在中學(xué)生物學(xué)習(xí)過(guò)程中,必然伴隨著思維的發(fā)展過(guò)程:由形象性思維向抽象性思維發(fā)展;由簡(jiǎn)單的比較和分類向分析、綜合以及概括、具體化發(fā)展。教學(xué)中常用的歸納法和演繹法是思維的兩個(gè)相反的推理過(guò)程。歸納法是由個(gè)別到一般的推理方法,其目的是要從許多個(gè)別事實(shí)中概括出普遍性的結(jié)論或原理;演繹法是由一般到個(gè)別的推理方法,其目的是要從普遍性的原理中引申出關(guān)于個(gè)別事物的結(jié)論。美國(guó)著名教育心理學(xué)家?jiàn)W蘇貝爾提出學(xué)生獲得概念的方式主要有兩種:一種是以感覺(jué)、知覺(jué)、表象為基礎(chǔ),通過(guò)分析綜合、抽象概括等思維活動(dòng),從個(gè)別到一般,從具體到抽象,逐步把握一類事物的本質(zhì)的過(guò)程;第二種是以定義形式直接向?qū)W習(xí)者揭示新概念的共同關(guān)鍵特征,學(xué)習(xí)者利用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)觀念,理解新概念,并納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),從而獲得新概念的意義。奧蘇貝爾所述的第一種概念生成方式其思維過(guò)程即歸納法,是由個(gè)別到一般的推理方法;第二種概念獲得方法其思維過(guò)程即演繹法,是從一般到個(gè)別的推理方法。
縱觀現(xiàn)在的中學(xué)生物教學(xué),特別在概念教學(xué)方面,普遍存在不針對(duì)教學(xué)對(duì)象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的重演繹輕歸納的教學(xué)現(xiàn)狀,如何改善這現(xiàn)狀?
1 概念教學(xué)中歸納法和演繹法的使用現(xiàn)狀
1.1 重演繹、輕歸納的現(xiàn)象
在眾多初中生物和高中生物課堂中,一般只在大型評(píng)優(yōu)課的課堂中或在大型的公開課中才有教師靈活運(yùn)用各種資源,有序地重組知識(shí)及學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),幫助學(xué)生歸納生成新的概念或總結(jié)生成某個(gè)原理。而在一般教師多是用演繹的方法直接給出新的概念,然后在新概念下具體分析某個(gè)問(wèn)題,或者在新概念的內(nèi)容中反復(fù)強(qiáng)調(diào)鞏固,意在幫助學(xué)生記牢概念即可。后一類型課堂中教師不厭其煩地重復(fù)講概念,而學(xué)生又不容易當(dāng)堂掌握教師硬灌輸?shù)母拍?,?dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣索然,學(xué)習(xí)效果差。
在中學(xué)階段,由于邏輯思維能力的限制,學(xué)生在演繹法教學(xué)的大前提下,學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)會(huì)感到非常茫然,只能囫圇吞棗地學(xué)習(xí)概念。這樣必然導(dǎo)致難以理解后續(xù)所學(xué)知識(shí),同時(shí)還導(dǎo)致學(xué)生的邏輯思維混亂,其建構(gòu)的知識(shí)體系凌亂。同時(shí),通過(guò)這樣學(xué)習(xí)獲得的知識(shí)需要學(xué)生自己嘗試進(jìn)行新舊知識(shí)的比較和聯(lián)系,他們?cè)谛屡f認(rèn)知結(jié)構(gòu)的銜接方面的能力較弱,導(dǎo)致學(xué)習(xí)結(jié)果不佳。
1.2 形似歸納的演繹教學(xué)
一些教師可能在同行的幫助下知道有些概念的教學(xué)是不能直接灌輸?shù)?,是需要幫助學(xué)生在經(jīng)歷了各種具體事物的分析后再歸納生成新概念的。但在具體的課堂實(shí)施過(guò)程中,有很明顯的形似歸納的演繹教學(xué):如在生態(tài)系統(tǒng)的概念教學(xué)中,有教師在帶領(lǐng)學(xué)生具體分析了草地生態(tài)系統(tǒng)和池塘生態(tài)系統(tǒng)的組成成分后,繼續(xù)分析了各成分的相互關(guān)系;有些教師則直接給出了生態(tài)系統(tǒng)的概念,或者指導(dǎo)學(xué)生到書本上的某處劃出生態(tài)系統(tǒng)的概念,然后齊聲朗讀一遍。
這樣的教學(xué)看似有由具體到抽象、由個(gè)性到共性的發(fā)展過(guò)程,但其分析、總結(jié)、概述都是由教師完成,或者是由學(xué)生直接從課本上找到答案,學(xué)生的思維并沒(méi)有經(jīng)歷分析、總結(jié)的過(guò)程,也沒(méi)有進(jìn)行概述的嘗試。長(zhǎng)期以往,學(xué)生會(huì)喪失學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,而對(duì)學(xué)生的能力訓(xùn)練和思維訓(xùn)練目標(biāo)也就無(wú)從談起。
