一、黑箱與“黑箱化”
1.什么是黑箱
“黑箱”就是指那些既不能打開(kāi),又不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的系統(tǒng)?!昂谙洹毖芯糠椒ǖ暮诵氖牵喝绻覀兡茉O(shè)計(jì)出一個(gè)系統(tǒng)模型,在同樣的輸入作用下,它的輸出和所模擬對(duì)象的輸出相同或相似,就可以確認(rèn)實(shí)現(xiàn)了模擬的目標(biāo)。
2.“黑箱化”及其教學(xué)功能
將生物模型的構(gòu)建過(guò)程作為學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的核心過(guò)程即為“黑箱化”。
“黑箱化”的最大功能就是:創(chuàng)建模型構(gòu)建的課堂思維情境,引導(dǎo)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)和思維。
學(xué)生通過(guò)模型的構(gòu)建,不僅獲得知識(shí),更獲得思維上的發(fā)展。高中生物很多內(nèi)容都具有模型的基本特點(diǎn),如:滲透模型、光合作用模型、細(xì)胞分裂模型、遺傳模型、激素調(diào)節(jié)的負(fù)反饋模型等等。
二、例析:“黑箱化”在課堂思維情境創(chuàng)設(shè)中的2種類(lèi)型
1.以“減數(shù)分裂模型”為代表的:多元假設(shè)生物模型
XcN0zumeYESLN0Z+osONiA==在這種類(lèi)型的課堂教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生在“黑箱”背景下可以提出多種假設(shè)模型,如“激素調(diào)節(jié)的負(fù)反饋模型”也具有這種特點(diǎn),這種類(lèi)型的課堂教學(xué)模式需要4個(gè)基本實(shí)施步驟:
第一步:根據(jù)生物模型設(shè)計(jì)輸入、輸出參數(shù)關(guān)系;
第二步:創(chuàng)設(shè)“黑箱”情境,引導(dǎo)建模;
第三步:比較不同假設(shè)模型與真實(shí)生物模型的吻合度;
第四步:落實(shí)真實(shí)生物模型。
2.以“滲透模型”為代表的:?jiǎn)我患僭O(shè)生物模型
這類(lèi)生物模型在“黑箱”背景下,只要教師在設(shè)計(jì)“黑箱”參數(shù)時(shí)給出足夠的信息,學(xué)生一般都會(huì)統(tǒng)一性的提出一種假設(shè)模型,如“有絲分裂”“光合作用的卡爾文循環(huán)”都屬于這種類(lèi)型。
與可能會(huì)產(chǎn)生的多元假設(shè)生物模型的課堂教學(xué)相比,這類(lèi)的課堂教學(xué)步驟相對(duì)要簡(jiǎn)單一些:
第一步:根據(jù)生物模型設(shè)計(jì)輸入、輸出參數(shù)關(guān)系;
第二步:創(chuàng)設(shè)“黑箱”情境,引導(dǎo)建模;
第三步:落實(shí)真實(shí)生物模型。
3.“黑箱化”的課堂教學(xué)價(jià)值的評(píng)價(jià)和分析
無(wú)論是“減數(shù)分裂”還是“滲透模型”,從知識(shí)角度來(lái)看,都具有描述的特點(diǎn)。常態(tài)教學(xué)中,不管是用圖片進(jìn)行分步講述還是用Flash動(dòng)畫(huà)進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示,這些教學(xué)手段都是基于“事實(shí)描述”這種基本思想來(lái)指導(dǎo)教師的教法設(shè)計(jì)。與此相匹配的學(xué)法行為也就以:圖像觀察、圖像記憶為主要的學(xué)習(xí)手段來(lái)指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。
“黑箱化”處理后的教學(xué)過(guò)程,明顯地在學(xué)法行為上發(fā)生了不同的變化,學(xué)生的學(xué)法不再是描述和記憶生物模型,而是通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的觀察和思考提出模型假設(shè),因此,生物模型的學(xué)習(xí)上升到更高的思維層次的學(xué)習(xí)。
(作者單位 浙江省溫州市溫州第二中學(xué)黃龍校區(qū))