姚國平
(江蘇省無錫市南湖中學 214121)
走出教室、走進自然的學習魅力,在于為學生的學習提供知識的全部復雜性,讓學生在真實的情境中自然生長。就自然科學知識而言,探索自然源于人類生存的需要,在知識建構過程中,應有一個真實世界的存在,將知識與真實世界聯系起來,在實踐中獲得和產生知識成為學習的一種基本需要[1]。因此,教師應該樹立實踐的學習觀,積極拓展概念學習的空間,努力踐行“教室外的教育”,引領學生走進自然、親近自然,在無限豐富的場景中,通過實踐、探究等方式,觀察自然的形態(tài)和組成,體察自然的發(fā)生和過程,感知生命本真的狀態(tài),感悟學科的知識和原理。
例如,在“藻類植物的特征”的概念教學中,教師可以組織學生到池塘、濕地等環(huán)境中采集剛毛藻、水綿、青苔等,然后在實驗室進行觀察。在實地采集過程中,學生觀察到這些淡水藻都是綠色的,聚集之處常會見到氣泡,采集到的藻類是絲狀的或單細胞的。在與自然的親密接觸中,學生通過自主觀察和思考,很快能認識到藻類植物的基本特征:藻類植物沒有根、莖、葉等器官,植物體內有葉綠素,能夠進行光合作用,制造有機物。并且在觀察、比較中前概念也得到了轉變:常見的水花生、狐尾藻有根、莖、葉的分化,只能稱作水生植物,而不是藻類植物。
這種自然場境下的學習走進了具體的情境脈絡,具有明確的意圖,指向真實問題和真實世界,是為問題和任務的,而不僅僅是為抽象知識的,這就決定了學習過程中獲得的概念對學習者而言是有明確意義的。
當學校場景中的學習將社會文化生活中的心理發(fā)展和知識置之不顧時,學習過程中就形成了所學知識與世界隔離的狀態(tài),成為學生記憶中的無意義符號,無法融入學生的知識結構中[1]。因此,概念建構必須充分考慮社會文化背景對個體認知圖式發(fā)展的影響,只有根植于學生的生活世界,打通生活世界與書本世界的界限,激起學生在真實情境中的感受、體驗,才能喚醒其學習的強烈欲望,進而積極主動地建構概念、理解概念。
例如,禽流感是近年來全國范圍內爆發(fā)的大規(guī)模傳染病,嚴重影響了社會生活,引起了人們對衛(wèi)生、健康和安全問題的高度關注。在組織學生學習“傳染病的預防”時,就可以以這一典型事件作為學習背景,組織學生交流:為了預防禽流感,可采取哪些措施?根據所見所聞,學生提出了以下幾點:①避免去暴發(fā)禽流感的地區(qū);② 發(fā)現禽流感疫情時,應盡量避免與禽類接觸,接觸禽畜后切記要用洗手液及清水徹底洗凈雙手;③對雞肉等食物應徹底煮熟;④保持室內空氣流通,盡量少去空氣不流通場所;⑤注意個人衛(wèi)生,打噴嚏或咳嗽時應掩住口鼻;⑥保持室內清潔,必要時進行消毒處理;⑦平時應加強體育鍛煉,避免過度勞累。然后要求學生討論:上述措施分別針對傳染病傳染的哪個環(huán)節(jié)進行的?學生就自然而然地分析概括出預防傳染病的三條措施:控制傳染源、切斷傳播途徑和保護易感人群。
案例中,學習是在特定的社會文化背景、具體的社會情境中發(fā)生的,特定的社會環(huán)境提供了新知識發(fā)展的基礎和可以被接受的范圍。從學生已有經驗出發(fā),將學習鑲嵌于具體的社會背景中,概念就成為個體與社會情境之間聯系的屬性以及互動的產物,這是一個積極主動的建構過程。
在生物學概念教學中,以生物學發(fā)展的歷史為題材,可以讓學生置身于宏觀的歷史背景或框架中進行思考、辨析,在了解科學概念的產生、發(fā)展、完善的過程中擁有相關主題的概念圖式,通過科學有效的運用、加工和操作,有利于促成學生重建、擴展和深入理解生物學科學概念。