2 概念教學(xué)方法的選擇原則
2.1 “對(duì)象優(yōu)先”原則
教師針對(duì)某個(gè)概念選擇教學(xué)方法時(shí),首要應(yīng)該考慮教學(xué)對(duì)象。小學(xué)生剛進(jìn)入初中階段學(xué)習(xí)時(shí)其思維方式還是以形象思維為主,抽象思維有待發(fā)展;學(xué)生的分析、綜合以及概括能力都是在初中階段急需發(fā)展的。這時(shí)段的教學(xué)中,教師首先應(yīng)該考慮學(xué)生的思維現(xiàn)狀和能力發(fā)展需要,多采取歸納法進(jìn)行概念教學(xué)。
如在初中生物學(xué)“生態(tài)系統(tǒng)”的概念教學(xué)中,對(duì)于“在一定區(qū)域內(nèi),所有生物與非生物環(huán)境之間所形成的統(tǒng)一整體”這樣的文字概述的概念,學(xué)生剛開始理解比較難。如果教師一定要以先給予概念的演繹法教學(xué),學(xué)生只能囫圇吞棗死記概念。但是學(xué)生由于沒(méi)有理解,就不能正確運(yùn)用了?;谶@樣的學(xué)情,如果教師采取歸納法進(jìn)行概念教學(xué):通過(guò)分析學(xué)生熟悉的草地生態(tài)系統(tǒng)的組成,發(fā)現(xiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)中有生物成分和非生物成分,生物成分中有植物、動(dòng)物和微生物;非生物成分中有陽(yáng)光、溫度、水、土壤等,不同成分之間還有相互影響的作用;在此基礎(chǔ)上再分析學(xué)生熟悉的池塘生態(tài)系統(tǒng):同樣由生物成分和非生物成分組成,不同成分之間也有相互影響的作用;甚至再擴(kuò)展到森林生態(tài)系統(tǒng),最后學(xué)生通過(guò)歸納發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)系統(tǒng)都由生物成分與非生物成分構(gòu)成,而且相互影響。在這樣的基礎(chǔ)上,教師再讓學(xué)生自己總結(jié)、概括出生態(tài)系統(tǒng)的概念,概念生成從形象思維逐漸過(guò)渡到抽象思維,學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為新概念的生成奠定了基礎(chǔ),對(duì)于學(xué)生自主構(gòu)建、理解生態(tài)系統(tǒng)的概念及概念的應(yīng)用都有很大的幫助。
2.2 目標(biāo)導(dǎo)向原則
不同教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)不一樣。以江蘇科學(xué)技術(shù)出版社初中生物學(xué)七年級(jí)下冊(cè)教材中“生物體的基本結(jié)構(gòu)”一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容為例,課標(biāo)中對(duì)動(dòng)物、植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的比較及對(duì)動(dòng)物、植物體的基本構(gòu)成單位的目標(biāo)要求都需要學(xué)生在觀察、比較的基礎(chǔ)上歸納得出,所以教材在引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞和人口腔上皮細(xì)胞的臨時(shí)裝片后,由個(gè)性到共性地推理出植物和動(dòng)物的基本結(jié)構(gòu)單位是細(xì)胞,并在比較植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)異同的基礎(chǔ)上,歸納出細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)都包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。很多教師在教學(xué)這部分內(nèi)容時(shí),過(guò)分重視教學(xué)目標(biāo)的知識(shí)表述性內(nèi)容,直接告知學(xué)生相關(guān)結(jié)論,再由共性到個(gè)性地去演繹相關(guān)內(nèi)容。長(zhǎng)此以往,學(xué)生對(duì)科學(xué)研究中的歸納法缺乏了解和鍛煉,抽象性思維的發(fā)展必然受到遏制。
