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南京市優秀案例:九“管”齊下,助力概念教學
發布日期:2021-04-30 瀏覽次數: 字號:[ ]

——《生物進化的學說》有效概念教學的案例

?南外仙林中學部徐廣宇

一、案例背景

近幾年《初中生物課程標準》在修編時,新增并重點強調了概念教學的重要性。生物學概念是生物學課程內容的基本組成,生物學重要概念處于學科中心位置,包括了對生命基本現象、規律、理論等的理解和解釋,對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用。如何有效的提高概念教學的效果,對于提升整體生物教學質量具有舉足輕重的作用,所以對于概念教學的探索一直是研究的熱點。但是因為概念往往是高度概括和抽象的知識,所以難度較大,研究的成果比較有限。本文以蘇教版八年級上冊《生物進化的學說》的教學為例,闡述如何多種途徑全面提升概念教學的質量。

二、教學流程及案例分析

(一)通過活動檢驗學生認知的前概念,激發學習正確新概念的熱情

【教學片段】

導入:關于進化論,其實即使我們沒有學這一節內容,只要我們提到進化論,我們就會想到一個人——達爾文。好像大家對達爾文和他的進化理論還是有點了解的,那么我就先考考大家?看看大家是不是真的理解這套理論。

問題是這樣的:有研究發現長頸鹿的祖先脖子并沒有現在這么長,請大家根據自己已有的知識和自己對進化的理解,說說你認為長頸鹿是如何進化為現代長頸鹿的?(屏幕上配圖)

生:根據往年的教學經驗,學生的回答一般主要包括兩大類。觀點一和觀點二(PPT結合學生的回答分別展示這2個主流觀點)

師:那么這兩種觀點,哪一個更符合達爾文的進化思想呢?下面我們一起進行更深一步的探討。

【案例分析】

考慮到學生從小學起就已經通過各種書籍和科普平臺對達爾文及其進化論有了一定接觸,但是理解不透徹,甚至還有很多偏差。所以本節導入,并未直接學習達爾文的進化理論,而讓學生結合自己的已有知識和經驗,嘗試闡述長頸鹿的進化過程,從而檢驗他們目前對達爾文進化論的理解(即前概念),而且不出所料的,果然很多學生的理解確實是有偏差的,有的則把“用進廢退”的思想當做了達爾文的進化理論。這樣的設計,一方面,便于老師了解學生對該學說的認知前概念,能及時掌握學生認識的程度,也能及時發現了很多錯誤的前概念,讓學生產生認知上的沖突,對于后期糾正錯誤概念、建立正確概念有重要意義。

(二)通過合理引入初高銜接內容,幫助學生消除錯誤前概念,建立正確新概念

【教學片段】

師:解讀觀點一:“長頸鹿的進化是因為草地退化后要吃樹葉,于是長頸鹿天天使勁地將頸伸長,終于形成了現在的長頸鹿。”我覺得也挺有道理的啊?用進廢退嘛,長頸用的器官會越來越發達,經常不用的器官會退化。(持有該觀點的學生,表示認同)

師:其實,用進廢退這種進化思想并不是我們現在才提出來的,而是一位法國科學家拉馬克最先提出來的,而且他還提出獲得性遺傳的觀點,就是環境引起的或由于用進廢退引起的變化是可以遺傳的。這些觀點聽起來還挺有道理的,但是隨著現代遺傳學的發展,仔細分析也暴露出來很多問題:因為并不是所有的性狀都能遺傳給下一代,遺傳物質沒有的改變的一些性狀是不能遺傳下一代的。所以,他的觀點目前并未被科學界的主流所接受。但是,拉馬克對自然科學,特別是生物進化領域的發展,發揮了巨大作用。提到進化論,我們首先想到的是達爾文,但事實上,最早系統的提出進化理論的是拉馬克,他的學說也否定了神創論,是我們生物進化學說研究領域的一位巨人,而達爾文則是站巨人肩膀上的另一位巨人。(引入達爾文的自然選擇學說)

【案例分析】

因為關于進化學說這份內容,在高中階段也會再次學到,是初高中教學內容銜接的重要部分,本節課簡明扼要的引入了一點點高中的拉馬克學說內容,既解決了初高教學銜接的問題,為學生高中學習夯實基礎。而且,通過這個高中教材中的“小故事”、“小案例”的引入,能夠更好的幫助學生理清“用進廢退”和達爾文學說的區別,徹底糾正錯誤的前概念,為正確的概念建立做好鋪墊,也進一步激發了學生學習達爾文進化學說的愿望。

(三)通過自主的閱讀理解,提煉關鍵詞組,建立概念的初步認知

【教學片段】

師:那么達爾文提出的進化學說具體是什么學說呢?

