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南京市优秀案例:九“管”齐下,助力概念教学
发布日期:2021-04-30 浏览次数: 字号:[ ]

——《生物进化的学说》有效概念教学的案例

?南外仙林中学部徐广宇

一、案例背景

近几年《初中生物课程标准》在修编时,新增并重点强调了概念教学的重要性。生物学概念是生物学课程内容的基本组成,生物学重要概念处于学科中心位置,包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。如何有效的提高概念教学的效果,对于提升整体生物教学质量具有举足轻重的作用,所以对于概念教学的探索一直是研究的热点。但是因为概念往往是高度概括和抽象的知识,所以难度较大,研究的成果比较有限。本文以苏教版八年级上册《生物进化的学说》的教学为例,阐述如何多种途径全面提升概念教学的质量。

二、教学流程及案例分析

(一)通过活动检验学生认知的前概念,激发学习正确新概念的热情

【教学片段】

导入:关于进化论,其实即使我们没有学这一节内容,只要我们提到进化论,我们就会想到一个人——达尔文。好像大家对达尔文和他的进化理论还是有点了解的,那么我就先考考大家?看看大家是不是真的理解这套理论。

问题是这样的:有研究发现长颈鹿的祖先脖子并没有现在这么长,请大家根据自己已有的知识和自己对进化的理解,说说你认为长颈鹿是如何进化为现代长颈鹿的?(屏幕上配图)

生:根据往年的教学经验,学生的回答一般主要包括两大类。观点一和观点二(PPT结合学生的回答分别展示这2个主流观点)

师:那么这两种观点,哪一个更符合达尔文的进化思想呢?下面我们一起进行更深一步的探讨。

【案例分析】

考虑到学生从小学起就已经通过各种书籍和科普平台对达尔文及其进化论有了一定接触,但是理解不透彻,甚至还有很多偏差。所以本节导入,并未直接学习达尔文的进化理论,而让学生结合自己的已有知识和经验,尝试阐述长颈鹿的进化过程,从而检验他们目前对达尔文进化论的理解(即前概念),而且不出所料的,果然很多学生的理解确实是有偏差的,有的则把“用进废退”的思想当做了达尔文的进化理论。这样的设计,一方面,便于老师了解学生对该学说的认知前概念,能及时掌握学生认识的程度,也能及时发现了很多错误的前概念,让学生产生认知上的冲突,对于后期纠正错误概念、建立正确概念有重要意义。

(二)通过合理引入初高衔接内容,帮助学生消除错误前概念,建立正确新概念

【教学片段】

师:解读观点一:“长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶,于是长颈鹿天天使劲地将颈伸长,终于形成了现在的长颈鹿。”我觉得也挺有道理的啊?用进废退嘛,长颈用的器官会越来越发达,经常不用的器官会退化。(持有该观点的学生,表示认同)

师:其实,用进废退这种进化思想并不是我们现在才提出来的,而是一位法国科学家拉马克最先提出来的,而且他还提出获得性遗传的观点,就是环境引起的或由于用进废退引起的变化是可以遗传的。这些观点听起来还挺有道理的,但是随着现代遗传学的发展,仔细分析也暴露出来很多问题:因为并不是所有的性状都能遗传给下一代,遗传物质没有的改变的一些性状是不能遗传下一代的。所以,他的观点目前并未被科学界的主流所接受。但是,拉马克对自然科学,特别是生物进化领域的发展,发挥了巨大作用。提到进化论,我们首先想到的是达尔文,但事实上,最早系统的提出进化理论的是拉马克,他的学说也否定了神创论,是我们生物进化学说研究领域的一位巨人,而达尔文则是站巨人肩膀上的另一位巨人。(引入达尔文的自然选择学说)

【案例分析】

因为关于进化学说这份内容,在高中阶段也会再次学到,是初高中教学内容衔接的重要部分,本节课简明扼要的引入了一点点高中的拉马克学说内容,既解决了初高教学衔接的问题,为学生高中学习夯实基础。而且,通过这个高中教材中的“小故事”、“小案例”的引入,能够更好的帮助学生理清“用进废退”和达尔文学说的区别,彻底纠正错误的前概念,为正确的概念建立做好铺垫,也进一步激发了学生学习达尔文进化学说的愿望。

(三)通过自主的阅读理解,提炼关键词组,建立概念的初步认知

【教学片段】

师:那么达尔文提出的进化学说具体是什么学说呢?

