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生物學(xué)是一門自然科學(xué),其科學(xué)性、嚴(yán)密性較強,并且有一定的實用性。但由于多種原因,生物學(xué)沒有像其他學(xué)科一樣受到重視,所以學(xué)生對生物學(xué)存在膚淺的認(rèn)識,認(rèn)為生物就是一門記憶和背誦的學(xué)科,并且傳統(tǒng)教育也強調(diào)對事實信息的記憶和背誦,要達到深層次的理解程度僅僅依靠大量的事實記憶是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必然要涉及對概念原理的抽象和概括。重要概念對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響主要包括以下三個方面:重要概念會對學(xué)生以后的學(xué)習(xí)起到一個支撐作用; 學(xué)生在理解這個世界和解決問題的過程中,更多地需要用到對重要科學(xué)概念和原理的理解,在理解的基礎(chǔ)上運用,而不是靠記住的一兩件孤立的和零散的事實; 如果學(xué)生依靠自己頭腦中的重要概念構(gòu)建起一個知識框架的話,那么這樣一個知識框架可以比較長時間地留在學(xué)生的頭腦之中。有了這個框架,學(xué)生更好地把一些事實性知識有條理地儲存在這個知識框架中,知識就不是零散和孤立的,而更有邏輯性和條理性。
(二)加強重要概念的內(nèi)涵教學(xué),它對教學(xué)的深度和廣度起到重要作用
在新《課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出用描述概念內(nèi)涵的方式來傳遞概念可以更好地針對學(xué)生的年齡特點和認(rèn)知能力來確定概念教學(xué)的深度和廣度,以期切實達到預(yù)期的教學(xué)效果,并為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),實現(xiàn)重要概念的螺旋式發(fā)展。在初中生物學(xué)概念教學(xué)中,既要揭示其實質(zhì),又要符合學(xué)生的接受能力。例如,DNA是主要的遺傳物質(zhì)?;蚴前z傳信息的DN段,它們位于細(xì)胞中的染色體上,是《標(biāo)準(zhǔn)》的第七個一級主題:生物的生殖、發(fā)育和遺傳中的重要概念。投影的二級主題為生物的遺傳和變異。具體內(nèi)容說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)、描述染色體、DNA和基因的關(guān)系。
生物的生殖、發(fā)育和遺傳是生命的基本特征。植物、動物和人通過生殖和遺傳維持種族的延續(xù)。人的生殖、發(fā)育和遺傳的基本知識對于學(xué)生認(rèn)識自我、健康地生活和認(rèn)同優(yōu)生優(yōu)育等具有重要作用。學(xué)習(xí)動植物的生殖、發(fā)育和遺傳的基本知識以及遺傳育種在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用的知識,有助于學(xué)生認(rèn)識生物科學(xué)在生活、生產(chǎn)和社會發(fā)展中的作用。
遺傳和變異是生物界中普遍存在的現(xiàn)象,遺傳信息的傳遞、表達和改變是遺傳和變異的實質(zhì)?!癉NA是主要的遺傳物質(zhì)和基因是包含遺傳信息的DN段,它們位于細(xì)胞中的染色體上”。學(xué)生學(xué)習(xí)“遺傳性狀是由基因控制的,基因攜帶的遺傳信息是可以改變的”具體內(nèi)容有染色體存在于細(xì)胞核中,由DNA和蛋白質(zhì)組成、有遺傳作用的是DNA。DNA是主要的遺傳物質(zhì),基因是DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段,每個基因攜帶某種特定的遺傳信息、基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來表達遺傳信息等。教學(xué)的主要任務(wù)是使學(xué)生形成有關(guān)遺傳物質(zhì)的概念,從而構(gòu)建以生物體、細(xì)胞、染色體、DNA、基因、蛋白質(zhì)和性狀等為主的概念體系。
染色體存在于細(xì)胞核中,是一種容易被堿性染料染成深色的物質(zhì)。染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成,其中有遺傳作用的是DNA。每一種生物細(xì)胞內(nèi)的染色體的形態(tài)和數(shù)目都是一定的。DNA(脫氧核糖核苷酸)是主要的遺傳物質(zhì),大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA,所以DAN是主要的遺傳物質(zhì)。基因是有遺傳效應(yīng)的DN段,位于染色體上。
(三)關(guān)注重要概念可以糾正教學(xué)誤區(qū)
學(xué)生知道了某個名詞術(shù)語絕不意味著就理解了這個概念,在生物學(xué)教學(xué)中教師將注意力過分集中在概念的替身―名詞或術(shù)語上而不是對概念的理解上,學(xué)生同樣把注意力集中在概念的記憶上,認(rèn)為眾多科學(xué)概念是“死的知識”,而不是把注意力集中于去提出和解答有關(guān)真實世界中與生物學(xué)有關(guān)問題上,從而陷入了誤區(qū)。《標(biāo)準(zhǔn)》認(rèn)為:“在教學(xué)過程中,教師還必須注意到學(xué)生頭腦中已有的概念,特別是那些與科學(xué)概念相抵觸的錯誤概念,課堂教學(xué)活動要幫助學(xué)生消除錯誤概念,建立科學(xué)概念?!?/p>
這就要求在教學(xué)中選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄈ纾焊拍畹脑佻F(xiàn)、復(fù)述、問答、練習(xí)等加深理解,合理構(gòu)建知識框架。如在學(xué)習(xí)“多細(xì)胞生物體的組成”中,使學(xué)生復(fù)述相關(guān)概念,通過歸納、比較,以此構(gòu)建知識框架。
細(xì)胞――分裂――分化――組織――器官――植物體
1 設(shè)計探究活動,豐富感性認(rèn)識
“加速度”是高中物理中一個十分重要的物理概念,對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)有十分重要的影響。很多學(xué)生學(xué)不好高中物理一個很重要的因素就是對加速度的理解不透徹,可以說加速度是高中物理學(xué)習(xí)的分水嶺。學(xué)生難以理解加速度的一個重要原因就是學(xué)生缺乏生活體驗。為此,在組織加速度這一抽象而重要物理概念的教學(xué)時,首先應(yīng)該設(shè)計探究活動以豐富學(xué)生的感性經(jīng)驗。探究活動可以是實驗探究,也可以是給學(xué)生提供背景素材的理論探究,也可以二者相結(jié)合。就加速度的教學(xué)而言,由于實驗探究很難設(shè)計出讓學(xué)生直觀感受到速度變化快慢的實驗,故而可以給學(xué)生提供視頻素材。利用視頻,使得抽象的物理問題具體化,豐富學(xué)生的感性認(rèn)識。
具體做法如下:給學(xué)生播放普通轎車啟動時經(jīng)過10 s速度增加到30 m/s、賽車啟動時經(jīng)過3 s速度增加到24 m/s、飛機以700 km/h速度飛行、運動員沖刺后減速,經(jīng)過5 s速度由10 m/s變到零等視頻,讓學(xué)生感受到生活中物體運動的速度是變化的,而且速度變化的快慢不一樣,為后續(xù)提出和探究問題奠定基礎(chǔ)。
2 設(shè)計問題,探究概念
承接第一步視頻中的例子,教師可以拋出如下問題引起學(xué)生的思考,讓學(xué)生以小組為單位討論。
(1)上述例子中的轎車、賽車、飛機、運動員的速度有變化嗎?變化的大小是否一樣?
(2)單位時間內(nèi)速度變化量相同嗎?速度變化的快慢一樣嗎?
為了幫助學(xué)生理順?biāo)悸罚焖贉?zhǔn)確地得出結(jié)論,可以讓學(xué)生完成以下的表1。
完成表格之后,讓學(xué)生分析表格,繼續(xù)回答如下問題:
(3)速度最大的是?速度變化最大的是?
(4)速度變化最快的是?如何比較速度變化的快慢?
通過討論分析,學(xué)生明確了飛機的速度最大,轎車的速度變化最大,賽車的速度變化最快。在如何比較速度變化快慢時,不少學(xué)生雖然獲得了正確答案,但并沒有建立正確的思考方法。為此教師可以進一步引導(dǎo)學(xué)生思考,讓學(xué)生理解比較“快慢”的核心內(nèi)涵,為后面定義加速度奠定基礎(chǔ)。讓學(xué)生繼續(xù)回答問題:
(5)變化的多少和變化的快慢一樣嗎?如何比較變化的快慢?