生:自然選擇學說

師:請大家用3分鐘時間仔細閱讀教材中關于自然選擇學說的內容,劃出最重要的核心詞組或短句,嘗試理解該學說的含義。

(四)通過引導學生構建思維導圖,建立比較清晰的概念結構

【教學片段】

師:其實理解掌握自然選擇學說,并不需要長篇大論的背誦下來,抓住關鍵詞、提綱挈領,就能輕松的掌握,為了便于大家理解和掌握,老師設計了一個思維導圖框架(知識結構圖),大家以4人小組為單位,在剛剛自主學習的基礎上,合作討論,嘗試提煉出四個最關鍵詞的核心詞句(其中有個關鍵詞句是“遺傳和變異”,但是該內容是八年級下冊才學,所以這里由老師自己補充介紹,并分別列舉長頸鹿等各種遺傳和變異的例子幫助學生理解)。

師:如果僅僅提煉出這4個關鍵詞,可能有些同學還不能徹底的把自然選擇學生徹底搞懂,得把他們之間的關系給理清楚,我這里提供了4中關系詞,也請大家將它們對號入座,分別填入思維導圖的4個括號中(分別是內因、基礎、結果、動力)。

生:學生討論完成思維導圖的建構,老師拍照通過希沃教學系統上傳到屏幕。各組結合自己的答案交流展示。

師:“過度繁殖”和 “生存斗爭”大部分組一般都能提煉準確,老師在學生交流發言的基礎上,結合PPT依次圖文并茂的簡要解讀一下“過度繁殖”、“生存斗爭”的知識。但是意料之中,“適者生存”這個詞,不少小組填錯了(因為這個確實是難點,也是重點)。

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圖一 ????????????????????????????????????圖二

【案例分析】

為了徹底的引領學生掌握自然選擇學說的內容,筆者先后帶領學生進行自主學習、小組討論、提煉關鍵詞,再結合知識框架圖構建思維導圖,充分體現學生學習的主體性,讓學生自主的閱讀理解、討論提煉、構建知識體系,并且將學習理解中最難解決的部分充分暴露出來,比如學生對“適者生存”這個最關鍵的核心詞普遍理解不到,后續教學再進行有針對性的突破重難點。這個教學片斷中,在老師的指導下,通過提供少部分信息和箭頭形成一個不完整的知識框架圖,既給予學生思維上的引導,又需要學生吃透弄懂該學說的含義,才能準確的提煉出最有代表性的關鍵詞,完成思維導圖。整個過程,既有老師的指引,更有學生深入思考,也有同學之間的合作學習,對于學生徹底領悟自然選擇學說的重要概念具有重要意義。

(五)通過現場互動體驗,更深入的體會概念的內涵

【教學片段】

師:根據剛剛各組的反饋,可能還有一部分同學對“適者生存”的理解還不是很深刻,比如:究竟什么樣的個體才是“適者”?是否能“生存”(即“適者”)由“誰”來決定(選擇)?下面我們一起進行一個現場小互動,看看通過這樣一個活動,大家能否把“適者生存”的含義理解透。

師:屏幕上展示英國一種常見的昆蟲樺尺蛾。下面我出示2張圖片,請各位在短暫的時間內快速的數一數,畫面中一共有幾只樺尺蛾?

