有些教師在課堂教學(xué)之后常常抱怨:明明已經(jīng)強(qiáng)調(diào)了,為什么還有學(xué)生記不清楚,弄錯(cuò)了!這里的原因可能是多方面的,但是其中重要的一個(gè)方面往往會被教師忽略,那就是學(xué)生的前概念在作祟。并且在某堂課上,教師不經(jīng)意的失誤也可能成為干擾學(xué)生以后學(xué)習(xí)的前概念。
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論把學(xué)習(xí)者在接受正式的科學(xué)教育之前,在現(xiàn)實(shí)生活中通過長期的經(jīng)驗(yàn)積累與自我學(xué)習(xí)而獲得的一些感性認(rèn)識,積累的一些缺乏概括性和科學(xué)性的經(jīng)驗(yàn)稱為“前科學(xué)概念”或簡稱“前概念”。雖然前概念中有概念兩個(gè)字,但是前概念并不具有概念的一般屬性,它不成系統(tǒng),是支離破碎的。
1 高中生物學(xué)科前概念的產(chǎn)生
進(jìn)入高中,學(xué)生已經(jīng)在小學(xué)的科學(xué)課、初中的生物課接觸、學(xué)習(xí)、體驗(yàn)到了許多生物學(xué)科及其他相關(guān)知識,還加上自己從互聯(lián)網(wǎng)上看到的、社會上聽說的等,數(shù)量眾多、紛繁復(fù)雜而又未必清晰,還夾雜著錯(cuò)誤甚至是荒謬的東西。在學(xué)生進(jìn)入到高中生物學(xué)科新知識的學(xué)習(xí)時(shí),就會想起這些前概念。
2 發(fā)現(xiàn)學(xué)生的前概念
如果教師沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生錯(cuò)誤的前概念,就會使學(xué)生在學(xué)習(xí)中受到干擾、誤導(dǎo),影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。所以,在學(xué)生無法自覺發(fā)現(xiàn)自己的前概念時(shí),教師作為教學(xué)的主體之一,必須利用各種方法了解學(xué)生的前概念,利用其中正確的因子將新的概念納入學(xué)生的知識體系;幫助他們分析其中的錯(cuò)誤或不足,樹立正確的概念。
筆者在教學(xué)實(shí)踐和思考中將人教版高中生物教材必修一第五章第二節(jié)“細(xì)胞的能量“通貨”——ATP”中的前概念以及相關(guān)的內(nèi)容做了尋找、梳理和總結(jié)。從發(fā)現(xiàn)手段來看可以分為以下3種。① 通過課前和課上的提問、對話了解學(xué)生在之前所學(xué)的與之相關(guān)的內(nèi)容:例如,初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了光合作用的基本過程(這是ATP合成能量來源之一),知道光能轉(zhuǎn)變成葡萄糖、淀粉中的化學(xué)能。②通過詢問同年級的其他學(xué)科教師知道學(xué)生對化學(xué)鍵、可逆反應(yīng)的相關(guān)概念正在學(xué)習(xí)中,政治經(jīng)濟(jì)學(xué)中“通貨”的概念也是如此。③通過以前教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累,知道學(xué)生對于“為生命活動直接供能”的含義總帶有理解上的偏差。
3 正確處理,讓前概念為教學(xué)服務(wù)
“前概念”的產(chǎn)生是客觀、必然的,教師的作用就是幫助學(xué)生,摒棄錯(cuò)誤的前概念,保留正確的前概念,同時(shí)避免在教學(xué)過程中產(chǎn)生新的錯(cuò)誤的前概念。
3.1 學(xué)科交叉,辨析前概念
在這節(jié)教學(xué)內(nèi)容中涉及其他學(xué)科的內(nèi)容有:高能磷酸鍵中的鍵能、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)與化學(xué)學(xué)科知識相關(guān),細(xì)胞的能量“通貨”中的通貨與政治學(xué)科知識相關(guān)。
