郭建生

[摘要]當(dāng)前的高中生物學(xué)中有許多內(nèi)容難以進(jìn)行直觀的展示，課時(shí)的限制也不利于教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)生物學(xué)的知識(shí)進(jìn)行探究。在當(dāng)前的教學(xué)改革中，教師借助黑箱法對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行了改革。借助這一方法，學(xué)生可以在課堂上完成對(duì)復(fù)雜生物學(xué)知識(shí)的探究和學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞]黑箱法;高中生物;教學(xué)效益

[中圖分類號(hào)]G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6058（2020）05-0091-02

高中生物教學(xué)中包含有許多“黑箱”內(nèi)容，例如遺傳、神經(jīng)、內(nèi)分泌以及細(xì)胞等，教師在教學(xué)中難以對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行直觀的展示，影響了學(xué)生對(duì)這類內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解，不利于教學(xué)效益的提升。對(duì)此，教師可以運(yùn)用黑箱法來(lái)完成對(duì)這類內(nèi)容的教學(xué)，控制輸入和輸出信息，幫助學(xué)生分析黑箱結(jié)構(gòu)，進(jìn)而全面促進(jìn)高中生物教學(xué)效益的提升。

一、運(yùn)用黑箱法助力學(xué)生思維發(fā)展

黑箱法已經(jīng)成為當(dāng)前高中生物教學(xué)中使用較多的方法，因此，黑箱思維成為當(dāng)前許多生物試題的考查重點(diǎn)。這一類型問(wèn)題主要考查學(xué)生是否可以借助題目中所提供的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)未知的問(wèn)題或是生物機(jī)制進(jìn)行分析，進(jìn)而探索生物現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。當(dāng)前生物教學(xué)重視對(duì)學(xué)生黑箱思維的培養(yǎng)，極力促進(jìn)學(xué)生在日常的學(xué)習(xí)過(guò)程中分析生物現(xiàn)象，思考問(wèn)題的本質(zhì)，進(jìn)而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)和思考習(xí)慣。

例如，一些題目中要求學(xué)生結(jié)合資料以及所學(xué)的知識(shí)對(duì)心跳減慢的生物機(jī)制進(jìn)行分析，這屬于典型的黑箱問(wèn)題。在問(wèn)題的解答中，學(xué)生可以通過(guò)構(gòu)建黑箱模型以及分析相應(yīng)的輸入和輸出信息來(lái)完成對(duì)這一生物機(jī)制的分析。學(xué)生可以將心跳減慢的生物機(jī)制設(shè)置為黑箱模型，將一些影響心臟跳動(dòng)的措施作為輸入信息，將心跳的變化情況作為輸出信息。題目資料顯示，實(shí)驗(yàn)中當(dāng)刺激心臟神經(jīng)或是滴入心臟浸泡液之后，心跳速度都會(huì)出現(xiàn)減慢的現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，學(xué)生可以結(jié)合實(shí)際知識(shí)和黑箱思維來(lái)構(gòu)建心跳速度變化調(diào)節(jié)模型。資料中神經(jīng)和心臟浸泡液都能影響心跳速度，這說(shuō)明了神經(jīng)可以通過(guò)分泌化學(xué)物質(zhì)來(lái)降低心跳速度。

二、運(yùn)用黑箱法助力課堂教學(xué)質(zhì)量提高

黑箱法在高中生物教學(xué)中的主要應(yīng)用是結(jié)合課程內(nèi)容來(lái)構(gòu)建黑箱模型，設(shè)計(jì)合適的輸入和輸出信息，并借助對(duì)這些信息的分析來(lái)完成對(duì)課程內(nèi)容的探究性學(xué)習(xí)。在生物教學(xué)中推行黑箱法，可以極大地優(yōu)化課堂教學(xué)，幫助學(xué)生在自行研究和思考過(guò)程中培養(yǎng)自身的邏輯思維能力和分析能力，進(jìn)而提升生物教學(xué)質(zhì)量。

1.生物學(xué)模型的構(gòu)建

教師在課堂中要結(jié)合輸入和輸出信息以及課程內(nèi)容來(lái)自主性地構(gòu)建黑箱模型。例如，在“植物細(xì)胞的滲透吸水原理”的教學(xué)中，教師可結(jié)合課程的實(shí)例，將洋蔥表皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)觀察不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，研究細(xì)胞外界溶液濃度變化情況對(duì)植物細(xì)胞滲透吸水性能的影響。植物細(xì)胞的滲透吸水原理就是黑箱模型，學(xué)生對(duì)植物細(xì)胞滲透吸水性能以及在不同環(huán)境下植物細(xì)胞的吸水性能變化情況不清楚，因此，教學(xué)中教師可將這一內(nèi)容作為黑箱模型，在實(shí)驗(yàn)和探究中強(qiáng)化學(xué)生對(duì)這一知識(shí)的理解。