(6)如何比較速度變化的多少?
在這兩個問題的思考中,學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗往往會提出兩種方案:第一、比較相同時間內(nèi)變化量的多少,變化量大的變化就快;第二、比較發(fā)生相同變化量所用的時間,時間短的變化快。對此,教師可以進一步引導(dǎo)學(xué)生思考一個問題――上述例子中的轎車和賽車,用時不同,變化量也不同,如何比較變化快慢呢?比較就要有相同的標(biāo)準(zhǔn),所以可以用變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值來比較,即比較單位時間內(nèi)變化量的多少,或者用時間與速度變化量的比值來比較,即比較單位變化量所用時間的長短,但是由于后者不符合我們的日常習(xí)慣,所以一般采用第一種比較方式。經(jīng)過上述問題的思考、探究之后,教師立即提出變化率的概念。
3 類比生活情景,提出概念
幫助學(xué)生構(gòu)建了變化率的概念之后,教師可以列舉生活中變化率的例子,讓學(xué)生把生活中變化率的感性經(jīng)驗通過類比遷移到速度變化率的理解中來??梢粤信e嬰兒身高增長的例子,來輔助學(xué)生理解,以國家衛(wèi)計委的男嬰身高標(biāo)準(zhǔn)中位數(shù)為例,男嬰出生時身高中位數(shù)為50.4 cm,1至4歲男嬰身高中位數(shù)如表2所示。
讓學(xué)生通過觀察表格得出“男嬰的身高每年都在增加,但是增加得越來越緩慢,變化率越來越小”的結(jié)論。
緊接著,教師組織學(xué)生進行如下探究活動:往形狀分別為圓柱形、漏斗形的2個空瓶中勻速加水,如圖1所示,讓學(xué)生體驗水面高度隨時間增加的變化情況,并分別畫出加水時間和水面高度的大致圖像,以此進一步增加學(xué)生對變化率的理解。
學(xué)生理解了變化率之后,教師應(yīng)幫助學(xué)生明確速度變化的快慢就是速度的變化率,也即單位時間內(nèi)速度的變化。我們就把速度的變化率叫做加速度,給出加速度的定義式,交待定義式中各個符號代表的物理量,并分析加速度的方向及物理意義。
4 對比辨析,理解概念
概念抽象而難理解,而且學(xué)生容易和相似的其他概念混淆,為此就加速度的學(xué)習(xí)而言,有必要把它與速度、速度的變化量作一個對比,讓學(xué)生明確這些量的區(qū)別與聯(lián)系,并和其他同學(xué)通過討論完成表3。
為使學(xué)生對加速度的理解更加深刻,可以在完成表格后,向?qū)W生拋出如下問題:
(1)速度大的物體加速度一定大嗎?加速度大的物體速度一定大嗎?
(2)加速度為零的物體其速度一定等于零嗎?
速度等于零的物體其加速度一定等于零嗎?
(3)速度變化量大的物體其加速度一定大嗎?
加速度大的物體其速度變化量一定大嗎?
(4)物體的速度與加速度方向一定相同嗎?
5 聯(lián)系生活,升華概念
物理從生活中來,也落腳于生活,學(xué)習(xí)物理的最終目的是要讓學(xué)生能夠利用所學(xué)的物理知識解決生活中的實際問題。為此,在重要概念的教學(xué)中,學(xué)習(xí)概念之后教師還需要聯(lián)系生活,讓學(xué)生在解決問題中更進一步加深對概念的理解。
就加速度概念的教學(xué)而言,教師可以給學(xué)生提供如下兩個例題來檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
例1 計算下列物體的加速度:
(1)一輛汽車從車站出發(fā)做勻加速運動,經(jīng)10 s速度達到108 km/h。
(2)沿光滑水平地面以10 m/s運動的小球,撞墻后以原速反彈,與墻壁接觸時間為0.2 s。
例2 近幾年,在國家宏觀政策調(diào)控下,我國房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢。若將房價的“上漲”類比成“加速”,將房價的“下跌”類比成“減速”,據(jù)此,你認(rèn)為“房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢”可類比成( )
A.速度增加,加速度減小
B.速度增加,加速度增大
生物學(xué)重要概念處于學(xué)科知識最為本質(zhì)和中心的地位,《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))列出了50個重要概念,為教師教學(xué)提供了重要參考。教師在教學(xué)過程中,如何有效幫助學(xué)生建構(gòu)概念、理解概念、梳理概念間的聯(lián)系、內(nèi)化概念,進而關(guān)注學(xué)生重要概念學(xué)習(xí)的可持續(xù)性,提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)?這是值得研究的問題。
一、立足生活實際,建構(gòu)概念
課程標(biāo)準(zhǔn)要求初中生物學(xué)教學(xué)要面向?qū)W生的生活世界和社會實踐,走向?qū)W生的生活。為了讓學(xué)生更好地建構(gòu)概念,應(yīng)與學(xué)生實際生活相聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生從感性知識出發(fā),上升到理性知識,自主建構(gòu)概念,同時嘗試應(yīng)用所學(xué)概念解釋并處理日常生活中的相關(guān)問題。如在學(xué)習(xí)“血流的管道――血管”時,首先結(jié)合生活實際提出問題:體檢時抽血,你知道針頭插入什么血管?請大家摸一摸自己腕部的脈搏,看一看自己手上的青筋,這又是什么血管?這些問題能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。第二,通過演示和分組實驗觀察小魚尾鰭血液的流動,讓學(xué)生在動手操作中觀察、探索動物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點,加深對三種血管特點的認(rèn)知,培養(yǎng)學(xué)生的動手、動腦能力和愛護小動物的情感。在這個過程中,教師要發(fā)揮組織者和引導(dǎo)者的作用,讓學(xué)生自主建構(gòu)概念。第三,讓學(xué)生閱讀書本,完成導(dǎo)學(xué)案中有關(guān)動脈、靜脈和毛細(xì)血管的結(jié)構(gòu)和功能的習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和歸納能力。第四,利用課件介紹三種血管,通過教師的講授,厘清學(xué)生困惑的地方,幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)概念。這樣,通過設(shè)疑激趣――動手實驗――自主學(xué)習(xí)――教師講解等多種方式,突出了“三種血管的結(jié)構(gòu)與功能”這一教學(xué)重點和難點,較好地達成了教學(xué)目標(biāo)。最后,進行概念拓展應(yīng)用――你手中只有大量的紗布、止血帶和消毒藥水,當(dāng)遇到毛細(xì)血管出血、 動脈出血、 靜脈出血的病人時,你應(yīng)該怎樣急救?讓學(xué)生嘗試應(yīng)用所學(xué)概念處理生活中面臨的問題,充分體現(xiàn)生物學(xué)知識來源于生活,又服務(wù)于生活的特點。
二、注重知識銜接,認(rèn)識概念
概念教學(xué)時,教師要充分考慮教材編排的實際情況,注重前后教材的銜接,對有的概念不要急于下定義,待學(xué)完后續(xù)相關(guān)概念之后再引導(dǎo)學(xué)生回顧前面的概念,讓學(xué)生有“恍然大悟”“原來如此”的感受。比如,細(xì)胞的生活需要物質(zhì)和能量是人教版《生物學(xué)?七年級?上冊》第二單元第一章的重要概念,初一年學(xué)生僅學(xué)習(xí)了細(xì)胞的結(jié)構(gòu),還沒學(xué)習(xí)光合作用和呼吸作用的知識,能量對他們而言是很抽象的概念。因此,在學(xué)習(xí)這個概念時,應(yīng)采用類比的方法,通過大量生活實例如手機充電、汽車加油、人吃飯等,讓學(xué)生初步了解細(xì)胞的生活需要能量這一概念。學(xué)生在第三單元第四章“綠色植物是生物圈中有機物的制造者”和第五章“綠色植物與生物圈中的碳―氧平衡”學(xué)習(xí)了光合作用和呼吸作用概念后,對細(xì)胞中物質(zhì)和能量的變化有了認(rèn)識。這時,引導(dǎo)學(xué)生比較光合作用和呼吸作用的過程、實質(zhì)后,進一步要求學(xué)生歸納葉綠體和線粒體在能量轉(zhuǎn)換中的不同作用,理解葉綠體和線粒體是能量轉(zhuǎn)換器,促進學(xué)生對前面的“細(xì)胞的生活需要能量”這一概念的認(rèn)識。
三、動手探究,理解概念