高能磷酸鍵有關(guān)鍵能的概念是指高能磷酸鍵斷裂后釋放大量能量,而化學(xué)學(xué)科提到的鍵能指斷裂化學(xué)鍵所需的能量。如果不幫助學(xué)生辨析清楚,學(xué)生很容易將兩者混淆。筆者“將活化能”在必修一第五章第一節(jié)“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”中的相關(guān)知識引入本節(jié)課,通過幾個(gè)問題促進(jìn)學(xué)生的思考:“放能反應(yīng)需要活化能嗎?”“高能磷酸鍵的斷裂需要活化能嗎?”“高能磷酸鍵斷裂后釋放的鍵能與化學(xué)學(xué)科提到的鍵能究竟是什么關(guān)系?”這樣使他們認(rèn)識到化學(xué)學(xué)科提出的鍵能是指要斷裂化學(xué)鍵外界所施加的活化能,而高能磷酸鍵斷裂釋放大量能量是說這個(gè)過程是一個(gè)放能反應(yīng),其斷裂釋放的能量遠(yuǎn)多于用于其斷裂的活化能。學(xué)生明晰了兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系,就不會讓化學(xué)學(xué)科提出的鍵能這個(gè)正確的概念成為干擾學(xué)生學(xué)習(xí)高能磷酸鍵鍵能的前概念了。
而化學(xué)學(xué)科中可逆反應(yīng)的概念與生物學(xué)科非但沒有沖突,反而可以幫助學(xué)生判斷ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng),因?yàn)榭赡娣磻?yīng)是在相同的條件下進(jìn)行的,而ATP水解與合成所需的酶顯然不同(酶的專一性),而且能量的來源和去向也不同。
學(xué)生在政治學(xué)科的《經(jīng)濟(jì)生活》中還未涉及到通貨的概念,教師正好通過其他形式的能量轉(zhuǎn)化為ATP中的能量,ATP也能夠轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,提前為他們學(xué)習(xí)“通貨”做好鋪墊。
3.2 前后知識點(diǎn)的呼應(yīng),形成正確的前概念
在這節(jié)教學(xué)內(nèi)容中涉及前后知識點(diǎn)的內(nèi)容主要有:ATP的結(jié)構(gòu)、光合作用、化能合成作用與呼吸作用等。
ATP的結(jié)構(gòu)對于學(xué)生是陌生而又復(fù)雜的,教師可以根據(jù)之前學(xué)習(xí)過的核苷酸的結(jié)構(gòu)來幫助學(xué)生構(gòu)建ATP的結(jié)構(gòu):從ATP的中文名稱三磷酸腺苷入手,先讓學(xué)生從“腺”、“苷”兩個(gè)字聯(lián)想到腺嘌呤核糖核苷酸,然后板書列出腺嘌呤核糖核苷酸的結(jié)構(gòu)簡式。教師在這基礎(chǔ)上再作添加形成ATP的簡式。
通過這種方式,從學(xué)生已掌握的核苷酸結(jié)構(gòu)簡式順利過渡到三磷酸核苷酸的結(jié)構(gòu)簡式,既便于學(xué)生將此納入已有的知識框架體系,又清楚地反映出ATP的化學(xué)本質(zhì)。
光合作用、化能合成作用和呼吸作用等即將在ATP這節(jié)內(nèi)容之后與學(xué)生見面,所以一方面要有所鋪墊,另一方面必須讓學(xué)生形成正確的概念,避免對這兩個(gè)概念的誤讀。教師在有必要提醒學(xué)生注意以下幾點(diǎn):① 在ADP轉(zhuǎn)化為ATP時(shí)能量的來源,對于動物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說是來自細(xì)胞呼吸,此時(shí)有必要強(qiáng)調(diào)“大多數(shù)細(xì)菌”為后面硝化細(xì)菌與化能合成作用的學(xué)習(xí)作鋪墊;② 同時(shí)在此強(qiáng)調(diào)細(xì)胞呼吸是一個(gè)釋放能量的化學(xué)變化,從側(cè)面提醒學(xué)生這與生活中所指的呼吸為物理變化是不相同的;③在ATP的利用中能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通的講解過程中,教師可以拿光合作用中光能先轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的能量,再轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷愔械哪芰繛槔o學(xué)生先留下光合作用中能量是怎樣轉(zhuǎn)變的印象,有助于光合作用的學(xué)習(xí)。
