王庆东
(山东省单县胜利路实验学校 山东菏泽 274300)
在课堂教学中,教师基于难点类型唤起学生已有知识和经验,有助于难点突破。
学习“奥巴林的化学进化学说”是初中生物学教学的一项任务。学说认为,生命的起源经历了“从无机小分子物质到有机小分子物质;从有机小分子物质到有机大分子物质;从有机大分子物质到独立体系;从独立体系演变为原始生命”的4个阶段。
该学说迁移和应用价值不大,但其隐含着科学探究切入点、步骤以及遵循原则等思维过程。教师必须引导学生合理猜测生命起源的大致过程。教师不作任何提示,直接让学生合理猜测生命起源的大致过程几乎不可能。
奥巴林的化学进化学说暗含的推理过程是“构成生命的基本结构是什么,组成这一结构的物质有哪些,这些物质从何而来”。在学习化学进化学说之前,学生已经具有了生命的基本特征、生命活动的基本单位、构成细胞的基本物质、构成蛋白质的基本单位等知识点。这些知识点与该学说之间存在密切联系,是学生自主合理猜测生命起源的大致过程。教师唤起学生回顾以上这些知识点,能够促进学生推理。
教师可以为学生设计下面的“练习一”,唤起学生已有的知识,引领学生合理猜测生命起源的大致过程。
练习一:
(1)生命的基本特征有哪些?
(2)生命的最基本特征是什么?
(3)生命活动的基本单位是什么?
(4)构成细胞的基本物质是什么?
(5)蛋白质在消化道内被消化酶分解成什么才能被吸收?
(6)构成蛋白质的基本单位是什么?
(7)没有( )就没有蛋白质。
(8)没有( )就没有细胞。
(9)没有( )就没有新陈代谢和生殖,就没有生命。
(10)猜一猜,生命诞生的大致历程是怎样的?研究生命的起源应该从何处着手?
若学生已有一定的化学知识,还可以增加:
(1)构成氨基酸的元素有哪些?
(2)氨基酸源于哪些物质?
实践证明,由于以上练习题涉及的问题环环相扣、层层递进,大大降低了借助练习题建构新知识的难度。因此,基于教师的引导,学生能够想到研究生命的起源应该从“研究氨基酸等物质的起源着手”;而且学生会作出类似“奥巴林的化学进化学说”的关于生命起源的猜测,即自主建构生命起源的化学进化说。更为重要的是,学生能够想到“研究生命的应该从何着手,分为几个几段”等;会意识到任何问题、假说、学说的提出都是基于现有的知识、经验和事实,从而意识到创新是基于已有知识、经验和事实的深入思考。
又如,在学生描述人体血液循环的途径时,教师应该先唤起学生已有的“心脏的结构、心脏内的血流方向、动脉的功能、静脉的功能、毛细血管的功能、心脏各腔相连的血管”等知识点,学生就会通过推理绘出血液循环的途径。
因此,当学生要建构一个过程时,如生物进化的历程、呼吸的过程、光合作用的过程等,教师应该充分唤起学生的已有知识,引导学生通过推理把已有的知识联系起来,建构新的知识。
“描述绿色植物的呼吸作用”是《义务教育生物学课程标准(2011年版)》赋予初中生物学教学的一项重要任务;这一部分内容一般安排在初中一年级学习。这一部分内容要求学生必须能够理解“能量的贮存、能量的释放、能量的表现形式、能量的作用”等。初中一年级的学生以形象思维为主,而且尚未学习物理学和化学等课程,他们对“能量的贮存、能量的释放、能量的表现形式、能量的作用”很难理解和想象,因而很难描述绿色植物的呼吸作用。
呼吸作用与有机物的燃烧实质相同。学生在学习绿色植物的呼吸作用前,对有机物的燃烧已经有了一些了解。学生已有的关于有机物燃烧现象的理解和相关知识,对学习关于能量的有关问题具有重要意义。教师唤起学生有关有机物燃烧的现象和相关知识,能够促进学生类比、理解抽象的能量问题。
教师可以为学生设计下面的“练习二”,唤起学生有关有机物燃烧的现象和相关知识,引领设计实验探究植物的呼吸作用、理解植物的呼吸作用。
练习二:
(1)能够燃烧,燃烧过程中能够产生黑色的“炭”的物质是有机物。纸的主要成分是什么?
(2)纸在燃烧过程中,发“光”、散“热”,说明有机物中贮存着( )
(3)有机物燃烧释放能量,需要消耗空气中的哪种物质?
(4)纸燃烧后会产生哪些物质?
(5)氧气有何特性?
(6)二氧化碳有何特性?
(7)你能设计实验证明植物种子在萌发过程中有类似燃烧的过程吗?