生物學(xué)是一門實驗性強的科學(xué),要求學(xué)生動手動腦進行探究。學(xué)生在探究的過程中,可以了解科學(xué)家的研究方法,理解概念形成過程,養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。例如,為了幫助學(xué)生理解“綠色植物能利用太陽能(光能),把二氧化碳和水合成貯存能量的有機物,同時釋放氧氣”這一重要原理,本人在教學(xué)過程中做了如下嘗試:首先,梳理這一概念中所涉及的二氧化碳、水、淀粉、氧氣等物質(zhì)以及光能、有機物中的化學(xué)能等能量,請學(xué)生思考如何通過實驗探究光合作用的原料和產(chǎn)物。學(xué)生帶著問題,閱讀書本中與光合作用相關(guān)的系列實驗,了解科學(xué)家的探索歷程,嘗試設(shè)計實驗,并討論和完善設(shè)計方案。在這個過程中,學(xué)生的探究欲望不斷被激發(fā)。其次,對實驗材料、內(nèi)容及方式進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,增加學(xué)生動手探究的機會。在進行 “綠葉在光下制造有機物”實驗時,除天竺葵外,多準(zhǔn)備幾種實驗材料,讓學(xué)生探究不同植物在相同條件下光合作用是否相同,從而選出最佳實驗材料;在探究“二氧化碳是光合作用必需的原料”時,除了要求學(xué)生完成實驗方案的設(shè)計,還增加了學(xué)生的實驗操作內(nèi)容。因?qū)嶒炑b置有限,無法每個學(xué)生動手操作,因此,由興趣小組的學(xué)生事先完成實驗,拍成視頻,上課播放,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合討論題進行思考、討論,同樣收到不錯的效果。將演示實驗“光合作用產(chǎn)生氧氣”改為探究實驗,設(shè)置黑暗條件和不同光照條件下的幾組實驗,通過實驗對照,探究光合作用在什么條件下產(chǎn)生氧氣?在不同光照條件下光合作用產(chǎn)生的氧氣一樣多嗎?在上述三個探究實驗中,教師充分利用學(xué)生的認(rèn)知特點,調(diào)動學(xué)生探究的欲望,指導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象,幫助學(xué)生很好地理解光合作用概念。
四、突出關(guān)鍵詞,梳理概念
生物學(xué)概念是用科學(xué)的、簡練的語言高度概括出來的,其中一些字詞經(jīng)過認(rèn)真推敲并具有特定意義,揭示了生命活動的本質(zhì)特征,是生物學(xué)概念的關(guān)鍵詞。要理解概念的本質(zhì),厘清概念之間的聯(lián)系,可以從關(guān)鍵詞入手。以人教版七年級上冊第一單元第二章“了解生物圈”為例,本章涉及的重要概念有:生物與環(huán)境的關(guān)系、生態(tài)系統(tǒng)及其組成、食物鏈和食物網(wǎng)、生物圈等。如何讓學(xué)生既掌握這些概念,又能注意概念間的聯(lián)系,從而形成概念網(wǎng)絡(luò)呢?教師講解生物圈概念之后,請學(xué)生找出關(guān)鍵詞即生物、環(huán)境,接著指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境中的生態(tài)因素、非生物因素和生物因素對生物的影響,學(xué)生通過大量事實理解生物與環(huán)境之間的關(guān)系,即“生物既適應(yīng)環(huán)境,同時影響和改變環(huán)境”,可見生物與環(huán)境是關(guān)鍵詞。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生很容易理解生態(tài)系統(tǒng)是在一定的空間范圍內(nèi),生物與環(huán)境形成的統(tǒng)一整體。接下來進一步分析生物之間即生產(chǎn)者、消費者和分解者的關(guān)系,學(xué)生通過圖解了解生產(chǎn)者和消費者之間吃與被吃的關(guān)系,從而形成食物鏈和食物網(wǎng)的概念。學(xué)習(xí)第三節(jié)“生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)”時,在學(xué)生復(fù)習(xí)生物圈和生態(tài)系統(tǒng)概念的基礎(chǔ)上,再次強調(diào)生物與環(huán)境這兩個關(guān)鍵詞,在不同的環(huán)境中,生活著不同的生物,進而構(gòu)成多種多樣的生態(tài)系統(tǒng),這些生態(tài)系統(tǒng)是密切聯(lián)系的,因此生物圈是一個統(tǒng)一的整體。這樣,在學(xué)習(xí)相關(guān)的概念時,通過對關(guān)鍵詞的多次強化,學(xué)生很容易梳理概念之間的聯(lián)系,使知識條理化,從而形成知識網(wǎng)絡(luò)。
五、利用導(dǎo)學(xué)案,應(yīng)用概念
生活是學(xué)習(xí)的源泉,在生活中有很多物理現(xiàn)象。在物理教學(xué)中,如果我們能夠借助恰當(dāng)?shù)纳瞵F(xiàn)象進行教學(xué),效果會非常好。比如,為了講好機械運動這個概念,我就讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗,舉出一些機械運動的現(xiàn)象,如街道人上人的移動,太空中天氣的運動等等。通過對生活中這些現(xiàn)象的感知,我們得知,機械運動是一種十分常見的運動,是一種最簡單的運動形式,是學(xué)習(xí)其他各種運動的基礎(chǔ)。借助這些生活經(jīng)驗,我引導(dǎo)學(xué)生得出機械運動的含義:物置隨著時間的變化叫做機械運動。借助生活經(jīng)驗教學(xué),可以讓學(xué)生感知到我們的物理學(xué)科是與生活緊密相連,息息相關(guān)的,學(xué)好了物理,可以更好地解釋現(xiàn)實生活中的一些現(xiàn)象,同時可以更好地為我們的生活服務(wù),使我們生活得更好。比如,我們?nèi)粘I钪须x不開電器的使用,學(xué)習(xí)電學(xué)的一些知識就可以更好地幫助我們使用電器。
二、借助比喻手法進行概念教學(xué)
在物理教學(xué)中,還可以通過一些修辭方法進行概念教學(xué)。比如在講“慣性”的概念時,我就結(jié)合人的惰性舉例:如早晨賴床,暖暖的被窩,舒服的感覺,誰也不愿意改變,因此,起床變得困難,那么,一切物體也和人一樣,具有“惰性”,只不過這種“惰性”表現(xiàn)為保持原來運動狀態(tài)的“慣性”。如果不受外力的作用,這種“惰性”就很難改變,即使受到了外力的作用,物體依然有保持原來狀態(tài)的“惰性”。因此,我們可以得出這樣的結(jié)論:慣性與外力無關(guān)。這樣的教學(xué)形象而生動,自然有助于學(xué)生加深對這一概念的理解。
三、借助問題探究進行概念教學(xué)
有時候?qū)τ诒容^抽象,難理解的概念,我們可以通過設(shè)置問題的方法,引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究對概念進行學(xué)習(xí),效果也非常不錯。還是以“慣性”的教學(xué)為例,我就設(shè)置了下面的問題,引導(dǎo)學(xué)生了解慣性保持的是原來的運動狀態(tài)(速度)。例如,下列各問中的物體的慣性如何體現(xiàn)?(1)靜止在桌面上的書?(體現(xiàn)在保持靜止)(2)正在以10m/s速度運動的汽車?(體現(xiàn)在保持10m/s速度勻速運動)(3)一個正在加速的汽車,某時刻的速度是5m/s。(雖然車做加速運動,此時的慣性體現(xiàn)在保持5m/s的速度,只不過后來沒保持住。)通過一個又一個的具體問題的提出,思考、探究到最終得出答案,學(xué)生加深了對慣性這一概念的理解。
四、借助實驗演示進行概念教學(xué)
由于實驗教學(xué)比較直觀,通過實驗演示可以更好地將概念的本質(zhì)屬性表現(xiàn)出來。因此,物理教學(xué)中,我就經(jīng)常用實驗的方法來講解概念。有些比較簡單的實驗,所需器材生活中就可以找到,我就安排學(xué)生自己動手,搜集實驗器材,設(shè)計實驗步驟,親自動手操作;有些實驗比較復(fù)雜,我就會和學(xué)生分工合作,共同搜集實驗器材,設(shè)計實驗步驟,共同完成實驗操作。這樣的實驗過程,充分發(fā)揮了學(xué)生的主動性,鍛煉了學(xué)生的動手能力,并且融洽了師生之間的關(guān)系。比如,在講解“慣性”的概念時,除了演示慣性小車的實驗外,我還安排了以下實驗,讓學(xué)生當(dāng)場演示。(1)煙圈實驗演示氣體的慣性。(2)車上投籃實驗演示運動物體的慣性。通過這些簡單并且易于演示的小實驗,就將慣性的概念講得清楚、明白。
五、善于對比方法進行概念教學(xué)
二、實驗探究光合作用的條件和產(chǎn)物
生物學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,可在重要概念傳遞過程中,讓學(xué)生自己去探究和發(fā)現(xiàn),真正理解概念的內(nèi)涵和外延。提出實驗探究課題:綠葉在光下制造有機物。實驗步驟如下:①把天竺葵放到黑暗處饑餓一晝夜后,用黑紙片將葉片的一部分從上下兩面遮蓋起來,放在陽光下照射幾小時;②取一部分遮蓋的葉片,去掉遮光紙片;③把去掉遮光紙的葉片放入盛有酒精的小燒杯中隔水加熱,使葉片含有的葉綠素溶解到酒精中,葉片變成黃白色;④(實驗前教師要交代清楚隔水加熱和碘遇淀粉變藍的現(xiàn)象)用清水漂洗葉片,再把葉片放到培養(yǎng)皿里,向葉片滴加碘液;⑤稍停片刻,用清水沖掉碘液,觀察葉片發(fā)生的顏色變化;⑥提問:為什么要把天竺葵放在黑暗處一晝夜?為什么要用黑紙片把葉片的一部分遮蓋起來?綠色植物制造了什么新物質(zhì)?⑦學(xué)生分組討論并回答。探究實驗后,學(xué)生通過合作與交流,能加深對相關(guān)知識意義的理解,促進對概念的意義建構(gòu),提高自主學(xué)習(xí)能力。教師進一步講述:現(xiàn)在知道,綠色植物光合作用的原料:水、二氧化碳;產(chǎn)物:氧、有機物(貯存能量);條件:光。那么,光合作用是在綠葉的什么結(jié)構(gòu)中進行的呢?(視頻播放:恩格爾曼實驗。分組討論并回答:好氧細(xì)菌為什么集中在葉綠體被光束照射到的部位呢?)