2.確定輸入和輸出信息

由上可知，植物細(xì)胞的滲透吸水原理是黑箱模型，因此，在教學(xué)中，教師可將植物細(xì)胞外界環(huán)境的溶液濃度作為主要的輸入信息，將植物細(xì)胞在不同的溶液中的滲透吸水性能作為輸出信息進(jìn)行分析。當(dāng)輸入信息為高濃度溶液時(shí)，植物細(xì)胞的滲透吸水性能下降，出現(xiàn)質(zhì)壁分離以及細(xì)胞中液泡體積縮小等現(xiàn)象;當(dāng)輸入信息為蒸餾水等低濃度溶液時(shí)，植物細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原，液泡體積增大，滲透吸水性能提升。根據(jù)對(duì)輸入信息和輸出信息的對(duì)應(yīng)分析，學(xué)生可以得出結(jié)論：細(xì)胞在不同的外部環(huán)境下，滲透吸水性能也會(huì)發(fā)生變化，不同濃度的外部溶液會(huì)促成植物細(xì)胞的吸水或是失水。

3.結(jié)合黑箱分析結(jié)果，深入探究課程內(nèi)容

在完成對(duì)“植物細(xì)胞的滲透吸水原理”這一黑箱模型的分析之后，學(xué)生對(duì)細(xì)胞滲透吸水性能的變化有了一定的了解。在這之后，教師可以結(jié)合這一黑箱模型的分析內(nèi)容，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生深入思考水分子的移動(dòng)規(guī)律以及細(xì)胞滲透吸水功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等問(wèn)題，借助對(duì)更為深入的黑箱模型的分析，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提升，掌握的細(xì)胞結(jié)構(gòu)知識(shí)也更為全面，進(jìn)而提升生物教學(xué)質(zhì)量。

在高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)善用黑箱法來(lái)構(gòu)建生物教學(xué)模型。黑箱模型的使用有助于學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)生物知識(shí)，并在課程的學(xué)習(xí)中掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想以及研究方法，對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展有著重要的影響。

三、運(yùn)用黑箱法助力實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果提升

黑箱法在實(shí)驗(yàn)課程中進(jìn)行運(yùn)用，可幫助學(xué)生掌握生物實(shí)驗(yàn)的操作細(xì)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生生物能力的全面發(fā)展。

黑箱法在高中生物教學(xué)中的主要運(yùn)用目的之一是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。在對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行培養(yǎng)的過(guò)程中，教師可針對(duì)學(xué)生的一些實(shí)驗(yàn)操作以及生物實(shí)驗(yàn)中的常見問(wèn)題進(jìn)行分析。例如，在顯微鏡的操作過(guò)程中，常常出現(xiàn)觀察視野中存在黑點(diǎn)的問(wèn)題，影響學(xué)生的觀察質(zhì)量。在對(duì)黑點(diǎn)的位置進(jìn)行探究的過(guò)程中，由于顯微鏡屬于精密儀器，學(xué)生難以對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接的探究，在這一情況下，教師可將顯微鏡視野中黑點(diǎn)的位置作為黑箱模型，通過(guò)一些合適的操作來(lái)對(duì)黑點(diǎn)的位置進(jìn)行分析。黑點(diǎn)可能存在于顯微鏡的目鏡、物鏡以及裝片之中，因此，在探究中，學(xué)生可對(duì)這三個(gè)結(jié)構(gòu)的位置進(jìn)行調(diào)整，以此設(shè)置為黑箱分析中的輸入信息，將觀察視野中黑點(diǎn)位置是否變化作為輸出信息進(jìn)行分析，以此來(lái)判斷黑點(diǎn)的位置。這種教學(xué)方式不僅培養(yǎng)了學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)操作思想，還有效發(fā)展了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)對(duì)比思維。

黑箱法在高中生物教學(xué)中的主要運(yùn)用目的之二是培養(yǎng)學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)思維。教師可以將一些未知的生物知識(shí)作為黑箱，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)資料的閱讀以及歷史經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析來(lái)對(duì)這一黑箱模型進(jìn)行探究。例如，歷史上，科學(xué)家通過(guò)使用同位素標(biāo)記法來(lái)對(duì)細(xì)胞分裂中DNA的復(fù)制形式進(jìn)行探究。在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家使用同位素標(biāo)記了大腸桿菌的分離DNA，在細(xì)胞分裂之后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)第一代細(xì)胞的DNA為中帶，第二代細(xì)胞的DNA一半為中帶、一半為輕帶。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了DNA在細(xì)胞分裂過(guò)程中的復(fù)制形式為半保留復(fù)制。這一精巧的實(shí)驗(yàn)具備科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想。將這一內(nèi)容設(shè)置為黑箱模型在課程中使用，有助于引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同和掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方式，并提升學(xué)生自主參與探究的積極性。

總之，在高中生物教學(xué)中合理運(yùn)用黑箱法可以有效提升課堂教學(xué)效益。黑箱法可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主探究來(lái)完成課程的學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。同時(shí)，黑箱法也能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思維。黑箱思維是當(dāng)前許多生物試題考查的重點(diǎn)，教師在教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生的黑箱思維，推動(dòng)學(xué)生能力的全面發(fā)展。