(屏幕上展示第一幅圖,畫面中有11只樺尺蛾,其中有幾只是淺色的和背景色接近,不容易數出來,畫面只停留30秒。學生比較興奮,但是報出來的數量差異很大,絕大部分都是錯的)

師:剛剛絕大部分大家數的數量都是錯的,這樣我再給大家一次機會,我們再來看下一幅圖。大家再數一數。

(屏幕上展示第二幅圖,畫面中有12只樺尺蛾,其中有幾只是深色的和背景色接近,不容易數出來,畫面也只停留30秒。學生更加興奮專注,但是報出來的數量仍然差異很大,絕大部分還是錯的)

師:剛剛有學生說時間太短了,沒數清楚,我再給大家一點點時間分別數一數這2幅圖到底有幾只?看看和你先前數的數量是否一致。

生:學生仔細數完,發現大部分不對。

師:數個數,對我們來說原本是一件非常容易的事,為什么絕大部分同學都輸錯了呢?

生:樺尺蛾有2種,2幅圖上,都有1種和背景色相似。

師:老師配合剛剛圖片,分別引導學生分析:在第一幅圖黑色背景下,黑色是“適者”,更容易“生存”,淺色不是“適者”,不容易“生存”;而第二幅圖淺色背景下,正好相反,淺色是“適者”,更容易“生存”,黑色不是“適者”,不容易“生存”。配合屏幕上的填空提示,進而帶領學生總結回答剛剛2個問題:①什么樣的個體才是“適者”? 答:有利變異的個體是“適者”。②是否能“生存”(即“適者”)由“誰”來決定(選擇)?在生物的進化過程中起選擇作用的是 自然(環境),生物進化是“自然選擇”的結果。

師:接下來帶領學生聯系前面學習生物多樣性的內容“生物多樣性是生物長期進化的結果(教材P62)”,引導學生理清自然選擇、生物進化、生物多樣性三者之間的關系(自然選擇→生物進化→生物多樣性)。

【案例分析】

前面通過構建思維導圖幫助學生對自然選擇學說有了一個結構關系上的認識,但是最關鍵的“適者生存”往往是學生理解的薄弱環節,學生雖然掌握的不夠透徹,但是也不是一點都不懂,如果通過傳統的說講的方式講授,對學生沒有吸引力,常常不當回事,往往達不到預期的效果。這個環節,老師巧妙的設計了一個現場的互動環節,讓學生對照圖片數樺尺蛾數量的活動,現場體驗“適者生存”的含義,進而對“自然選擇”的理解更透徹。因為設計巧妙,絕大多數學生一下子數不對數量,更加激起了學生學習的興趣,學生會更加專注的去數,更加專注的去理解“適者生存”內涵,從而對自然選擇學說的理解更深一步。再加上前后知識的聯系指導,幫助學生將前后知識徹底的融會貫通。

(六)通過創設認知沖突,更高效的突破概念認知的難點

【教學片段】

師:其實,剛剛帶大家做游戲所反映的自然選擇現象,歷史上就真實存在過。科學家曾經在英國曼徹斯特進行兩次考察,結果對比如下:1850年考察,城市環境好,長滿地衣的樹干上的樺尺蛾淺色個體占多數;1950年考察,由于工業污染,黑褐色樹干上的樺尺蛾深色個體占多數。于是,有人總結出這樣一個結論:因為工業污染,導致樹干普遍變成黑褐色,樺尺蛾為了適應環境,而進行黑色的定向變異,最終大部分樺尺蛾進化成了黑色。你們是否認同這個觀點?請小組討論分析為什么?

生:有的小組學生認同上述觀點,也有的小組反對,并闡述了觀點。通過學生交流辯論,把焦點最終集中在了“定向變異”。

師:老師在屏幕上,再補充打出一個問題追問:生物在進化的過程中,形態、大小等方面發生了改變,這些改變是生物主動變異適應環境 還是生物變異被多變的環境所選擇?

生:在問題的提示下,大家意識“定向變異”是不對的。并在老師指導下一起歸納2條重要結論:①環境對生物進行選擇,而不是生物主動變異適應環境。②變異是不定向的,而自然選擇是定向的,決定著生物進化的方向。

【案例分析】

“定向變異”或“生物為了適應環境而發生什么樣的適應性變異”是學生理解自然選擇學說最容易出錯的地方,也是本節課最大的難點。這節課老師,接著剛剛數樺尺蛾的例子,例舉歷史上真實的自然選擇現象的案例,拋出一個常見的錯誤的觀點,引導學生討論交流辯論,再次創設認知上的沖突,激發大家思考,鼓勵大家思辨,逐步把焦點縮小到“定向變異”上,進而總結出2個重要結論。幫助學生避開最容易出錯的認識偏差,讓學生最準確的理解自然選擇概念的內涵。

