徐美洲

(蘇州市新草橋中學(xué) 江蘇蘇州 215000)

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)將發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)作為課程的宗旨和課程的總目標(biāo)。在“科學(xué)思維”的維度上,《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)會(huì)“運(yùn)用比較、分類、歸納、演繹、分析、綜合、建模等方法,進(jìn)行獨(dú)立的思考和判斷”。教師在教學(xué)過程中,需要加強(qiáng)科學(xué)思維訓(xùn)練和概念教學(xué)的結(jié)合,注意引導(dǎo)學(xué)生在事實(shí)的基礎(chǔ)上通過抽象和概括等建構(gòu)概念。同時(shí),在課堂上,教師要通過一定的思維訓(xùn)練,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極討論交流,并針對學(xué)生在交流過程中暴露的思維缺陷進(jìn)行有效指導(dǎo),從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。模型建構(gòu)作為一種應(yīng)用在生物學(xué)課堂教學(xué)的方法,作用顯得越來越重要。

模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對認(rèn)識(shí)對象所做的一種簡化的概括性的描述,有的通過實(shí)物或其他形象化的手段,有的則通過抽象的形式來表達(dá)。模型的形式有很多,主要包括物理模型、概念模型和數(shù)學(xué)模型。概念模型是指以文字表達(dá)來抽象概括出事物本身特征的模型。下文以蘇科版初中《生物學(xué)·七年級·下冊》第五單元“環(huán)境中生物的多樣性”第十四章第一節(jié)“生物的命名和分類”為例,探討通過概念模型建構(gòu)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)實(shí)踐。

本單元為“環(huán)境中生物的多樣性”,在前幾章的學(xué)習(xí)中,學(xué)生分別學(xué)習(xí)了水中的生物、地面中的生物、空中的生物和土壤中的生物,探究了各類生物的主要特征,了解了各種生物適應(yīng)環(huán)境的一些特征及其與人類之間的關(guān)系。

1 設(shè)置情境,引出課題

為了讓學(xué)生了解分類的作用和進(jìn)行生物分類的必要性,教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)貼近學(xué)生生活的情境。教師用PPT 展示超市、農(nóng)貿(mào)市場和藥店三個(gè)常見的生活場景,提出問題:為什么這些地方要把商品和藥品進(jìn)行分類? 教師引導(dǎo)學(xué)生真實(shí)感受到商品分類后可以更方便、快捷地找到所需商品。此時(shí),教師引導(dǎo):地球上有200 多萬種生物,很多生物具有共同的特征,如果不對生物進(jìn)行分類,對其進(jìn)行學(xué)習(xí)、交流和研究起來就會(huì)遇到很多障礙,因此,對生物進(jìn)行分類是生物學(xué)研究的基礎(chǔ)和重要工作。教師順勢引出本節(jié)課的主題“生物的分類”。

2 學(xué)生小組活動(dòng),建立和理解概念

2.1 小組活動(dòng),培養(yǎng)思維

在引入課題后,教師提出問題:如何進(jìn)行生物分類呢? 教師出示課本上的圖片,全班學(xué)生分為小組,嘗試進(jìn)行分類活動(dòng)。學(xué)生之前學(xué)習(xí)過的課本知識(shí)中按照生物的環(huán)境對生物進(jìn)行分類,為了培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,教師在指導(dǎo)的時(shí)候應(yīng)協(xié)調(diào)好小組分類角度的選擇,使小組的分類角度多樣化,分類角度不進(jìn)行限制,教師讓學(xué)生自主思考,可以從生物的形態(tài)特征、生存環(huán)境、與人類的關(guān)系或者其他分類角度任選一個(gè)角度進(jìn)行分類,并要求學(xué)生記錄分類結(jié)果。全班各小組派代表分別交流分類角度、依據(jù)和結(jié)果。在此過程中,教師引導(dǎo)學(xué)生組間相互探討和評價(jià),讓學(xué)生在相互評價(jià)中學(xué)會(huì)獨(dú)立思考,使學(xué)生善于提出不同的觀念和見解。對表達(dá)交流時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤分類或觀點(diǎn),教師可以在學(xué)生組內(nèi)或組間討論糾正或教師點(diǎn)撥后讓學(xué)生再思考。各小組在分類活動(dòng)中相互合作討論,在小組間的交流過程中逐漸獲得一種認(rèn)識(shí):選擇的分類角度不同,所以分類結(jié)果也不同。

