做一個講“理”的生物老師

周琴

“生態(tài)系統(tǒng)的功能（能量流動）”是生物教材八年級下冊的內(nèi)容，要求學(xué)生對宏觀的生態(tài)系統(tǒng)從感性認識上升到理性認識的高度，而且要在學(xué)習(xí)過程中不斷強化“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學(xué)基本觀點。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是比較松散的，這種結(jié)構(gòu)是通過食物鏈連接起來的，其功能也是與之相關(guān)聯(lián)的。理解這一點，對后期學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其調(diào)節(jié)問題起著至關(guān)重要的作用。但是學(xué)生在做到“生態(tài)系統(tǒng)的功能”這部分練習(xí)題的時候，反饋出的信息卻不容樂觀——“物質(zhì)循環(huán)，能量流動”這八個字背得滾瓜爛熟，可一做題就傻眼了，甚至還有孩子搞不清楚能量金字塔中各種生物的數(shù)量關(guān)系。怎么回事？這讓我有點一籌莫展了。

生態(tài)系統(tǒng)的功能問題怎么解決？其實在小學(xué)階段，學(xué)生已經(jīng)對什么是生態(tài)系統(tǒng)有所了解，但僅限于很淺顯的“了解”。而初中生態(tài)系統(tǒng)這部分的知識，明顯提高了學(xué)生在抽象思維深度上的要求——孩子們要從一個宏觀的整體的角度來認識生物圈，認識其中生物和環(huán)境之間的聯(lián)系，尤其是要理解生態(tài)系統(tǒng)所體現(xiàn)的各種功效和作用（能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞）。這其中有一個顯著的變化，就是孩子們的思維方式要由以“形象思維”為主轉(zhuǎn)變成以“抽象思維（邏輯思維）”為主。學(xué)生如果到了中學(xué)仍然按小學(xué)的思維方式去學(xué)習(xí)和思考，當(dāng)然會很吃力;而老師如果只是按照教材上的內(nèi)容來告訴學(xué)生什么是“生態(tài)系統(tǒng)的功能”，忽略了生物學(xué)科的理科本質(zhì)屬性，僅僅只是教“知識”，不注重學(xué)生科學(xué)思維能力和科學(xué)思維方法的培養(yǎng)，認為生物就是一門“背多分”的學(xué)科，那學(xué)生肯定就會出現(xiàn)這種“翻開書來都明白，做起題來都不會”的情況了。

怎么和孩子們一起邁過這個坎呢？“授之以漁”，先要讓孩子們對這個“漁”產(chǎn)生興趣。人人都有天生的好奇心，創(chuàng)設(shè)一個有趣的情境，用問題來引入是屢試不爽的法寶。大概是這部分內(nèi)容太過宏觀抽象，所以嚴肅的中學(xué)教材里竟然也用了有點低幼的“魯濱孫漂流記”來引入。熟悉又有趣的情境被我立即借用到課堂上，配合圖片拋給學(xué)生一個“世紀難題”：面對煮熟的玉米和一只母雞，魯濱孫應(yīng)該先吃什么？

問題是思維的引擎。春日下午，本來蔫頭耷腦的學(xué)生們立即來了精神，七嘴八舌發(fā)表意見：“先吃雞，我喜歡吃肉！”“先吃玉米，再用一點玉米喂雞，讓雞生蛋，再孵出小雞，這樣我就可以天天吃雞和雞蛋了。”“先吃雞，把玉米種下去，等著豐收。”亂哄哄的嬉笑聲中突然有幾個不一樣的聲音冒了出來：“不對不對，玉米已經(jīng)煮熟了，種到地里也不能發(fā)芽！”“這是海島，哪有淡水澆玉米地啊？”我暗自竊喜：思維被興趣調(diào)動起來了。我追問：“沒有新的玉米產(chǎn)生，那小雞吃什么長大啊？”不符合邏輯的假設(shè)一下被推翻，想天天吃雞的小屁娃們傻眼了。更加讓我驚喜的是，有一個學(xué)生指出：“一只母雞生下的蛋沒有受精，是孵不出小雞的。所以，壓根兒就不用考慮小雞的問題了。”

接下來，我給出了兩種策略：1.先吃雞再吃玉米;2.先吃少量玉米，同時用一部分玉米喂雞，讓雞長大點以后再吃雞。究竟哪種方式更劃算呢？要解決“怎么吃劃算”這個問題，首先要搞清楚“為什么要吃”和“吃多少才行”。因為有前面學(xué)習(xí)食物鏈知識的鋪墊，所以大家很快達成共識：魯濱孫吃食物是為了獲得能量和物質(zhì)來維持生存。那毫無疑問魯濱孫作為食物鏈的一員就必須通過“吃”來獲得盡可能多的物質(zhì)和能量。我順便給孩子們強調(diào)：基于事實和證據(jù)的假設(shè)才是科學(xué)的假設(shè)，所以“我喜歡吃雞”這樣憑感覺的假設(shè)是沒有價值的。