中圖分類號:G633.91 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1006-5962(2013)07-0245-01
生物學(xué)中有許多概念都是通過重要概念連接起來的,作為主線,只有形成的完整的結(jié)構(gòu)體系,才能促使學(xué)生對重要概念的理解更加透徹,更加深刻。同樣的,只有加強對生物學(xué)中重要概念內(nèi)涵的理解,真正的運用知識解決問題,才能實現(xiàn)重要概念在學(xué)習(xí)中的重要價值。
1生物學(xué)中重要概念的界定及重要性
1.1重要概念的界定。
在《現(xiàn)代漢語詞典》中,概念的定義為:概念是思維的基本形式之一,反映了客觀事物一般的、本質(zhì)的特征。
不同于一般概念,重要概念則是更高度的概括并提煉出學(xué)科的核心知識,具有統(tǒng)攝一般概念的性能。在初中生物中,重要概念有許多個,而在《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》中更是有50個之多,這充分說明了重要概念在教學(xué)中占據(jù)著中心位置。
1.2重要概念的重要性。
作為高中生物初級階段的初中生物,其最重要的作用不僅是幫助學(xué)生落實重要概念的思維方式,而且有利于教育教學(xué)工作者構(gòu)建重要概念的完整體系。在教學(xué)過程中,重要概念其實就是對學(xué)生思維方式和方法的訓(xùn)練和滲透,幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中形成良好的學(xué)習(xí)能力,完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
重要概念處于生物學(xué)的核心位置,它們不是單獨存在的,而是相互聯(lián)系,并相互組合,構(gòu)成了初中生物學(xué)科的結(jié)構(gòu)骨架。作為生物學(xué)的基本框架,它們連接了基本的事實、原理及規(guī)律,并支撐起了新的事實、原理及規(guī)律。因此,老師需要充分利用這些重要概念來組織教學(xué),深入淺出,使學(xué)生盡快內(nèi)化重要概念,幫助學(xué)生建立起完整的生物學(xué)知識體系。
2生物學(xué)重要概念的教學(xué)實施方法
生物學(xué)重要概念的學(xué)習(xí)至關(guān)重要,就其教學(xué)實施方法而言,需要教師與學(xué)生的共同努力方可。就老師來說,一是要注重教學(xué)過程中重要概念的傳遞方式,要不斷的擴展自己的知識面,提高自身的知識素養(yǎng)和能力,特別是對重要概念的內(nèi)涵和外延的理解能力。二是要注重對學(xué)生正確概念的傳授,幫助學(xué)生正確、科學(xué)的理解重要概念,而不僅僅是簡單的對其定義。具體方法如下:
2.1幫助學(xué)生理清重要概念的本質(zhì)。
掌握重要概念的首要前提便是正確理解其內(nèi)涵。要理清其本質(zhì),摒除掉那些容易使學(xué)生產(chǎn)生誤會的模糊字眼。比如對于"生物多樣性"這個概念而言,它的定義便是仁者見仁,智者見智。蔣志剛曾在《保護生物學(xué)》一書中,將其表述為:"生物多樣性是生物及其環(huán)境形成的生物復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的綜合,包括動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環(huán)境所形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)"。與《生物多樣性》中的定義很是不同。對于這個不同的概念定義,我們就要積極的幫助學(xué)生,理清其是屬于微觀的還是宏觀的抑或是二者兼具,以便學(xué)生更好的掌握。
2.2幫助學(xué)生正確認(rèn)識構(gòu)建圖的價值。
重要概念的構(gòu)建圖,是幫助學(xué)生清晰明了的掌握知識不可缺少的重要部分,具有極高的價值。重要概念構(gòu)建圖中每一級的知識之間都是具有緊密聯(lián)系的,呈網(wǎng)絡(luò)式的結(jié)構(gòu)很好的將學(xué)科里眾多零散的知識點連為一體,建立起一個體系。其基本框架不會隨意動搖,隨著知識的學(xué)習(xí)和積累,會不斷的快速發(fā)展并完善。因此,教師在教學(xué)過程中要及時有效的幫助學(xué)生建立起具有高價值的構(gòu)建圖。
2.3幫助學(xué)生正確理解重要概念之間的區(qū)別與聯(lián)系。
在教學(xué)過程中,教師要教會學(xué)生正確區(qū)別重要概念之間的區(qū)別與聯(lián)系。比如光合作用和呼吸作用。它們之間的聯(lián)系是:光合作用為呼吸作用提供氧氣和有機物,呼吸作用則為光合作用提供二氧化碳。它們的區(qū)別則是綠色植物利用太陽光進行光合作用,而呼吸作用則是生物體內(nèi)的細(xì)胞通過分解糖類以獲得能量。
特別是對于相似的重要概念的區(qū)別和理解,最好的辦法,一是創(chuàng)設(shè)特定的生物實驗情境或活動情境。概念學(xué)習(xí)和形成的過程其實是對事物探究的過程。老師將概念教給學(xué)生,會使學(xué)生被動學(xué)習(xí)的情緒和狀況,無法體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和主體性。教師在教學(xué)過程中就要充分利用生活中的小事例,因為生物中的許多知識都是與生活生存息息相關(guān)的。使學(xué)生從生活探究活動中理解、總結(jié)并歸納出這個概念,引導(dǎo)并促進學(xué)生更好的實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。二是利用各種教學(xué)輔助手段,或教圖,或掛件,或自制的工具,幫助學(xué)生學(xué)會觀察和思考,以進一步的掌握不同的概念所呈現(xiàn)的不同現(xiàn)象,特別是其本質(zhì)現(xiàn)象。
2.4幫助學(xué)生學(xué)會評價學(xué)習(xí)效果。
學(xué)習(xí)知識最主要的目的便是能夠運用,這也是教育的價值所在。幫助學(xué)生學(xué)會評價自身的學(xué)習(xí)效果,引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)到的重要概念及其在學(xué)習(xí)過程中所形成的科學(xué)方法和思維方式運用到其他的學(xué)習(xí)情境中,達到舉一反三,融匯貫通,促使學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)效果的進一步提高。
3生物學(xué)中重要概念教學(xué)的啟發(fā)
隨著科學(xué)技術(shù)的進步,我們的生活越來越受到科學(xué)知識和產(chǎn)品的影響。科學(xué)生產(chǎn)為我們帶來的利惠讓我們的生活日新月異。但不可忽視的是,我們的學(xué)生在生活中仍會碰到一些不可避免的負(fù)面問題,如我們的生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞,我們所在的生物圈中物種滅絕的數(shù)量越來越多,轉(zhuǎn)基因的植物越來越多但其帶給我們的安全問題尚未明朗等等。因此,當(dāng)前的教育教學(xué)工作者不僅要引導(dǎo)學(xué)生明白重要概念"生物多樣性"的內(nèi)涵,理解生物多樣性存在的必要性和合理性,更要讓學(xué)生學(xué)會利用所學(xué)到的生物學(xué)中的重要概念,提出合理的建議,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。
4結(jié)語
生物學(xué)與我們的生活息息相關(guān),它能充分解釋清楚我們周圍所存在的事物,不管是宏觀的還是微觀的,并幫助我們解決實際生活中所存在的問題。重要概念的掌握不僅可以幫助學(xué)生積累經(jīng)驗,獲得技能,進一步提升個人能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生情感價值的養(yǎng)成,讓學(xué)生更加關(guān)愛自然、關(guān)心世界,關(guān)注人類生活。
參考文獻
[1]楊青青.重要概念在初中生物學(xué)中的重要價值.[J].北京教育學(xué)院學(xué)報,2012,27(6),22-26.