而到高中階段,基于高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的分析、推理能力,在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力又是必要的,所以在高中生物學(xué)“遺傳與進(jìn)化”模塊“孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法”這一內(nèi)容的課標(biāo)要求學(xué)生達(dá)到“分析”層次要求,包括在“基因在染色體上”一節(jié)摩爾根用果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)研究伴性遺傳的實(shí)驗(yàn)都直接涉及“假說(shuō)—演繹法”。這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)既是科學(xué)思維方法的學(xué)習(xí),同時(shí)也是課標(biāo)中很高的知識(shí)要求,所以教師的教學(xué)就必然要深度詮釋演繹法。
2.3 內(nèi)容決定原則
針對(duì)不同內(nèi)容的學(xué)習(xí),教學(xué)方法也必然有區(qū)別。比如在初中學(xué)習(xí)“花的結(jié)構(gòu)”,學(xué)生完全可以通過(guò)觀察不同的花的結(jié)構(gòu)進(jìn)行歸納,在歸納后獲得不同的花的基本結(jié)構(gòu)以及主要結(jié)構(gòu),這是學(xué)生有條件采取的方法。但是在學(xué)習(xí)初中生物學(xué)的“染色體的結(jié)構(gòu)”時(shí),學(xué)生沒(méi)有條件看見(jiàn)染色體上基因的存在,這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)就只能采取演繹法了。同樣,高中生物必修一的“細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)”時(shí),學(xué)生并沒(méi)有條件通過(guò)實(shí)驗(yàn)去具體觀察不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)。對(duì)于微觀的沒(méi)有可能實(shí)驗(yàn)觀察的內(nèi)容,教師只能采取直接告知的方式來(lái)學(xué)習(xí),在此基礎(chǔ)上再演繹其結(jié)構(gòu)功能的相關(guān)性。
3 概念教學(xué)方法建議
3.1 概念生成時(shí)盡可能地采用歸納法
新概念生成時(shí)應(yīng)該遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,在能采用歸納法時(shí)盡可能多地給予學(xué)生材料、觀察以及實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),讓學(xué)生學(xué)習(xí)像科學(xué)家一樣來(lái)進(jìn)行生物知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、總結(jié),領(lǐng)悟從個(gè)性到共性的不完全歸納過(guò)程。這樣的概念學(xué)習(xí)因?yàn)閷W(xué)生主體參與了概念的生成過(guò)程,故他們會(huì)印象深刻,理解到位。
如:在高中生物學(xué)中“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”的概念教學(xué)時(shí),人教版教材中是在學(xué)生經(jīng)歷人體的體溫測(cè)定、體溫變化規(guī)律認(rèn)識(shí)后對(duì)穩(wěn)態(tài)進(jìn)行概念定義的。但其實(shí)如果教師不作細(xì)致分析,學(xué)生并不理解人體體溫的調(diào)節(jié)過(guò)程,更不知道體溫恒定過(guò)程中各器官系統(tǒng)是如何協(xié)調(diào)活動(dòng)的。如果教師能結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn):在寒冷時(shí)你是如何抵御寒冷的,哪些器官參與了活動(dòng)?在炎熱時(shí)如何散熱的?是不是任何時(shí)候都能維持體溫恒定?學(xué)生都有冷、熱和發(fā)燒的體驗(yàn),所以每個(gè)學(xué)生都會(huì)有感悟。在分享經(jīng)驗(yàn)后,學(xué)生就會(huì)大略知道體溫恒定是在多個(gè)器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動(dòng)下共同維持的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),在病毒入侵等情況下也會(huì)穩(wěn)態(tài)失調(diào)的。在經(jīng)驗(yàn)分享基礎(chǔ)上,歸納生成的概念根基牢固,也能在此基礎(chǔ)上生發(fā)更多知識(shí)“葉”。
