350001；2.建甌第一中學(xué)，福建 建甌 353100）

概念教學(xué)是初中生物學(xué)教學(xué)的重點內(nèi)容，《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（下文簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）明確提出初中階段學(xué)生應(yīng)該掌握的50個重要概念，并以陳述句的形式表述概念。目前，初中生物學(xué)概念教學(xué)中經(jīng)常可見“教師講概念、學(xué)生記概念”的現(xiàn)象，這種灌輸性的教學(xué)違背了課程標(biāo)準(zhǔn)“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的基本理念，使得學(xué)生所形成的概念支離破碎，無法主動建構(gòu)概念體系。因此，筆者嘗試在初中生物學(xué)教學(xué)活動中，搭建科學(xué)合理的思維平臺，促進(jìn)學(xué)生主動建構(gòu)、理解與應(yīng)用概念。

人的思維活動具有一定的隱蔽性，教學(xué)過程中必須依托可觀察、可記錄的方法，如概念圖繪制、有聲思維練習(xí)、POE教學(xué)策略等，外顯學(xué)生的思維活動。［1］現(xiàn)以人教版七年級上冊《生物學(xué)》第一單元第二章第二節(jié)“生物與環(huán)境組成生態(tài)系統(tǒng)”為例，闡述外顯學(xué)生思維過程的教學(xué)方法。

一、依托概念圖，讓“思維可視”

本節(jié)課在課程標(biāo)準(zhǔn)中的位置屬于一級主題“生物和生物圈”下的二級主題“生物與環(huán)境組成生態(tài)系統(tǒng)”。本節(jié)重要概念是生態(tài)系統(tǒng)，次位概念是生產(chǎn)者、消費者、分解者、食物鏈和食物網(wǎng)等。生態(tài)系統(tǒng)與目前所面臨的環(huán)境問題息息相關(guān)，因此本節(jié)課是本章乃至本學(xué)期的一個教學(xué)重點。

從知識方面來看，學(xué)生對“生物與生物”“生物與環(huán)境的關(guān)系”已有一定的了解，但還沒有形成生態(tài)系統(tǒng)的概念。本節(jié)課涉及的生物學(xué)概念較多，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生尋找概念之間的關(guān)系，因此，通過繪制概念圖，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，幫助學(xué)生建構(gòu)、理解與應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)這一重要概念，并在解決實際問題中提高運用知識的能力。

通過創(chuàng)設(shè)系列問題、逐步引導(dǎo)的方式開展概念圖繪制活動。如設(shè)問（1）在池塘生態(tài)系統(tǒng)中有哪些生物？請盡可能多的列出它們的名稱。（2）分析這些生物之間的食物聯(lián)系？（3）按照不同生物的營養(yǎng)類群及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用進(jìn)行分類。（4）池塘生態(tài)系統(tǒng)中除了生物外還有哪些成分？（5）非生物部分與生物部分存在何種聯(lián)系？指導(dǎo)學(xué)生解答上述問題，并繪制生態(tài)系統(tǒng)概念圖（如圖1）。借助SEEWO互動式白板，讓學(xué)生上臺將“生態(tài)系統(tǒng)”“植物”“生產(chǎn)者”“動物”“消費者”等概念填寫在概念圖中合適的位置上，并解釋理由、相互評價與修正等。此外，還可以布置學(xué)生依據(jù)自己已有的知識與經(jīng)驗，課前嘗試?yán)L制生態(tài)系統(tǒng)概念圖。課堂教學(xué)時，讓學(xué)生上臺展示與解釋。通過繪制概念圖、口頭表述繪制理由等，進(jìn)行生生交流、師生交流，讓學(xué)生內(nèi)隱的思維活動外顯，讓思維可視，同時活躍課堂教學(xué)氣氛，教師可以了解學(xué)生學(xué)習(xí)程度與存在的問題，從而切實提高教學(xué)的有效性與針對性。

圖1 生態(tài)系統(tǒng)概念圖

二、依托有聲思維，讓“思維可聽”