(七)通過知識在具體案例的遷移運用,徹底掌握概念

【教學片段】

師生互動:通過剛剛系統的學習,絕大部分同學都已經對達爾文的自然選擇學說有了一個比較透徹的認識。現在我們再回到剛剛上課時長頸鹿進化的例子,同學們跟著我一起用剛剛我們總結歸納的思維導圖,一起闡述長頸鹿的進化過程(具體內容見圖)。

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圖三 ??????????????????????????圖四

師:概述達爾文乘坐貝格爾號進行航海考察對其形成自然選擇學說的重要影響,請學生結合教學內容和屏幕上的圖文提示,對照剛剛總結的自然選擇學說思維導圖,小組討論,闡述加拉帕戈斯群島地雀進化的過程。

生:學生討論,部分小組選擇一種地雀的進化情況交流發言。

【案例分析】

老師結合大家一起提煉的思維導圖,回到長頸鹿的例子,首尾呼應,將理論知識應用到具體案例中,并且循序漸進,老師先帶領學生一起運用自然選擇學說闡述長頸鹿的例子,再讓學生小組合作,自主運用知識闡明加拉帕戈斯群島地雀進化的過程,順利的完成知識的遷移應用。

(八)通過培育思辨能力,提升接受理解概念的根本素養

【教學片段】

師生互動:對達爾文自然選擇學說的評價,簡介其重大意義,同時也指出,我國在進化研究過程中也做出了重要貢獻,比如澄江動物化石群發現的意義。并通過澄江動物化石群所體現的物種大爆發現象以及達爾文時期的遺傳學水平限制,提出達爾文自然選擇學說也存在一定的局限性。進而總結:生物進化學說在不斷發展的,已經從性狀水平發展到了基因(分子)水平,從以生物個體為單位研究發展到了以種群為基本單位的研究,逐步形成以自然選擇學說為基礎的現代生物進化理論(具體內容均略過)。

【案例分析】

一般情況下,老師只會簡單的介紹達爾文自然選擇學說意義,而本節課老師還引領學生簡單的探討了該理論的局限性,簡要的提到高中現代生物進化理論知識,再次做好初高中教學銜接的同時,也培養學生思辨能力和發展思維,幫助學生從根本上提升接收理解新概念的能力。

(九)通過對科學史的學習,培育科學品質,勇于創造新概念

【教學片段】

師:雖然達爾文的進化理論也有一定的局限性,但是對生物進化領域的研究產生了巨大的影響。我們一起再次來聚焦這位偉大的科學家。簡介達爾文的生平、著作及探索歷程,帶領同學們一起跟隨達爾文的步伐,重溫自然選擇學說的形成歷程,并給學生課外拓展學習建議①閱讀《物種起源》,談感悟。②分析歸納一下,達爾文研究進化論的過程中,有哪些優秀品質(科學精神),值得我們學習借鑒?在最后,用達爾文自己的話總結他對自己的評價,促進學生領悟提升。

【案例分析】

本節課在最后階段,特別增加了對達爾文的生平和探索歷程的介紹環節,引領同學們通過閱讀《物種起源》進行課后拓展學習,重溫自然選擇學說的形成歷程,通過科學史教育,鼓勵學生學習達爾文等科學家熱愛科學、善于思索、勤于觀察,認真探究的的科學精神,揭開更多的生命奧秘,深化情感態度價值觀目標。

三、案例反思

有效的概念教學能有效地提高教學效益,有助于學生對知識的深入理解和遷移應用。當然,有效的概念教學也一直是擺在一線老師面前的難題,需要我們教師在設計和組織教學活動時,注意圍繞重要概念,精選恰當的教學活動內容,機智靈活的處理好教學環節,充分尊重學生學習的主體性,創造性的設計“接地氣”的學生容易接受的教學素材和方式,概念教學一定會取得更大的成效。

四、參考文獻:

[1]王美華.巧用思維導圖進行高中生物概念教學.中學生物學.2018.12期

[2]劉東奇.生物概念教學要注重前概念以及概念的外延.中學生物學.2012.5期




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