同時(shí),在歸納法概念教學(xué)應(yīng)用的過(guò)程中,教師還可通過(guò)具體的特例分析,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)歸納的不完全性,從而對(duì)科學(xué)研究方法形成辯證的認(rèn)識(shí),并客觀地使用和評(píng)價(jià)自己的學(xué)習(xí)成果。如在初中生物學(xué)“雙子葉植物種子結(jié)構(gòu)”和“單子葉植物種子結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生觀察多種種子結(jié)構(gòu)后,進(jìn)行歸納,但歸納的特征是一般情況下具有的,有特殊的例子,如蓖麻是雙子葉植物,但其種子中有胚乳。
3.2 在需要的情況下采用演繹法教學(xué)
在學(xué)習(xí)的內(nèi)容不具有形象可觀性,或無(wú)法呈現(xiàn)給學(xué)生供觀察、分析、歸納和概括時(shí),教師只好采用演繹法進(jìn)行概念教學(xué)。一般在學(xué)習(xí)諸如“生物圈”、“細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)”、“染色體”、“基因”等內(nèi)容時(shí),由于學(xué)習(xí)內(nèi)容不具有可觀察性,就只能由教師直接向?qū)W生介紹概念的內(nèi)涵,再通過(guò)反例分析、活動(dòng)操作、學(xué)生描述、概念應(yīng)用嘗試等方法進(jìn)行概念的內(nèi)化和鞏固。通過(guò)這樣學(xué)習(xí)獲得的概念由于缺少了概念自我生成的途徑,在新舊概念的聯(lián)系方面和學(xué)生概念體系的構(gòu)建方面會(huì)相對(duì)困難一些。
另外,在教學(xué)目標(biāo)需要的情況下進(jìn)行演繹法教學(xué)。如在學(xué)習(xí)孟德爾遺傳定律的科學(xué)方法以及摩爾根發(fā)現(xiàn)果蠅的紅眼基因位于X染色體上的內(nèi)容時(shí),就必須以假說(shuō)—演繹法的方法進(jìn)行教學(xué)。這時(shí)學(xué)習(xí)的演繹法是一種科學(xué)研究方法,也是學(xué)生直接接觸“演繹法”這個(gè)名詞。這種學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生的科學(xué)思維方法及其邏輯推理能力的提高具有很直接的作用。
3.3 在概念應(yīng)用對(duì)話中多用演繹法
在學(xué)習(xí)一個(gè)新概念后,學(xué)生往往有概念理解的不全面、不準(zhǔn)確之處,在運(yùn)用概念的過(guò)程中難免有各種類型的錯(cuò)誤,在課堂或課后師生的概念應(yīng)用對(duì)話中,教師可多用演繹法進(jìn)行啟發(fā)。
如:在內(nèi)環(huán)境的概念學(xué)習(xí)后,很多學(xué)生對(duì)內(nèi)環(huán)境的內(nèi)涵理解有偏差,在后續(xù)的應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)把唾液、胃液等消化液也當(dāng)作內(nèi)環(huán)境的組成成分;或者把血紅蛋白也當(dāng)作內(nèi)環(huán)境的組成成分。如果在學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤后,教師不直接糾正,而是順著學(xué)生的思路幫助學(xué)生進(jìn)行推理:“唾液、胃液如果也是內(nèi)環(huán)境的組成成分,那么它們就也是細(xì)胞生活的體內(nèi)環(huán)境了。唾液、胃液是人體的體內(nèi)環(huán)境還是直接跟外界相通的呢?血紅蛋白如果是內(nèi)環(huán)境的組成成分的話,那它就是存在于細(xì)胞外的液體環(huán)境中的了。血紅蛋白存在于哪兒呢?……”根據(jù)學(xué)生的結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步的推理,在推理的結(jié)論與學(xué)生已知的知識(shí)想矛盾之后,學(xué)生就能頓悟自己的錯(cuò)誤了。
這樣的演繹法對(duì)話不僅幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)了自己的錯(cuò)誤,更重要的是教會(huì)了學(xué)生分析問(wèn)題的方法,在概念應(yīng)用的過(guò)程中可以根據(jù)自己的判斷嘗試進(jìn)行演繹推理,從而驗(yàn)證自己的分析是否正確。
概念學(xué)習(xí)既是教師教學(xué)的重點(diǎn),同時(shí)也是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)、整體提升生物科學(xué)素養(yǎng)的必然路徑。在概念學(xué)習(xí)中,教師要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,科學(xué)選擇學(xué)習(xí)的方法對(duì)學(xué)習(xí)的效果至關(guān)重要。