3.3 舉例適當(dāng),避免產(chǎn)生錯(cuò)誤的前概念
在生物教學(xué)過程中,為了幫助學(xué)生理解一些概念,通常教師會舉例子、打比方。但是如果舉例不當(dāng),會給學(xué)生留下錯(cuò)誤的印象,對概念的理解出現(xiàn)偏差。
在這節(jié)內(nèi)容中,學(xué)生對于什么是直接能源的理解常常產(chǎn)生疑惑。根據(jù)人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物必修一的教師教學(xué)用書P99頁將有機(jī)大分子中的能量比作百元大鈔,ATP分子就是一元小票。筆者認(rèn)為這個(gè)比喻不妥,且不說現(xiàn)在的通貨膨脹、貨幣貶值,最重要的是不能讓學(xué)生通過這個(gè)比喻看清楚ATP作為直接能源物質(zhì)的真正作用。在教學(xué)過程中筆者將細(xì)胞有機(jī)物中的能量比作煤炭、石油中的能量,把ATP中的能量比作電能,煤炭、石油中的能量雖多但人們現(xiàn)在無法直接用來點(diǎn)亮教室里的日光燈、打開電腦和投影儀,必須在發(fā)電廠轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿拍苤苯訛槿藗兯谩_@樣的比喻能幫助學(xué)生理解ATP為什么是直接能源,是細(xì)胞能量的通貨。而錯(cuò)誤的比喻會導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為有機(jī)物中的能量與ATP中的能量僅僅是數(shù)量上的差別。
4 反思,跳出前概念看教學(xué)
4.1 注意前后知識的聯(lián)系,構(gòu)建知識體系
前概念是客觀存在的,所以要求教師在教學(xué)的準(zhǔn)備、實(shí)施過程中必須要考量它所帶來的問題,利用各種手段來解決這些問題。但是,從建構(gòu)主義的角度來說,這未必是件壞事,如果教師能夠因此而在教學(xué)的整個(gè)過程中注意前后知識的內(nèi)在聯(lián)系,在學(xué)習(xí)前一個(gè)概念時(shí)能為后面概念的學(xué)習(xí)作鋪墊,學(xué)習(xí)后面概念時(shí)能以先前學(xué)過的概念為例,鞏固前后概念間的聯(lián)系,并由此幫助學(xué)生構(gòu)建自己的知識體系,這樣就能起到事半功倍的效果。
4.2 了解學(xué)科的發(fā)展,了解其他學(xué)科的內(nèi)容
隨著學(xué)生知識容量的擴(kuò)充,教師僅有自己所教授學(xué)科的知識,甚至只有高中階段生物學(xué)的知識是無法勝任現(xiàn)今的教學(xué)的。這已不是“給學(xué)生一碗水,自己要有一桶水”那么簡單,而是要求教師終身學(xué)習(xí),立足教學(xué)面向全科,既可以很好地解決不同學(xué)科相近概念對學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生的干擾,還可以為自己的教學(xué)找到更多的教學(xué)資源,豐富自己的課堂教學(xué),提升自己在學(xué)生中的威信。
4.3 關(guān)心學(xué)生的發(fā)展
教師的教學(xué)始終圍繞著學(xué)生的學(xué)習(xí),學(xué)校的教育始終關(guān)注著學(xué)生的發(fā)展。如何讓前概念為教學(xué)服務(wù),說到底還是為了學(xué)生的發(fā)展。從前概念的產(chǎn)生、教師的發(fā)現(xiàn)到教學(xué)處理,都要求教師關(guān)心學(xué)生的發(fā)展,注意青春期的學(xué)生敏感、逆反而又好奇,求知欲強(qiáng);注意95后的學(xué)生不同于他們學(xué)長的時(shí)尚與潮流,思維與作派;注意不同學(xué)生的身心發(fā)展水平,個(gè)性特點(diǎn)和適應(yīng)高中學(xué)習(xí)的程度。只有這樣才能提高教師的教學(xué)質(zhì)量,更重要的是學(xué)生的學(xué)習(xí)和自身發(fā)展才能更為順利。