有聲思維法是認(rèn)知心理學(xué)收集數(shù)據(jù)的方法之一，最早可以追溯于KarlB ü hler和 EdouardClaparède的研究，有聲思維法是將大腦里進(jìn)行的思維活動有聲化，即用語言表達(dá)思維過程。［2］運用這種讓“思維可聽化”的教學(xué)，有利于教師了解學(xué)生的思路、認(rèn)知操作過程及知識內(nèi)化的過程，得到清晰的教學(xué)反饋信息，同時幫助學(xué)生了解自己思維的過程。如關(guān)于諺語“螳螂捕蟬，黃雀在后”指導(dǎo)學(xué)生討論下列問題：蟬、螳螂和黃雀是否能構(gòu)成一條完整的食物鏈？這條食物鏈的起點是什么？如何正確書寫食物鏈？食物鏈由生態(tài)系統(tǒng)中的什么成分組成？它們之間是什么關(guān)系？不同類群生物之間為什么會形成捕食關(guān)系？通過上述這一系列扮演、討論與填寫等思維外顯活動，能夠及時幫助師生雙方明確表達(dá)生物學(xué)概念，產(chǎn)生良好的教學(xué)互動，學(xué)生逐步建立生物學(xué)概念。課后，教師填寫表1，詳細(xì)記錄、分析學(xué)生思維活動的過程與結(jié)果，并在下一節(jié)課中指正相關(guān)問題。

表1 有聲思維記錄單

此外，教師還可以選擇當(dāng)?shù)睾线m的生態(tài)系統(tǒng)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，如城郊的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，海邊的淺灘生態(tài)系統(tǒng)等，促進(jìn)學(xué)生多開口，多表達(dá)，從而讓思維可聽。

三、實施POE教學(xué)策略，讓思維外顯

1992年澳大利亞學(xué)者White R.T.和Gunstone R.F.提出POE教學(xué)策略，POE教學(xué)策略一般由預(yù)測(predict)、觀察(observe)及解釋(explain)等三個步驟構(gòu)成。解釋是其中難度最大的一種行為，它要求學(xué)生能夠?qū)λ^察的現(xiàn)象和預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行合理的推斷，從而解釋結(jié)果和預(yù)測。運用POE教學(xué)策略設(shè)疑，特別需要教師的精心設(shè)計和“小步距”的問題情境，通過學(xué)生的預(yù)測、觀察和解釋等行為，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)隱的思維活動。

進(jìn)行“生物與環(huán)境組成生態(tài)系統(tǒng)”教學(xué)時，創(chuàng)設(shè)小步距的問題情境：生態(tài)缸如果長期避光，那么缸內(nèi)的小生物還能夠生存嗎？指導(dǎo)學(xué)生思考、討論，對可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行合理的預(yù)測，并實施實驗。用黑布將生態(tài)缸遮黑一段時間，觀察缸內(nèi)的生物生存情況。要求學(xué)生解釋，生態(tài)缸的小魚死亡的原因是什么？氧氣是哪一類生物產(chǎn)生的？為什么遮黑后，水草就長不好了？太陽能如何被水草吸收的？進(jìn)入植物體后，這種能量有沒有轉(zhuǎn)化？指導(dǎo)學(xué)生通過預(yù)測、觀察和解釋達(dá)成共識：非生物部分能夠為生物部分提供能量的源頭——太陽能。生態(tài)缸的能量來源于太陽能，綠色植物通過光合作用將其固定且轉(zhuǎn)化下來，流入生態(tài)系統(tǒng)。

學(xué)習(xí)有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)知識時，能夠合理解釋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，顯得很重要。依據(jù)結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的原理，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其所能承載的功能也更多樣。以草→蟲→鳥這一條食物鏈為例，設(shè)計下列問題：如果食蟲鳥數(shù)量上升了，則蟲的數(shù)量有何變化？鳥的數(shù)量能持續(xù)上升嗎？為什么？如果食物網(wǎng)中某一種生物的數(shù)量顯著下降，則其余生物在數(shù)量上有無變化？如果這個食物網(wǎng)中涉及到的生物種類越大，則其受到影響后，保持原來狀態(tài)的能力是提高還是減弱？為什么？通過一系列逐步深入的問題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)測，作出解釋，外顯其思維過程與結(jié)果，并對學(xué)生的預(yù)測與解釋進(jìn)行合理的有針對性的評價。讓學(xué)生逐步理解：通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)，生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中的生物類群，保持一個數(shù)量上的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)食物鏈交錯復(fù)雜，便構(gòu)成食物網(wǎng)。結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，越容易抵抗外界的干擾。

綜上所述，概念教學(xué)中，教師要根據(jù)重要概念設(shè)計探究學(xué)習(xí)活動，通過概念圖、有聲思維、POE教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生形成鮮活的生物學(xué)概念，而不是干巴巴的、只停留在識記水平的概念描述。［3］只有這樣，才能為學(xué)生解決真實情境中實際問題奠定良好的基礎(chǔ)。