在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中有許許多多的概念,而概念的教學(xué)活動大都是可以通過概念性變式來完成的。好的概念性變式可以讓學(xué)生多角度去把握住數(shù)學(xué)概念的本質(zhì),使新舊概念建立聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力;但是一個不完善的概念性變式卻適得其反。到底如何設(shè)計有效的數(shù)學(xué)概念性變式呢?在這里筆者認(rèn)為在實際數(shù)學(xué)概念變式教學(xué)的設(shè)計策略中,以下五個方面是值得注意的。
一、概念變式的設(shè)計要緊扣概念的本質(zhì)
在概念教學(xué)中,中學(xué)生經(jīng)常被一些非本質(zhì)的現(xiàn)象而迷惑。為了更好地使學(xué)生掌握新概念,在設(shè)計概念變式時就必須要緊扣概念的本質(zhì)。
例如,我們在高中函數(shù)概念的教學(xué)中,函數(shù)的概念性變式訓(xùn)練時,要把握?。孩俸瘮?shù)的定義關(guān)鍵在于函數(shù)的定義域和對應(yīng)法則,而與函數(shù)中用什么字母無關(guān);②函數(shù)的對應(yīng)法則不僅可以是解析式,還可以是表格、圖像;③談?wù)摵瘮?shù)一刻也離不開定義域,有時沒有給出定義域是指自然定義域; ④函數(shù)必須滿足對于定義域內(nèi)的每個自變量的值都有且僅有唯一的因變量與之對應(yīng)。我們就可以設(shè)計如下的函數(shù)概念變式訓(xùn)練去把握函數(shù)概念的本質(zhì)。
變式練習(xí)1:判斷下列那些是函數(shù)那些不是函數(shù)?并說明理由。如是函數(shù)請指出其定義域。
當(dāng)然在實踐教學(xué)中,不能一味由教師講解,要讓學(xué)生通過合作學(xué)習(xí),相互交流,再由教師適時引導(dǎo),最終使學(xué)生可以多角度去把握住函數(shù)概念的本質(zhì)。
二、概念變式要從新概念的背景出發(fā),并去適合乃至去改造舊認(rèn)知結(jié)構(gòu)
我們認(rèn)為數(shù)學(xué)概念所蘊含的知識不是孤立的,總有其來龍去脈。因而我們在針對新概念的變式設(shè)計時,要從形成新概念的知識背景入手,將認(rèn)知和記憶的材料轉(zhuǎn)化成新概念,形成問題的假設(shè),再通過概念性變式來解決問題。這樣就使新舊知識聯(lián)系起來。我們知道高中數(shù)學(xué)上的某些新概念是由舊概念發(fā)展、演繹而來,如映射的概念是由函數(shù)的概念發(fā)展。在設(shè)計數(shù)學(xué)概念變式時就得從新概念的來源出發(fā),通過變式來設(shè)計問題情境,從情境讓學(xué)生體現(xiàn)概念形成過程。
對于中學(xué)生而言,本身就已形成一定的認(rèn)識結(jié)構(gòu),為了把新概念融入進去,設(shè)計概念性變式時必須要適合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,要注意引導(dǎo)學(xué)生在他的頭腦里,按照他自己的方式,或把新學(xué)習(xí)的概念歸納到自己已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)適當(dāng)位置上,或在原有的基礎(chǔ)上,對已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進行改造,以適應(yīng)新的概念所包含的知識、技能、數(shù)學(xué)思想,從而獲得新的良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。這樣所組織起來的良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就便于對新概念所蘊含的知識進行存儲和提取。
例如,向量這一數(shù)學(xué)對象,它就是從實際問題中抽象出來的,具體的說,向量來源于實際問題中的力、速度、位移等量的研究,是對這些量的本質(zhì)屬性的抽象概括,但是又與這些量具有完全不同的屬性。因而我們在設(shè)計向量概念性變式訓(xùn)練時要從力、速度、位移等量開始入手,引導(dǎo)學(xué)生從力、速度、位移等量的個別屬性的認(rèn)知中形成對這些對象的共同屬性的認(rèn)知,產(chǎn)生問題,通過合作學(xué)習(xí),相互交流,從而得到向量的概念,并把新的概念融入已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去從而形成新的良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),最終使學(xué)生掌握向量的概念,并會應(yīng)用它來解決問題。
三、概念變式要有梯度,注重循序漸進
教師在設(shè)計變式時要先分析弄清楚學(xué)生的起點狀態(tài)即起點能力。學(xué)生的情意即學(xué)生的情感和意志(包括學(xué)習(xí)興趣、動機等),在了解這些情況下,所設(shè)計的變式必須在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,要讓學(xué)生跳一跳才能摘到“果子”。只有設(shè)計合適難度的變式,才能可以給學(xué)生一種挫敗感,當(dāng)學(xué)生通過認(rèn)真研究或者在老師的引導(dǎo)下,最終解決問題。
例如,在奇偶函數(shù)概念教學(xué)中,我們看樣設(shè)計如下的變式:
對于變式4而言,這是一個比較難的問題,如果直接讓學(xué)生解,學(xué)生基本上都無法解決,那么學(xué)生就會畏難不前,降低學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。但是采用了上述的變式循序漸進,學(xué)生就很容易掌握了。
四、概念變式設(shè)計時要注重學(xué)生參與,允許學(xué)生有犯錯的自由
在實際變式訓(xùn)練的教學(xué)組織中,盡可能得先讓學(xué)生去自主探索,再以小組的形式進行相互交流、討論,并由教師適當(dāng)時加以引導(dǎo)。通過合作學(xué)習(xí)來掌握概念。
變式的設(shè)計并不是教師的專利,要注重學(xué)生參與。學(xué)生參與不可避免會出現(xiàn)錯誤,要允許學(xué)生有犯錯誤的自由;有探索新知識、新思想的自由;要充分挖掘?qū)W生的成功的一面,并對此加以鼓舞和表揚;充分調(diào)動學(xué)生的積極性和自信心。有時在設(shè)計變式訓(xùn)練時,不妨在課前布置下去,讓學(xué)生通過已有的資料、媒體以合作小組的形式去搜尋,相互交流、討論、歸納、拓展,再由教師加以指導(dǎo),最后由全班師生共同解決。如此可以發(fā)揮學(xué)生主體地位,提高學(xué)生參與創(chuàng)新的意識,充分調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
五、概念變式“貴在精,而不在多”
我們知道針對概念的數(shù)學(xué)變式訓(xùn)練是必不可少的,但是如果我們?yōu)榱恕笆炷苌伞倍O(shè)計大量的變式訓(xùn)練就是不合適的,數(shù)學(xué)練習(xí)的次數(shù)不能決定變式訓(xùn)練的強度。變式過多,這樣會使學(xué)生的負(fù)擔(dān)增加,學(xué)生會出現(xiàn)厭煩的情緒,會使學(xué)生降低對數(shù)學(xué)的興趣。所以,我們在設(shè)計概念變式時要“貴在精,不在多”。在概念教學(xué)中采用變式教學(xué)是一種再創(chuàng)造的過程,是需要我們大量具體運用的一種教學(xué)方法。
參考文獻:
[1]曹才翰.數(shù)學(xué)教育文選[M].人民教育出版社,2005.92.