生:自然选择学说

师:请大家用3分钟时间仔细阅读教材中关于自然选择学说的内容,划出最重要的核心词组或短句,尝试理解该学说的含义。

(四)通过引导学生构建思维导图,建立比较清晰的概念结构

【教学片段】

师:其实理解掌握自然选择学说,并不需要长篇大论的背诵下来,抓住关键词、提纲挈领,就能轻松的掌握,为了便于大家理解和掌握,老师设计了一个思维导图框架(知识结构图),大家以4人小组为单位,在刚刚自主学习的基础上,合作讨论,尝试提炼出四个最关键词的核心词句(其中有个关键词句是“遗传和变异”,但是该内容是八年级下册才学,所以这里由老师自己补充介绍,并分别列举长颈鹿等各种遗传和变异的例子帮助学生理解)。

师:如果仅仅提炼出这4个关键词,可能有些同学还不能彻底的把自然选择学生彻底搞懂,得把他们之间的关系给理清楚,我这里提供了4中关系词,也请大家将它们对号入座,分别填入思维导图的4个括号中(分别是内因、基础、结果、动力)。

生:学生讨论完成思维导图的建构,老师拍照通过希沃教学系统上传到屏幕。各组结合自己的答案交流展示。

师:“过度繁殖”和 “生存斗争”大部分组一般都能提炼准确,老师在学生交流发言的基础上,结合PPT依次图文并茂的简要解读一下“过度繁殖”、“生存斗争”的知识。但是意料之中,“适者生存”这个词,不少小组填错了(因为这个确实是难点,也是重点)。

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图一 ????????????????????????????????????图二

【案例分析】

为了彻底的引领学生掌握自然选择学说的内容,笔者先后带领学生进行自主学习、小组讨论、提炼关键词,再结合知识框架图构建思维导图,充分体现学生学习的主体性,让学生自主的阅读理解、讨论提炼、构建知识体系,并且将学习理解中最难解决的部分充分暴露出来,比如学生对“适者生存”这个最关键的核心词普遍理解不到,后续教学再进行有针对性的突破重难点。这个教学片断中,在老师的指导下,通过提供少部分信息和箭头形成一个不完整的知识框架图,既给予学生思维上的引导,又需要学生吃透弄懂该学说的含义,才能准确的提炼出最有代表性的关键词,完成思维导图。整个过程,既有老师的指引,更有学生深入思考,也有同学之间的合作学习,对于学生彻底领悟自然选择学说的重要概念具有重要意义。

(五)通过现场互动体验,更深入的体会概念的内涵

【教学片段】

师:根据刚刚各组的反馈,可能还有一部分同学对“适者生存”的理解还不是很深刻,比如:究竟什么样的个体才是“适者”?是否能“生存”(即“适者”)由“谁”来决定(选择)?下面我们一起进行一个现场小互动,看看通过这样一个活动,大家能否把“适者生存”的含义理解透。

师:屏幕上展示英国一种常见的昆虫桦尺蛾。下面我出示2张图片,请各位在短暂的时间内快速的数一数,画面中一共有几只桦尺蛾?

(屏幕上展示第一幅图,画面中有11只桦尺蛾,其中有几只是浅色的和背景色接近,不容易数出来,画面只停留30秒。学生比较兴奋,但是报出来的数量差异很大,绝大部分都是错的)

师:刚刚绝大部分大家数的数量都是错的,这样我再给大家一次机会,我们再来看下一幅图。大家再数一数。

(屏幕上展示第二幅图,画面中有12只桦尺蛾,其中有几只是深色的和背景色接近,不容易数出来,画面也只停留30秒。学生更加兴奋专注,但是报出来的数量仍然差异很大,绝大部分还是错的)

师:刚刚有学生说时间太短了,没数清楚,我再给大家一点点时间分别数一数这2幅图到底有几只?看看和你先前数的数量是否一致。

生:学生仔细数完,发现大部分不对。

师:数个数,对我们来说原本是一件非常容易的事,为什么绝大部分同学都输错了呢?