我請了兩個孩子在黑板上畫出兩種策略中隱藏的食物關(guān)系：①玉米→人，雞→人;②玉米→雞→人。沿食物鏈②逆向追溯，學(xué)生很順利就推導(dǎo)出三個關(guān)鍵點：1.最終能量來源是太陽能;2.輸入生物體內(nèi)總能量的多少是取決于植物的光合作用轉(zhuǎn)化了多少能量;3.能量會沿食物鏈傳遞。討論進行到這里，有激動的孩子忍不住插嘴：“怪不得太陽要毀滅了，地球就只好去流浪，原來是沒有能量來源了！”孩子們的理性思維又上了一個臺階，我為他們點贊！到這時，答案已經(jīng)呼之欲出了。我立即追問：“那么，能量在傳遞的過程中會不會發(fā)生變化？”“會，魯濱孫會消耗能量，所以能量會變少。”我又問：“只有人會消耗能量嗎？”“其他生物也要消耗能量維生。”所以，大家很快明白了能量傳遞下去就會越來越少。

那么，魯濱孫怎么吃劃算呢？別急，再來看看“吃多少才行”。咚咚咚，敲黑板，生態(tài)學(xué)天才林德曼隆重登場，我開始介紹他的事跡。林德曼基于科學(xué)觀察和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析構(gòu)建出來的“賽達伯格湖生物能量金字塔”模型讓孩子們?nèi)滩蛔K嘖感嘆：“生物自己消耗那么多的能量，只傳遞一點點給別人，簡直太自私、太摳門了！”接著我們馬上進行“吃魚劃算嗎”討論，并實際操練起來。我讓孩子們動筆算算：在“浮游植物→浮游動物→魚→人”這條食物鏈中，如果這個人是你自己，如果你只靠吃魚來增長體重，那需要消耗多少斤浮游植物才能長到現(xiàn)在的一百斤呢？（提醒大家，生物是理科，請用數(shù)據(jù)說話！）計算結(jié)果引發(fā)了一大片驚呼聲：“天哪！我長大竟然消耗了這么多浮游植物！”最后我問：“那吃魚劃算嗎？如果從盡量減少能量消耗的角度考慮，怎么吃才劃算呢？”全班異口同聲：“直接吃浮游植物唄！”現(xiàn)在，我相信基本上每個孩子都能幫助魯濱孫解決“怎么吃”這個世紀難題了。

一節(jié)課上完，學(xué)生在環(huán)環(huán)相扣的問題的引導(dǎo)下，通過解決一個個彼此相關(guān)聯(lián)的問題，最后終于推理出了能量傳遞的特點——“單向流動、逐級遞減”。是的，整堂課提煉一下核心只有這八個字。要是像往常那樣把教材上簡單呆板的文字空投給學(xué)生讓他們記住，也許我只需要花幾分鐘。而今天這堂課，我雖然絞盡腦汁、費盡口舌，但孩子們通過縝密的邏輯推理，過關(guān)斬將，自己一點點揭開了科學(xué)結(jié)論的神秘面紗。40分鐘的時間里，前一個問題的解決是后一個問題的基礎(chǔ)，每一個問題都成了學(xué)生推理的依據(jù)。孩子們一起討論，一層層搭建出邏輯的階梯，充分體驗了一把有理有據(jù)地進行理性判斷的思維冒險。至少，從課后作業(yè)的反饋來看，學(xué)生對知識的掌握情況遠遠好于以前了。看來，明“理”才是理科學(xué)習(xí)的根本，思維嚴謹又靈活的學(xué)生，怎么可能學(xué)不會那些基于證據(jù)和邏輯才被發(fā)現(xiàn)的科學(xué)知識？教學(xué)并不在于關(guān)注老師教授給學(xué)生多少知識，學(xué)生學(xué)到了什么才是真正的實質(zhì)。老師無論面對什么樣的課型，都應(yīng)該關(guān)注這堂課的邏輯主線，盡量把教材上干巴巴的概念和結(jié)論轉(zhuǎn)化為環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的問題串，讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)的方向和目標，有興趣地參與學(xué)習(xí)的全過程。這樣一來，理想的教學(xué)要達到的最高目標就不應(yīng)該是對書本知識的簡單記憶、理解、掌握和運用，而應(yīng)該是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中通過批判、分析而獲得新的感悟和自己的判斷，從而使學(xué)生思維品質(zhì)得到提升。也只有這樣，才能真正讓學(xué)科核心素養(yǎng)落實到位。

“科學(xué)結(jié)論并不是冰冷地存在于課本中的，它是有溫度的，可以觸摸的，你可以慢慢地牽住它的手，愉快地帶它去散步。”我很喜歡這段話，并用以自勉。我再次提醒自己：不要著急告訴學(xué)生知識，生物學(xué)不是“理科中的文科”，所以，努力做一個講“理”的理科老師！

（作者單位：四川省成都市錦西中學(xué)）