[2]曹才翰.數(shù)學(xué)教育文選[M].人民教育出版社,2005.22-29.
教育心理學(xué)認(rèn)為:教師根據(jù)教學(xué)的目的和要求,從教學(xué)內(nèi)容的實際出發(fā),結(jié)合學(xué)生身心發(fā)展的特點,運用實物的操作、模型的演示等進行直觀教學(xué),這是貫徹“從生動的直觀,到抽象的思維”的基本認(rèn)識規(guī)律,是提高教學(xué)質(zhì)量的一個極其重要的方面。物理概念是用來表征物質(zhì)的屬性和描述物質(zhì)運動狀態(tài)的,任何物理概念都建立在客觀事實的基礎(chǔ)上,我們講物理概念時,應(yīng)盡可能從具體事物、事例或演示實驗出發(fā),使學(xué)生對物理現(xiàn)象獲得清晰的印象,然后通過分析,抓住現(xiàn)象的本質(zhì),使學(xué)生從具體的感性認(rèn)識過渡到抽象的理性認(rèn)識。
例如講“導(dǎo)體的電阻”時,首先進行演示實驗,讓學(xué)生留意觀察:通過某段導(dǎo)體的電流強度決定于加在這段導(dǎo)體兩端的電壓,并且當(dāng)導(dǎo)體不變時,電流強度與電壓成正比,即電壓V與電流強度I之比值是一個恒量。其次,換另一個導(dǎo)體做實驗,使學(xué)生清楚地看到,對另一個導(dǎo)體,電壓V與電流強度I的比值是另一個恒量。由實驗可知,對任一導(dǎo)體,電壓V與電流強度I之比是一個恒量,用R來表示,這個恒量就表征導(dǎo)體的一種物理性質(zhì),那么R表示導(dǎo)體的什么性質(zhì)呢?再進行直觀教學(xué),將甲、乙兩導(dǎo)體并聯(lián)、加上電壓V時,通過甲、乙兩導(dǎo)體的電流強度分別為I甲和I乙,我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)R甲>R乙時,I甲<I乙,這就說明R這個恒量可以用來表征導(dǎo)體對電流的阻礙作用大小,從而得出結(jié)論:R是表證導(dǎo)體對電流的阻礙作用的大小的物理量,它的大小可用公式R=V/I量度,這時必須進一步揭示本質(zhì):導(dǎo)體的電阻不是決定于電壓和電流強度而是由導(dǎo)體本身的物理性質(zhì)來決定,在溫度不變的情況下,對同一導(dǎo)體來說,不管電壓和電流強度的數(shù)值如何,電阻的大小總是不變的,這就抓住了電阻概念的本質(zhì)。
通過直觀形象教學(xué),抓住現(xiàn)象的本質(zhì),物理概念也就順理成章地建立起來了。
二、破難點,抓關(guān)鍵,強化概念
概念是反映物質(zhì)的本質(zhì)屬性,具有高度的概括性,有的概念,難度比較大,這就需要突破難點,抓住關(guān)鍵。例如磁感應(yīng)強度這個概念,通常用B=R/IL來表示,我們決不能受數(shù)學(xué)公式的影響誤地認(rèn)為B跟F成正比,跟IL成反比,因而得出F越大,B越大,F(xiàn)等于零,B也等于零的錯誤結(jié)論。一定要明確比值F/IL是表示磁場強弱的一個物理量,與F及IL不存在正比、反比關(guān)系,B是由磁場本身性質(zhì)決定的,與試驗電流通電導(dǎo)線受力的大小、通電導(dǎo)線的長度及電流強度大小無關(guān),突破了這一難點,這樣就可避免學(xué)生產(chǎn)生“通電導(dǎo)線不受力的作用時磁感應(yīng)強度等于零”的錯誤概念。
三、分層次,抓階段,完善概念
教育學(xué)告訴我們:教學(xué)中要貫徹循序漸進的原則,這也是學(xué)生認(rèn)識能力發(fā)展規(guī)律的要求,講物理概念,必須按照循序漸進的教學(xué)原則。注意形成概念的階段性。學(xué)生對概念的認(rèn)識,只能是從簡單到復(fù),逐步加深。不可能一下子就理解得很透徹,所以講概念要循序漸進,不能越等而進、不能操之過急。例如“力”的概念,初中只講力是物體間的相互作用,到高中才進一步把力和物體運動狀態(tài)的變化聯(lián)系起來,指出力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,強調(diào)力的矢量性,由重力到彈力、摩擦力,進而到萬有引力。由力學(xué)中的常見三種力到熱學(xué)中的分子力;由電場力到磁場力;由宏觀上的引力到微觀里的核力;由物體直接接觸的相互作用到物體與物體不直接接觸而通過場發(fā)生相互作用,我們講力的概念、就要依據(jù)教材,依據(jù)學(xué)生認(rèn)識規(guī)律逐步加深。如果試圖在初中或高一就過早地要求學(xué)生對力的概念有全面透徹的理解。就違反了循序漸進的原則,就會事倍功半、欲速而不達、只有分層次、抓階段、才會不斷深化概念,對概念的理解更加全面、更加完善。
四、巧設(shè)疑,抓練習(xí),鞏固概念
通過置疑法,給出對物理概念的錯誤說法,經(jīng)過辯析,進一步揭示概念的內(nèi)涵,學(xué)生在練習(xí)過程中,運用已經(jīng)掌握的概念來解決實際問題,這就使概念的掌握更加精確與透徹。從這個意義上說,練習(xí)也是形成概念的延續(xù)。
本文僅在高中物理概念的教學(xué)中向曹則賢教授學(xué)習(xí),試圖用“咬文嚼字”的方法豐富高中物理教學(xué)的視野和方法,并讓學(xué)生形成更加清晰、完整的物理世界.下面,介紹高中物理概念學(xué)習(xí)的幾個實例.
1咀嚼第一概念――“物理”,津津有味,興趣盎然,打開通往物理的大門
什么是物理?很多學(xué)生在“物理難學(xué)”,又“潛心難題”的時候,很少思考這個問題,甚至很多老師也對這個“第一”概念了解片面、重視不夠.
物理概念是物理學(xué)理論的根基和精髓,是物理學(xué)大廈的磚石.沒有精確、嚴(yán)密的物理概念,也就沒有定量的物理學(xué).學(xué)生沒有建立起一系列清晰、準(zhǔn)確的物理概念,不能理解特定的詞語所代表的物理概念的含義,就失去了進一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).而在高中物理第一課中,如果讓學(xué)生流失對“物理”這個概念的深入認(rèn)識,不啻為一大遺憾.
物理,英文physics(physis)來自希臘語Φυσικη,意思是“關(guān)于自然存在的事物”.亞里斯多德把科學(xué)理論分為physics,數(shù)學(xué)和神學(xué)三部分.他所謂的physics,又被稱為自然哲學(xué).Physics為何被翻譯成“物理”,顯然糅合了中國的文化意境和漢語言文字的特色.物理在漢語中理解為關(guān)于一切自然存在之道理;中國古代有存在“格物致知”的樸素哲學(xué)原理,格物,即了解事物先從表象的地方開始;致知,推究事物的原理法則而可以總結(jié)出的理性知識.基于以上的說明和理解,將Physics翻譯成“物理”是有充分理由和中國傳統(tǒng)特色的.