生:桦尺蛾有2种,2幅图上,都有1种和背景色相似。

师:老师配合刚刚图片,分别引导学生分析:在第一幅图黑色背景下,黑色是“适者”,更容易“生存”,浅色不是“适者”,不容易“生存”;而第二幅图浅色背景下,正好相反,浅色是“适者”,更容易“生存”,黑色不是“适者”,不容易“生存”。配合屏幕上的填空提示,进而带领学生总结回答刚刚2个问题:①什么样的个体才是“适者”? 答:有利变异的个体是“适者”。②是否能“生存”(即“适者”)由“谁”来决定(选择)?在生物的进化过程中起选择作用的是 自然(环境),生物进化是“自然选择”的结果。

师:接下来带领学生联系前面学习生物多样性的内容“生物多样性是生物长期进化的结果(教材P62)”,引导学生理清自然选择、生物进化、生物多样性三者之间的关系(自然选择→生物进化→生物多样性)。

【案例分析】

前面通过构建思维导图帮助学生对自然选择学说有了一个结构关系上的认识,但是最关键的“适者生存”往往是学生理解的薄弱环节,学生虽然掌握的不够透彻,但是也不是一点都不懂,如果通过传统的说讲的方式讲授,对学生没有吸引力,常常不当回事,往往达不到预期的效果。这个环节,老师巧妙的设计了一个现场的互动环节,让学生对照图片数桦尺蛾数量的活动,现场体验“适者生存”的含义,进而对“自然选择”的理解更透彻。因为设计巧妙,绝大多数学生一下子数不对数量,更加激起了学生学习的兴趣,学生会更加专注的去数,更加专注的去理解“适者生存”内涵,从而对自然选择学说的理解更深一步。再加上前后知识的联系指导,帮助学生将前后知识彻底的融会贯通。

(六)通过创设认知冲突,更高效的突破概念认知的难点

【教学片段】

师:其实,刚刚带大家做游戏所反映的自然选择现象,历史上就真实存在过。科学家曾经在英国曼彻斯特进行两次考察,结果对比如下:1850年考察,城市环境好,长满地衣的树干上的桦尺蛾浅色个体占多数;1950年考察,由于工业污染,黑褐色树干上的桦尺蛾深色个体占多数。于是,有人总结出这样一个结论:因为工业污染,导致树干普遍变成黑褐色,桦尺蛾为了适应环境,而进行黑色的定向变异,最终大部分桦尺蛾进化成了黑色。你们是否认同这个观点?请小组讨论分析为什么?

生:有的小组学生认同上述观点,也有的小组反对,并阐述了观点。通过学生交流辩论,把焦点最终集中在了“定向变异”。

师:老师在屏幕上,再补充打出一个问题追问:生物在进化的过程中,形态、大小等方面发生了改变,这些改变是生物主动变异适应环境 还是生物变异被多变的环境所选择?

生:在问题的提示下,大家意识“定向变异”是不对的。并在老师指导下一起归纳2条重要结论:①环境对生物进行选择,而不是生物主动变异适应环境。②变异是不定向的,而自然选择是定向的,决定着生物进化的方向。

【案例分析】

“定向变异”或“生物为了适应环境而发生什么样的适应性变异”是学生理解自然选择学说最容易出错的地方,也是本节课最大的难点。这节课老师,接着刚刚数桦尺蛾的例子,例举历史上真实的自然选择现象的案例,抛出一个常见的错误的观点,引导学生讨论交流辩论,再次创设认知上的冲突,激发大家思考,鼓励大家思辨,逐步把焦点缩小到“定向变异”上,进而总结出2个重要结论。帮助学生避开最容易出错的认识偏差,让学生最准确的理解自然选择概念的内涵。