在小組交流后,教師提問:通過不同的角度,得到不同分類結(jié)果,幾種分類方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?哪一種分類方法更加科學(xué)? 學(xué)生思考分析后,并進(jìn)行交流。例如,按照環(huán)境的角度,有部分生物在不同的環(huán)境中生存;從與人類的關(guān)系的角度,有些生物對人類既有益處,又有害處。學(xué)生通過比較得出:根據(jù)生物形態(tài)特征作為依據(jù)來分類,比其他的分類依據(jù)更加科學(xué)。在嘗試分類的活動(dòng)中,教師讓學(xué)生意識(shí)到日常分類的不完善和不科學(xué)之處,以及科學(xué)分類的必要性。通過引導(dǎo)學(xué)生分析和交流幾種分類依據(jù),教師培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣和能力。

2.2 思維訓(xùn)練,建立概念

引入科學(xué)分類后,教師先讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)快速閱讀課本內(nèi)容,并要求學(xué)生思考三個(gè)問題:①科學(xué)分類的依據(jù)是什么? ②科學(xué)分類的7 個(gè)等級分別是什么? ③最大的分類單位和最基本的分類單位分別是什么? 學(xué)生能自學(xué)回答問題并初步認(rèn)識(shí)到:分類的標(biāo)準(zhǔn)是生物的相似程度,生物可以按界、門、綱、目、科、屬、種7 個(gè)分類等級進(jìn)行分類;最大的分類單位是“界”,最基本的分類單位是“種”。

教師簡單介紹目前生物的分界“五界學(xué)說”的分類標(biāo)準(zhǔn)和五界,并讓學(xué)生快速閱讀課本“生物分界的歷程”,指出科學(xué)發(fā)展是不斷質(zhì)疑和修正的過程。通過把思維培養(yǎng)和科學(xué)史結(jié)合起來,展示科學(xué)家不迷信權(quán)威和敢于懷疑的事例,教師讓學(xué)生感受到批判質(zhì)疑精神的啟迪,培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑和提出假設(shè)的科學(xué)思維。

接著,教師用PPT 展示跨國明星夫婦及子女的照片,提出問題:白種人和黑種人是一個(gè)物種還是兩個(gè)物種? 同時(shí),教師展示老虎和獅子,以及在人工環(huán)境下繁殖的獅虎獸圖片,提出問題:老虎和獅子是一個(gè)物種還是兩個(gè)物種? 學(xué)生通過比較分析,回答問題,由于學(xué)生對獅虎獸了解不多,因此具有較高的探究興趣。教師再次展示圖片,介紹獅虎獸是不可以再繁殖的。學(xué)生在比較和分析的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)上述兩種生殖的不同之處是一種產(chǎn)生的后代是可育的,一種產(chǎn)生的后代是不可育的,從而得出“種”的分類學(xué)意義是一群能產(chǎn)生可育后代的群體。教師通過提出一定難度的問題,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極思維,引導(dǎo)學(xué)生在事實(shí)的基礎(chǔ)上獲取證據(jù)、分析和歸納,教師將思維教學(xué)和概念教學(xué)結(jié)合起來,鍛煉了學(xué)生的邏輯思維。

2.3 抽象具化,理解概念

教師用PPT 展示人、貓、桃和小麥的分類等級表,要求學(xué)生觀察表格思考和討論兩個(gè)問題:① 人和貓、桃和小麥在分類等級上有哪些相同? 又有哪些不同? ②生物分類等級從大到小,所包含的生物種類的數(shù)量有什么變化? 所包含的共同特征是增多還是減少? 第一個(gè)問題較為簡單,學(xué)生基本通過觀察就能回答,而第二個(gè)問題比較抽象,為了幫助學(xué)生解決問題,教師逐步展示貓屬于的7 個(gè)等級上的范圍的大小(圖1),學(xué)生通過形象的圖片范圍感受到隨著分類等級從大到小生物種類的變化情況。教師進(jìn)一步展示同一綱和同一目的生物共同特征的變化(圖2),學(xué)生能夠比較容易地說出不同等級的相互關(guān)系,進(jìn)而能夠結(jié)合實(shí)例分析并理解等級越低生物種類越少、相似特征越多的概念和科學(xué)分類的意義,既可以說明生物之間的親緣關(guān)系也能反映生物界的進(jìn)化情況。