在了解了物理這個概念如此豐富的內(nèi)涵后,我想對于這個概念的理解和重視將得到很大的提高,就讓我們來咬兩口“物理”這個概念吧.
(1)“物”指宇宙萬物,泛指物理學(xué)研究的物體、現(xiàn)象、事件等,具體指研究對象.所以,在進行物理研究中,首先必須有的第一個意識就是明確研究的對象.在具體教學(xué)中,我們也確實發(fā)現(xiàn):學(xué)習(xí)物理很久的一些同學(xué),在研究物理問題、列出物理方程的時候,經(jīng)常表現(xiàn)出對象不明確甚至張冠李戴的錯誤,有點還陷入一種“霧里”一般的狀態(tài).確定研究對象是我們對“物理”這個概念“咀嚼”出的第一點“甜頭”.
(2)“理”指物理規(guī)律、定理、公式等.由于物理學(xué)研究的范圍很廣泛、現(xiàn)象很多,所以很多同學(xué),生搬硬套、片面理解、胡亂列公式,最后導(dǎo)致一種“無理”的狀態(tài).具體情況具體分析、注意物理規(guī)律的靈活性和多樣性,是我們“咬”出的第二個內(nèi)涵.
由以上的“咬文嚼字”過程,讓學(xué)生認(rèn)識到物和理的良性互動,感受物理的辯證統(tǒng)一,感受實踐與認(rèn)知的循序進步,體會“格物致知”的樸素哲學(xué)原理的魅力.還可以介紹將“格物致知”提升為“知行合一”的王陽明的傳奇人生,更大的密切物理和生活的聯(lián)系,極大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,克服學(xué)習(xí)物理的畏難情緒,指引學(xué)生走向向他們徐徐打開的神秘物理學(xué)大門.
2分析規(guī)律概念組成、分類,自然引入新課,形成知識系統(tǒng)
在人教版必修一“第一節(jié):質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系”的導(dǎo)入過程中,我們對“運動”這個概念進行“咬文嚼字”,讓學(xué)生在高中物理開篇第一節(jié)就能嘗試用“咬文嚼字”去嚴(yán)格理解物理概念,同時感受物理概念的結(jié)構(gòu)之美.
什么是“運動”?即機械運動,課本定義是“物體相對于其他物理位置的變化”.在這個概念中:一是說了兩個物體“物體”和“其他物體”,一方面研究運動要注重物質(zhì)性,另一方面為了突出物體的物質(zhì)性(質(zhì)量)這個主要因素,我們將如何處理物體的形狀、大小等其他因素?將如何建立研究物體的模型呢?二是如何理解“相對”,運動是絕對的,靜止是相對的,用來作為“相對”標(biāo)準(zhǔn)的“其他物體”是什么呢?三是“位置的變化”,應(yīng)用數(shù)學(xué)來處理物理問題是我們高中階段重要的方法和能力,我們可以具體應(yīng)用什么數(shù)學(xué)工具來研究、表示“位置的變化”呢?
通過以上的教學(xué)設(shè)計思路,我們采用對物理概念、規(guī)律拆分的方法,逐詞“咬文嚼字”,將課題內(nèi)容自然的指向了“質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系”三個方面的內(nèi)容,在課堂探究的開始就將一種結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、緊湊的知識系統(tǒng)定性的映射到學(xué)生認(rèn)知的心里.
“咬文嚼字”既讓同學(xué)感受一種概念學(xué)習(xí)的方法,同時又能加強物理概念的比較,使概念清晰、知識系統(tǒng)牢固.
3咬住概念疑點不放,降低初、高中梯度,鋪就物理學(xué)習(xí)成功之路
在人教版必修一第一章第二節(jié)“時間和位移”的學(xué)習(xí)中,介紹、探究學(xué)習(xí)完各個知識點以后,一般我們還會就“位移和路程”進行概念的比較,我們會總結(jié)出一句話“在做單方向的直線運動時位移的大小等于路程”.因為很多同學(xué)沒有重視和認(rèn)識到初高中的銜接的梯度,沒能及時的把初高中的知識聯(lián)系、對比,所以很多高中物理的初學(xué)者,對“在做單方向的直線運動時位移的大小等于路程”這句話理解簡單、困惑.下面,我們就來對這句話“咬一咬”、“咀嚼一番”.
(1)指出了位移和路程是兩個截然不同的兩個概念,暗示了初高中物理梯度的存在,應(yīng)該引起每個同學(xué)在學(xué)習(xí)方法、思維習(xí)慣的改善和提高.例如,在這句話中,我們比較的是位移的大小和路程,而不能把位移和路程這兩個概念混淆,甚至統(tǒng)一.
基于多年來對生物課堂教學(xué)有效性的探索,在教學(xué)實踐中不斷地總結(jié)與反思,對于新課程背景下如何繼承和改進概念教學(xué),使學(xué)生全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確地認(rèn)識掌握概念談幾點我的認(rèn)識和做法。
一、剖析概念的內(nèi)涵和外延,深化對概念的理解
任何一個完整的概念,都有其特定的內(nèi)涵和外延。概念的內(nèi)涵是概念所反應(yīng)的事物的本質(zhì)屬性,外延是該本質(zhì)屬性的應(yīng)用范圍條件。只有全面理解和掌握概念的內(nèi)涵和外延,才能避免死記硬背,才能牢記它,應(yīng)用它。
如對光合作用概念的理解,其內(nèi)涵是:綠色植物通過葉綠體,利用太陽能(光能),把二氧化碳和水合成貯存了能量的有機物,同時釋放氧氣。其外延是:①太陽能(光能)是植物光合作用的能量來源;②水和二氧化碳是植物光合作用的原料;③淀粉等有機物是植物光合作用的產(chǎn)物;④氧氣也是植物光合作用的產(chǎn)物;⑤細(xì)胞中的葉綠體是光合作用的場所;⑥光合作用為植物的生命活動提供物質(zhì)和能量;⑦光合作用為動物的生命活動提供物質(zhì)和能量。
如對呼吸作用概念的理解,其內(nèi)涵是:在生物體內(nèi),細(xì)胞能通過分解糖類等獲得能量,同時生成二氧化碳和水。其外延是:①呼吸作用的實質(zhì)就是分解有機物,釋放能量;②釋放出來的能量供生命活動的需要;③呼吸作用是在線粒體中進行的;④呼吸作用的適用對象是植物、動物、微生物。
當(dāng)學(xué)生掌握了光合作用、呼吸作用的重要概念后,會知道:蘿卜放久了會空心;如何去讓摘下的水果、蔬菜保鮮;如何去讓糧食合理貯存;如何增加植物的產(chǎn)量;為何新疆地區(qū)的瓜果異常甘甜;如何通過增加光合作用,降低呼吸作用來增產(chǎn)增效……能正確解釋身邊發(fā)生的生物學(xué)現(xiàn)象,表現(xiàn)出學(xué)生較高的生物科學(xué)素養(yǎng)、具備實事求是的科學(xué)態(tài)度、一定的探索精神和創(chuàng)新能力。
通過這樣詳細(xì)、全面的剖析,學(xué)生對概念的理解也就全面、深刻。這是一種很常規(guī)也很實用的掌握概念的方式,是對科學(xué)概念正確闡述的重要而有效的途徑。
二、抓住關(guān)鍵字詞的解析,把握概念的精準(zhǔn)
從概念的基本構(gòu)成上看,內(nèi)涵與外延是概念的靈魂和軀殼,關(guān)鍵詞和關(guān)鍵語則是支撐概念的骨架。
生物概念是用簡練的語言高度概括出來的,其中一些字詞都是經(jīng)過認(rèn)真推敲并有其特定意義的,它往往提示了概念的本質(zhì)特征,要理解概念的本質(zhì),必須從理解關(guān)鍵字詞入手。
如:細(xì)胞能進行分裂、分化,以生成更多的不同種類的細(xì)胞用于生物體的生長、發(fā)育和生殖。這一概念中關(guān)鍵詞是細(xì)胞的分裂、細(xì)胞的分化。
在實際教學(xué)中,我用一連串的提問,層層分析,幫助學(xué)生理解細(xì)胞分化并構(gòu)建生物學(xué)的基本觀點:
什么是分化?―就是細(xì)胞的分別變化。
細(xì)胞為什么會出現(xiàn)變化?―分裂出來的一群細(xì)胞,因為有了功能上的差異,所以在形態(tài)、結(jié)構(gòu)上也出現(xiàn)了一些變化。