(七)通过知识在具体案例的迁移运用,彻底掌握概念

【教学片段】

师生互动:通过刚刚系统的学习,绝大部分同学都已经对达尔文的自然选择学说有了一个比较透彻的认识。现在我们再回到刚刚上课时长颈鹿进化的例子,同学们跟着我一起用刚刚我们总结归纳的思维导图,一起阐述长颈鹿的进化过程(具体内容见图)。

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图三 ??????????????????????????图四

师:概述达尔文乘坐贝格尔号进行航海考察对其形成自然选择学说的重要影响,请学生结合教学内容和屏幕上的图文提示,对照刚刚总结的自然选择学说思维导图,小组讨论,阐述加拉帕戈斯群岛地雀进化的过程。

生:学生讨论,部分小组选择一种地雀的进化情况交流发言。

【案例分析】

老师结合大家一起提炼的思维导图,回到长颈鹿的例子,首尾呼应,将理论知识应用到具体案例中,并且循序渐进,老师先带领学生一起运用自然选择学说阐述长颈鹿的例子,再让学生小组合作,自主运用知识阐明加拉帕戈斯群岛地雀进化的过程,顺利的完成知识的迁移应用。

(八)通过培育思辨能力,提升接受理解概念的根本素养

【教学片段】

师生互动:对达尔文自然选择学说的评价,简介其重大意义,同时也指出,我国在进化研究过程中也做出了重要贡献,比如澄江动物化石群发现的意义。并通过澄江动物化石群所体现的物种大爆发现象以及达尔文时期的遗传学水平限制,提出达尔文自然选择学说也存在一定的局限性。进而总结:生物进化学说在不断发展的,已经从性状水平发展到了基因(分子)水平,从以生物个体为单位研究发展到了以种群为基本单位的研究,逐步形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论(具体内容均略过)。

【案例分析】

一般情况下,老师只会简单的介绍达尔文自然选择学说意义,而本节课老师还引领学生简单的探讨了该理论的局限性,简要的提到高中现代生物进化理论知识,再次做好初高中教学衔接的同时,也培养学生思辨能力和发展思维,帮助学生从根本上提升接收理解新概念的能力。

(九)通过对科学史的学习,培育科学品质,勇于创造新概念

【教学片段】

师:虽然达尔文的进化理论也有一定的局限性,但是对生物进化领域的研究产生了巨大的影响。我们一起再次来聚焦这位伟大的科学家。简介达尔文的生平、著作及探索历程,带领同学们一起跟随达尔文的步伐,重温自然选择学说的形成历程,并给学生课外拓展学习建议①阅读《物种起源》,谈感悟。②分析归纳一下,达尔文研究进化论的过程中,有哪些优秀品质(科学精神),值得我们学习借鉴?在最后,用达尔文自己的话总结他对自己的评价,促进学生领悟提升。

【案例分析】

本节课在最后阶段,特别增加了对达尔文的生平和探索历程的介绍环节,引领同学们通过阅读《物种起源》进行课后拓展学习,重温自然选择学说的形成历程,通过科学史教育,鼓励学生学习达尔文等科学家热爱科学、善于思索、勤于观察,认真探究的的科学精神,揭开更多的生命奥秘,深化情感态度价值观目标。

三、案例反思

有效的概念教学能有效地提高教学效益,有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。当然,有效的概念教学也一直是摆在一线老师面前的难题,需要我们教师在设计和组织教学活动时,注意围绕重要概念,精选恰当的教学活动内容,机智灵活的处理好教学环节,充分尊重学生学习的主体性,创造性的设计“接地气”的学生容易接受的教学素材和方式,概念教学一定会取得更大的成效。

四、参考文献:

[1]王美华.巧用思维导图进行高中生物概念教学.中学生物学.2018.12期

[2]刘东奇.生物概念教学要注重前概念以及概念的外延.中学生物学.2012.5期




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