圖1 貓所在的分類等級的大小

圖2 同一綱和同一目的生物的共同特征

教師通過問題引領(lǐng),引導(dǎo)學(xué)生深入發(fā)現(xiàn)知識(shí),提升學(xué)生科學(xué)思維的深度和廣度,讓學(xué)生的思維從低階走向高階,使學(xué)生能像科學(xué)家一樣去理解和思考問題。

3 模型建構(gòu),實(shí)現(xiàn)概念形成的螺旋式發(fā)展

教師組織學(xué)生進(jìn)行給動(dòng)物依據(jù)特征進(jìn)行分類的活動(dòng),檢驗(yàn)學(xué)生對已經(jīng)學(xué)習(xí)過的一些生物類群的主要特征的學(xué)習(xí)情況,使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)分類方法的優(yōu)越性,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)分類等級的理解和依據(jù)特征進(jìn)行鞏固與應(yīng)用的能力。

為了保證概念建?；顒?dòng)的順利進(jìn)行,教師課前要求學(xué)生復(fù)習(xí)和回顧前面章節(jié)中的相關(guān)知識(shí)。在課堂上,教師首先要求學(xué)生閱讀課本,自主學(xué)習(xí)動(dòng)物分類知識(shí),了解科學(xué)家對動(dòng)物分類的依據(jù):根據(jù)有無脊椎骨可將動(dòng)物分為兩類,一類為脊椎動(dòng)物、一類為無脊椎動(dòng)物。學(xué)生對脊椎概念不熟悉,教師通過PPT 展示青蛙和蛇的脊椎骨圖片,讓學(xué)生形成對脊椎概念的感性認(rèn)識(shí)。教師進(jìn)而補(bǔ)充:根據(jù)脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物的結(jié)構(gòu)與生理等特征,又將它們分成許多不同類群,脊椎動(dòng)物包括魚綱、兩棲綱、爬行綱、鳥綱和哺乳綱等類群;無脊椎動(dòng)物包括原生動(dòng)物門、腔腸動(dòng)物門、扁形動(dòng)物門、線蟲動(dòng)物門、環(huán)節(jié)動(dòng)物門、軟體動(dòng)物門和節(jié)肢動(dòng)物門等類群。

教師給學(xué)生提供課前準(zhǔn)備好的材料:①各種生物的特征的描述,②課本圖14—5 的各種動(dòng)物貼紙。③白板和筆。教師讓學(xué)生以小組為單位,交流討論,對照各個(gè)類群生物的特點(diǎn),分別將各種動(dòng)物貼在對應(yīng)的生物種類名稱的位置。學(xué)生對生物分類的依據(jù)還存在認(rèn)知上的難點(diǎn),對無脊椎動(dòng)物中的原生動(dòng)物、扁形動(dòng)物和腔腸動(dòng)物會(huì)比較陌生,可能存在一定的問題,教師在指導(dǎo)時(shí)提醒學(xué)生再次回顧之前學(xué)習(xí)過的知識(shí),查找課本信息庫資料。

在活動(dòng)結(jié)束后,教師讓各組組長帶著分類結(jié)果到講臺(tái)上展示,各組之間進(jìn)行相互評價(jià),從而促進(jìn)學(xué)生對該概念(圖3)的再次理解,實(shí)現(xiàn)學(xué)生概念形成的螺旋式發(fā)展。

圖3 動(dòng)物的分類依據(jù)

4 教學(xué)反思

在本節(jié)課“生物的分類”教學(xué)的三個(gè)活動(dòng)中,教師通過“嘗試分類”活動(dòng)的比較和分析,使學(xué)生理解“科學(xué)分類的重要性”;通過科學(xué)分類活動(dòng)讓學(xué)生進(jìn)行歸納和概括,幫助學(xué)生形成“科學(xué)分類需要以生物的特征為依據(jù)”的概念和理解科學(xué)分類的等級、方法與意義;通過給動(dòng)物分類的模型建構(gòu)活動(dòng)來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分類和演繹,有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)“根據(jù)特征,可以將生物分成不同的類群”的重要概念的螺旋式發(fā)展。教師通過在課堂上的交流、討論、展示和評價(jià)來引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比較和分類、歸納和演繹、抽象和概括、分析和綜合等科學(xué)思維,促進(jìn)初中生科學(xué)思維的培養(yǎng)。