變化的結(jié)果是什么?―物以類聚。形態(tài)相似、結(jié)構(gòu)與功能相同的細(xì)胞聚集在一起,于是形成了組織。
推而廣之,生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)總是與其功能相適應(yīng)的。
三、構(gòu)建概念圖,系統(tǒng)掌握概念的內(nèi)涵和外延
在教學(xué)中,教師一方面需要向?qū)W生提供各種豐富的、有代表性的事實來為學(xué)生的概念形成提供支撐;另一方面,教學(xué)活動不應(yīng)僅僅停留在讓學(xué)生記住一些生物學(xué)事實,而是要幫助學(xué)生通過對事實的抽象和概括,建立生物學(xué)重要概念,并以此來建構(gòu)合理的知識框架,進而為學(xué)生能夠在新情境下解決相關(guān)問題奠定基礎(chǔ)。
編制概念圖,可以將零散的知識系統(tǒng)化,對知識進行全面鞏固。教師運用概念圖進行教學(xué),能更好地組織和呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,能更有效地監(jiān)控自己的教學(xué)過程和自身概念的發(fā)展,從而提高教學(xué)效果。學(xué)生運用概念圖進行學(xué)習(xí),能促使自己進行有意義的學(xué)習(xí),能更好地組織自己所學(xué)的概念,感知和理解概念在知識體系中的位置和意義,從而提高學(xué)習(xí)效率。
如對染色體、DNA、基因、遺傳物質(zhì)、遺傳信息等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)中,我采用了這樣的概念圖來幫助學(xué)生記憶其間的關(guān)系:
可見,遺傳信息的載體是DNA,遺傳物質(zhì)的載體是染色體。
四、創(chuàng)設(shè)問題情境,幫助學(xué)生消除錯誤概念,建立科學(xué)概念
重知識的概念講解不利于學(xué)生對概念的理解和把握,只是讓學(xué)生靠死記硬背機械化的記住了概念的內(nèi)涵和外延,然而這種方法往往會造成學(xué)生在實際應(yīng)用中對概念的曲解,不利于他們利用概念知識去解決實際問題。那么,在高中生物概念教學(xué)中,如何讓學(xué)生實現(xiàn)感性認(rèn)知、系統(tǒng)認(rèn)知、主動認(rèn)知、正確認(rèn)知呢?
一、重概念的導(dǎo)入過程,讓學(xué)生獲得充分的感性認(rèn)知
感性認(rèn)知是學(xué)生理解概念的基礎(chǔ),只有獲得了感性認(rèn)知,學(xué)生在學(xué)習(xí)中才能更深刻的了解抽象的生物概念。因此,生物教師在教學(xué)中要注重引導(dǎo)學(xué)生形成感性認(rèn)知。這就需要生物教師注重概念的導(dǎo)入過程,通過恰當(dāng)合適的導(dǎo)入方式,利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和知識積累來理解概念。教師可以在講解概念時引入學(xué)生熟悉的事例,讓學(xué)生在解讀事例的過程中認(rèn)知概念。例如在染色體組概念教學(xué)時,教師在導(dǎo)入這一概念之前,可以將這一知識與學(xué)生熟悉的生活實例結(jié)合起來,生活中有很多現(xiàn)象和事物中都蘊藏著染色體組的知識,教師可以就地取材。比如教師可以利用粉筆盒做文章,教師可以在講課前隨機抽出紅、黃、綠不同顏色的鉛筆,每種顏色的鉛筆取兩支(要注意保持同種顏色鉛筆長度的相同)。然后將學(xué)生進行分組,分成兩組,這兩組每組都有這三種顏色的鉛筆各一支。將這種分法下所形成的組作為細(xì)胞中的染色體組。然后讓學(xué)生觀察染色體組的特點,學(xué)生會發(fā)現(xiàn)一小組三種顏色的不同粉筆中,它們的大小和顏色是不相同的,繼而引導(dǎo)學(xué)生得出一個染色體組組內(nèi)無同源染色體,而每組粉筆中包含不同顏色的染色體,即表明一組染色體可以攜帶本物種的全套遺傳信息。通過這種由生活問題概括出概念的方法,能夠讓學(xué)生在理解概念之前獲得充分的感性認(rèn)知,讓他們對染色體組有一個直觀的觀察和認(rèn)識,這樣他們再理解染色體組的概念就會容易得多。
二、注重概念的形成過程,讓學(xué)生獲得概念的系統(tǒng)認(rèn)知
每個生物概念作為系統(tǒng)知識,都是由不同的要素構(gòu)成的,要讓學(xué)生獲得對概念的系統(tǒng)認(rèn)知,必須要讓學(xué)生知道概念是有哪些要素構(gòu)成的,要讓他們關(guān)注概念的形成過程,而非概念本身。例如在環(huán)境容納量教學(xué)時,當(dāng)學(xué)生有了對這個概念的表象認(rèn)知,知道了這個概念的主要內(nèi)容之后。要引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)注這個概念的形成過程。首先,針對概念中環(huán)境條件不受破壞這個約束因素,引導(dǎo)學(xué)生去猜測,在環(huán)境遭到破壞的情況下,這個容納量會不會改變,會發(fā)生怎樣的變化?讓學(xué)生獲得對環(huán)境容納量的條件認(rèn)知,進而鞏固他們對概念的理解。例如在生態(tài)系統(tǒng)教學(xué)時,通過概念內(nèi)容學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)能夠?qū)懗龊驼f出生態(tài)系統(tǒng)的要素,這個時候教師可以引導(dǎo)學(xué)生去討論菜市場是不是一個生態(tài)系統(tǒng)。讓他們用所學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)概念知識去判斷這一問題。繼而教師再引導(dǎo)學(xué)生去認(rèn)知生態(tài)系統(tǒng)是由一個有營養(yǎng)關(guān)系的整體形成的,其各成分之間可以是捕食關(guān)系,也可以是寄生關(guān)系。在這個過程中,學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)概念的形成有了進一步的認(rèn)知,能夠幫助他們正確的定義生態(tài)系統(tǒng),理解此概念,形成系統(tǒng)認(rèn)知。
三、注重概念的遷移過程,讓學(xué)生獲得主動認(rèn)知
高中生物課本中,有些概念之間是相互聯(lián)系的,在概念教學(xué)時,教師不僅要關(guān)注學(xué)生對新知識的掌握和舊知識的記憶情況,還應(yīng)該關(guān)注學(xué)生能否進行知識遷移。因此,高中生物教師在概念講解時要善于利用學(xué)生頭腦中已經(jīng)存在的概念知識,引導(dǎo)學(xué)生完成知識遷移過程,要在遷移中架通舊知識和新知識之間的橋梁,幫助學(xué)生鞏固舊知識的同時學(xué)習(xí)新知識。例如在群落概念教學(xué)時,教師可以先帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)種群概念,然后深入引導(dǎo),讓學(xué)生知道在一定的時間和空間內(nèi)并不是只有一個種群,事實上,有許多種群,這些種群相互作用并且生活在一起,然后就形成了群落。通過這個遷移過程,順利搭建了新舊知識的橋梁,讓學(xué)生更全面理解群落概念知識,能夠提高他們的學(xué)習(xí)能力。因此,高中生物教師要善于引導(dǎo)學(xué)生進行知識遷移,在潛移默化中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,這樣學(xué)生在概念學(xué)習(xí)時會主動思考,尋找新舊知識的聯(lián)系,便于他們?nèi)嬲莆罩R。
四、注重概念的歸納過程,讓學(xué)生獲得正確認(rèn)知