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        基于福建省中考試題提升初中生物建模教學(xué)效率的途徑分析

        2021-09-05 02:03:16孫亞珠
        考試周刊 2021年64期
        關(guān)鍵詞:建模教學(xué)初中生物途徑

        孫亞珠

        摘 要:通過分析福建省初中生物近四年的中考試題,得出各種模型在中考試卷中的出現(xiàn)頻率及所占分值,結(jié)合現(xiàn)階段初中生物建模教學(xué)的不足,提出通過提升教師的科學(xué)思維能力、演示建模過程,夯實學(xué)生的模型構(gòu)建能力、用批判性思維提升學(xué)生構(gòu)建模型和使用模型的能力等途徑,來有效提升建模教學(xué)的效率。

        關(guān)鍵詞:建模教學(xué);初中生物;提升效益;途徑

        建模是建構(gòu)模型的簡稱,是指在問題情境中形成實體、符號或抽象表征的過程和產(chǎn)物,是近年來教師們所喜歡采用的教學(xué)策略,通過研究模型來揭示生物的具體性質(zhì),可以以最簡化、最直觀的形式來展示事物發(fā)展的過程。研究表明,學(xué)生參與建?;顒涌梢孕纬蓪χR內(nèi)容的深入理解,增強(qiáng)解決實際問題的能力。福建省中考自2017年統(tǒng)一命題以來,初中生物中考試題對學(xué)生使用模型能力的考查,所占的分值大。

        一、 福建省初中生物中考四年試題中,涉及模型的試題統(tǒng)計

        分析表1,可得出以下結(jié)論:

        1. 涉及學(xué)生使用模型能力考查的試題量及分值,占比都比較大。

        2. 三種模型的考查都有涉及,以概念模型和數(shù)學(xué)模型較多,有的還出現(xiàn)了兩種模型交叉的題型。

        3. 物理模型有些來自教材,但大部分模型都來自教材之外。

        二、 建模教學(xué)在初中生物教學(xué)運用的不足

        根據(jù)近四年中考生物試卷分析數(shù)據(jù),涉及概念模型、數(shù)學(xué)模型的得分率都較低,尤其是較陌生的概念模型和數(shù)學(xué)模型。如,2017年的T25難度值為0.32,2018年的T25難度值為0.34。從學(xué)生應(yīng)對中考的角度看,教師在初中生物課堂中開展建模教學(xué)是必要的,但現(xiàn)實中建模教學(xué)的效果是不容樂觀的。主要原因如下:

        (一)學(xué)生進(jìn)行建模時,教師缺少對學(xué)生有效的示范、演練及指導(dǎo)

        教師采用模型教學(xué)時,只按自己的理解進(jìn)行,教師要求學(xué)生構(gòu)建相應(yīng)的生物學(xué)模型,沒有以生為本,也沒給出構(gòu)建模型的要求,沒有根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)、思維能力對學(xué)生建模進(jìn)行指導(dǎo)或示范,使得概念模型教學(xué)效率大大降低。教師自身的建模能力也有待提升。

        (二)建模教學(xué)后的反饋缺少針對性

        在運用建模策略開展教學(xué)活動以后,教師應(yīng)當(dāng)帶領(lǐng)學(xué)生對于本節(jié)課的建模成果進(jìn)行及時的歸納總結(jié)、展示和評價,但有的教師卻忽視這一重要環(huán)節(jié),導(dǎo)致學(xué)生未能將所學(xué)習(xí)的建模思想和方法進(jìn)行提煉、遷移。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的一些問題被掩蓋起來,建模成了走過場,流于形式。

        三、 建模教學(xué)在初中生物教學(xué)中的提升途徑

        建模在實際教學(xué)過程中的落實,需要教師主觀上接受并愿意主動實施。解決認(rèn)識上的問題后,可通過以下途徑提升教學(xué)效率。

        (一)提升教師自身的建模能力

        建模教學(xué)是以科學(xué)思維能力為基礎(chǔ)的。針對特定的問題情境進(jìn)行建模,要通過比較確定問題情境事物之間的共同點和差異點,經(jīng)過抽象把事物情境的共同屬性、本質(zhì)特征抽取出來,舍棄其不同的、非本質(zhì)的特征,經(jīng)由概括、歸納而成具有普遍適用的符號或抽象表征的產(chǎn)物。模型構(gòu)建完成后,要以批判性思維的技巧去評價,在尋找證據(jù)論證的過程中去完善。教師自身必須具備一定的科學(xué)思維能力,并在實際教學(xué)過程中,不斷提升自己的科學(xué)思維能力,這樣才能在教學(xué)過程中形成建模的教學(xué)習(xí)慣,從而在教學(xué)中有效地引導(dǎo)學(xué)生形成這些能力。教師本身如果不具備這些基本的科學(xué)思維能力,要實施建模教學(xué)就變成了一句口號。