例如,在“生命的起源”一節(jié)的教學中,可以展示以下史料:①1953年,米勒模擬原始大氣實驗有力地證明了在原始地球的自然條件下,無機小分子可以轉化為有機小分子;②1958年,美國生物化學家??怂箤被峄旌衔飪A倒在160℃~200℃的熱砂或粘土上,水分蒸發(fā)后,氨基酸濃縮并化合生成類蛋白質分子。這個實驗證明,有機小分子物質經過相互作用可以形成有機大分子。③1924年,前蘇聯生物學家奧巴林提出了團聚體學說,他將明膠(蛋白質)溶液與阿拉伯膠(糖)溶液兩種透明的溶液混合在一起,在顯微鏡下可以看到均勻的溶液中出現了小滴,能表現出簡單的代謝、生長、增殖等生命現象。1960年,福克斯提出了微球體假說,他將干燥的氨基酸粉末混合加熱到170℃持續(xù)數小時,直到氨基酸粉末變成黏滯的液體,然后把它放入1%的氯化鈉溶液中,形成了無數微球體。這種微球體可以看成是原始細胞的模型,能表現出很多生命特征。這兩種假說各自都有一定的實驗基礎和理論基礎,可以證明,生物大分子物質可以組成多分子體系。④科學家又猜想,具有多分子體系特點的小滴漂浮在原始海洋中,經歷漫長的演變,它們的結構和功能不斷發(fā)展,終于形成了具有原始新陳代謝作用并能進行繁殖的原始生命。這種教學處理較好地揭示了科學發(fā)展由表及里的過程,符合學生對某一嶄新科學知識的認知過程。由此,學生建立了這樣的觀念:地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其復雜的化學過程,一步一步地演變而成的。
案例中,通過創(chuàng)設豐富的歷史背景,學生沿著科學家的足跡,能較好地理解生命起源思想的形成過程,并從中體驗到科學家的思維方法,形成對科學本質的理解。在凸顯科學方法、培育科學思維能力基礎之上,學生獲得的科學概念是具體、有效的。
科學概念需要綜合運用概念、判斷、推理等邏輯思維的基本形式。學生理解概念的過程實際上就是一個嚴密的邏輯思維過程,是一個理性引領下的學習過程。而邏輯背景是引發(fā)邏輯思維的任務前提,能顯著影響概念的表征。當年達爾文能提出生物進化論思想,主要依循了英國地質學家查爾斯·賴爾的地質進化論邏輯,即“自然界巨大的改變是由極長期、每日漸變的力量積累之后才產生大變”。因此,當學生在陌生的認知領域缺乏一定的邏輯思路時,教師應該運用先行組織者教學策略認真分析學情,找準學生的“最近發(fā)展區(qū)”,預先提供合適的邏輯思維背景材料,搭建必要的邏輯支架,引領學生的認知邏輯與知識形成邏輯并行發(fā)展,從而提高概念建構的有效性和概念的可理解性。
例如,在“生命的起源”一節(jié)教學中,學生對于生命起源的條件由于沒有足夠的知識儲備,也缺乏相應的邏輯依存,如果僅靠“分析想象中的原始地球”這一教學策略,完全是在迎合教材的意圖,被迫接受源于教材的觀點,學生可能會質疑:生命的孕育為什么需要這些條件,而不是其他?為了讓學生準確、合理地理解生命起源的條件,教師在教學設計中,可預先提供下列引導性材料:動物和植物都是有生命的,其基本結構和功能單位都是細胞,科學家發(fā)現,所有細胞(不論是動物細胞,還是植物細胞),都是由2種重要的物質構成的,這就是蛋白質和核酸,并且這些物質的產生需要大量的能量。據此科學事實,學生可推測出,生命的起源不是無中生有,而是類似于生產的過程,需要物質、能量以及一定的場所。這樣,在學生的頭腦中形成了解決陌生領域問題的一般思路。那么,當時的地球環(huán)境能提供上述條件嗎?在問題的驅動下,學生就可沿著剛形成的邏輯思路模仿推演,直至達到認知的彼岸。
概念教學本質上是思維的教學,當學科邏輯(反映教材知識演化的發(fā)展順序)、認知邏輯(反映學生學習活動的心理順序)、教學邏輯(反映課堂教學流程的時空順序)趨于一致時,就會產生共振效應,有利于學生運用邏輯思維達到對具體對象本質的把握,從而抽象概括出穩(wěn)固的學科概念。