实践证明,教师通过唤起学生对有机物燃烧的认识,使学生基于对有机物燃烧的认识,设计实验证明植物种子在萌发过程中有类似燃烧的过程,从而理解呼吸作用的实质和意义。
又如,学生很难理解细胞壁有支持作用,教师可以提出“浸浴在清水中的人口腔上皮细胞和洋葱表皮细胞有何不同表现”的问题,促进学生思考。
当教学内容过于抽象时,教师应当唤起学生与抽象内容密切相关的知识和经验,促进学生类比或迁移。
在学习“达尔文的自然选择学说”时,学生基于“长颈鹿进化的原因”等材料,可以得出“在生物的遗传变异和环境因素的共同作用下,产生了与环境相适应的生物新类型”的结论。但是,仅仅得出上面的结论并不够。教师要引导学生进一步完善上面的结论,必须让学生知道生物进化是一个漫长的过程。从原始生物进化为生物新类型涉及多个性状和多个基因的复杂变化,初中阶段研究分析多个性状和多个基因的复杂变化是不可能的,也没有必要;若不从遗传物质变化的角度分析生物进化的原因,对学生理解“生物进化是一个漫长的过程”、培养学生严谨治学态度和思维品质等都是不利的。
生物进化是一个漫长的过程与基因保留和淘汰密切相关。初中学生已经学习一对相对性状的遗传,分析一对相对性状的遗传是可行。因此,教师唤起学生对一对相对性状遗传规律的认识,能够促进学生联想,大致猜测多个相对性状的遗传规律。
为降低难度,提高效率,教师可以引导学生深入探讨教科书中的有关习题。例如,教师可以接着“有关甲虫进化的习题”,为学生提供下面的“练习三”,引领学生思考。
练习三:
抗杀虫剂Ⅰ的甲虫,通过有性生殖大量繁殖,对其后代再次使用杀虫剂Ⅰ,发现其后代又有一部分个体被杀虫剂Ⅰ杀死。由此可见:
(1)抗杀虫剂Ⅰ这一性状属于( )性状。
(2)若用A表示显性基因,a表示隐性基因,则抗杀虫剂Ⅰ的基因为( )。
(3)基因为AA的抗杀虫剂Ⅰ的甲虫与基因为AA的抗杀虫剂Ⅰ的甲虫的后代( )。
(4)基因Aa的抗杀虫剂Ⅰ的甲虫与基因Aa的抗杀虫剂Ⅰ的甲虫的后代( )。
(5)自然状态下,甲虫群体的类型有( )。
A.抗杀虫剂Ⅰ,AA B.抗杀虫剂Ⅰ,Aa
C.不抗杀虫剂Ⅰ,aa D.都有
(6)自然状态下,甲虫自由交配,交配方式有几种?后代会不会淘汰不抗杀虫剂Ⅰ的甲虫?
(7)使用杀虫剂Ⅰ,短时间内( )(会或不会)淘汰隐性基因a。
(8)由此可见,一个新的生物类型的出现必须具备的条件是( )。
(9)自然界中,一个新物种是怎样诞生的呢?
通过这样练习题的引领,学生能够意识到生物进化是一个漫长的过程,只有出现了生殖隔离才能形成生物新类型。同时,通过这样的训练,学生的思维更加深入,学生能够意识到从遗传物质层面分析生物的进化会更科学严密。
又如,在学生思考“血液流经肾脏后,血液成分会有哪些变化”时,教师可引领学生首先分析尿素的变化。当学生掌握了分析方法后,自然也就会分析其他成分的变化。
当要研究问题过于复杂时,教师可从复杂的问题中分离出一个学生可以自主建构的知识点,并唤起学生已有的知识促进自主建构;然后,促进学生从一个部分联想另一个部分,从部分联想到整体。
培养学生的创新精神是初中生物学教学的一项重要任务,其中培养学生的批判性思维品质是其中的一项重要工作。例如,学习了“自然选择学说、条件反射学说”后,教师促进学生思考:
(1)你作为大型养鸡场的老板,当你的鸡大量因感染禽流感而患病时,应该怎么办?
(2)你作为大型养鸡场的老板,当你的鸡经常被周围的黄鼬等野生动物侵袭,该怎么办?
面对上面的问题,多数学生首先想到的是传染病流行的基本环节、预防传染病的措施、控制传染源的方法、消灭黄鼬等动物的措施等。很少有学生能够想到应用“自然选择学说、条件反射学说”去解决问题。为激发学生打破思维定势,发展批判性思维品质,教师应唤起学生已有的对“自然选择学说、条件反射学说”的认知。
教师可以为学生再提供下面的资料。
资料1:据CCTV-7《致富经》栏目报道,江苏某甲鱼(鳖)养殖场有16池即将上市的甲鱼,每池有甲鱼1.0×104只,共1.6×105只。突然,发现已经有约6.0×104只的甲鱼感染了病毒,并陆续死亡。若任其自然发展,损失将超过1.8×107元。场主向扬州大学某教授请教给甲鱼治病的方法,教授建议他不要给甲鱼治病,任其自然发展。场主实施了教授的建议。结果当年甲鱼几乎死亡殆尽,只有少数的甲鱼健康地活了下来,给场主造成了巨大的经济损失。然而,从第二年开始,他养的甲鱼几乎都不感染病毒,甲鱼的数量也迅速增多,很快挽回了的损失。
资料2:20世纪70年代初,人们做了一个实验:给狼提供掺有少量氯化锂的羊肉。摄入这样的食物后,狼会十分不适,并出现严重呕吐现象。经过多次驯化,当把狼和羊群放在一起时,尽管狼十分饥饿,还是会尽量远离羊群。
通过这些资料的启发,学生能够想到“自然选择学说、条件反射学说”的原理,会迅速打开思路,打破原有的思维定势,产生各种各样解决问题的方法。
通过这样的训练,学生能够感受到“学说”的价值和创新的意义,增强创新意识,促进了批判性思维品质的形成;同样,培养了学生思维的灵活性、深刻性等品质,也激发了学生应用已有知识和经验解决新问题。
方法的获取,情感、态度价值观的产生,都是依附于知识的发生、发展过程之中。教师唤起学生应用知识解决问题,有助于学生学会方法、发展思维、丰富情感、形成正确的态度和价值观。