        (二)通過模型教學(xué),夯實學(xué)生基本建模能力

        一般在實施建模教學(xué)起始階段,應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生基本建模能力為主。無論是何種模型的教學(xué),要給學(xué)生強(qiáng)調(diào),模型建構(gòu)一定要有構(gòu)建目的、模型表征方式、建構(gòu)、檢驗和評價、修正這幾個環(huán)節(jié)。通過學(xué)習(xí),讓學(xué)生體驗?zāi)P徒?gòu)的過程,真正理解模型的建構(gòu)過程,知曉模型使用的各項條件和目的。物理模型的建構(gòu)相對比較簡單,學(xué)生入手容易,興趣也高,文章不做闡述,但概念模型或數(shù)學(xué)模型對學(xué)生和教師而言都是一種挑戰(zhàn)。

        1. 概念模型教學(xué)

        概念模型,是指以圖示、文字符號等組成的流程圖形式,對生命活動規(guī)律、機(jī)理進(jìn)行描述、解釋,同時構(gòu)建具體的模型。對于具體的問題情景,教師應(yīng)當(dāng)以概念或事物為原型,向?qū)W生講授,或和學(xué)生一起通過對比、抽象、概括、歸納,利用生物學(xué)術(shù)語以及圖形進(jìn)行科學(xué)的描述而構(gòu)建模型。學(xué)生在此過程中,會形成較清晰的建模思路,對于一些較為復(fù)雜的生物學(xué)概念模型可以有更加深刻的認(rèn)知,從而提高學(xué)習(xí)效率和思維能力。

        例1 “相對性狀”的概念。教師通過引導(dǎo)學(xué)生解析教材相關(guān)內(nèi)容的表述,概括出概念包括如下要素:①同一生物;②同一性狀;③性狀的不同表現(xiàn);“不同表現(xiàn)”至少為兩種,也可以為多種。通過對比要素,得出①是大前提,②是小前提,③是關(guān)鍵。經(jīng)分析后,選擇概念模型,構(gòu)建思維導(dǎo)圖(如圖1)。在使用此模型時,按大前提、小前提、性狀表現(xiàn)的順序,對具體描述的情境是否屬于相對性狀進(jìn)行判斷。

        概念模型可以降低學(xué)生對概念的理解難度,學(xué)生可以清楚概念的內(nèi)涵與外延,對于學(xué)生理解能力和記憶水平的提高有著重要意義。教師要多嘗試?yán)酶拍钅P烷_展生物教學(xué)活動,向?qū)W生演示概念模型的建構(gòu)過程,促進(jìn)學(xué)生對相應(yīng)知識的深度學(xué)習(xí),讓學(xué)生學(xué)會應(yīng)用概念模型去理解概念、應(yīng)用概念。

        2. 數(shù)學(xué)模型教學(xué)

        數(shù)學(xué)模型常用一些具體的字母數(shù)字和其他數(shù)學(xué)符號構(gòu)建起等式、不等式,并且運用圖表、圖像的形式,表示生物知識內(nèi)在的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),這對學(xué)生提出更高的要求。生物教師可以帶領(lǐng)學(xué)生先觀察研究對象,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)關(guān)系,運用數(shù)學(xué)思想來構(gòu)建生物數(shù)學(xué)模型,而后檢驗?zāi)P褪欠裾_,驗證相關(guān)結(jié)論,并得出具體數(shù)據(jù)。構(gòu)建數(shù)學(xué)模型既培養(yǎng)學(xué)生善于揭示事物的本質(zhì)能力,又能使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和思維品質(zhì),學(xué)生更易于突破重難點知識。

        例2 光合作用與呼吸作用物質(zhì)變化的計算。此類計算題所涉及的物理量主要如下:二氧化碳的變化量、氧氣的變化量、有機(jī)物的變化量。首先,要讓學(xué)生理解,植物在光照條件下同時進(jìn)行光合作用和呼吸作用。光合作用的實質(zhì)是消耗CO2,制造有機(jī)物,產(chǎn)生O2,而呼吸作用正好相反,分解有機(jī)物,消耗O2,產(chǎn)生CO2。學(xué)生要理解這些量的變化所代表的光合作用與呼吸作用強(qiáng)度之間的關(guān)系。接著,讓學(xué)生區(qū)分物理量的變化,是光合作用、呼吸作用各自引起的,還是兩者共同作用的結(jié)果。相當(dāng)多的同學(xué)在這些不同物理量及不同引起原因的組合中,往往不知所措。此時,就需要把復(fù)雜問題進(jìn)行簡化,使本質(zhì)凸顯。教師進(jìn)行教學(xué)時,依據(jù)光合作用與呼吸作用之間的數(shù)量關(guān)系,利用數(shù)學(xué)上數(shù)形結(jié)合的思想,構(gòu)建數(shù)軸模型(如圖2)。在有光的條件下,AB段代表呼吸作用引起的物質(zhì)變化(空氣中的CO2的增加、自身有機(jī)物的減少、空氣中O2的減少)量,

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