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摘 要:在促进学生主动进行概念建构的过程中,类比是一个有效的方法.根据锚类比物的性质将 类比法分为模型类比和实验类比两类,通过运用实例说明类比法可以降低新概念的理解难度,揭示本质 属性,实现微观现象的宏观化,从而完成概念的建构,提高课堂的有效性.
关键词:核心素养;类比法;概念建构;高中生物
1 生物学概念
生物学概念不仅生物学科知识的基本单位,也 是科学思维的基本单位,同时也是对生命现象和生 命活动规律的高度概括、抽象总结.在知识系统中, 概念作为“节点”,用于构成知识、联结知识.
完整的生物学概念其呈现形式常常是用一句话 来表达,通常是由概念名称、概念例证、概念内涵和 外延三部分组成的陈述句的句式.以“酶”为例进行 说明,见表 1 .
从学科知识结构角度和概念层次方面,常把生物学概念分为大概念,重要概念和次位概念.
一般来说,一个大概念包含有若干个重要概念. 而每个重要概念将有相应的几个次位概念来支撑, 如图 1 所示.
2 概念建构
在概念教学中,建构是通过学生的已有经验以 及将要学习的新知之间的反复、双向的互作,最终形 成和调整个体新的认知结构或图式.在这样的知识、 概念建构过程中,首先,学生应理解当前信息,且这 种理解是建立在原有的知识经验基础上的,同时还 应进一步基于当前信息,又要超越信息本身;其次,对原有知识经验的运用绝不是简单、线性地提取和 套用,个体还要依据新概念,对原有知识作出相应的 某种调整、改造,也就是常说的同化和顺应.建构主 义理论把个体已有的这些经验背景称为“ 概念生 态”.这些概念生态将会影响概念的发展,因此概念 建构应该是基于已有的概念生态,以该“发展区”为 生长点,找到新旧概念之间的联系点、契合点,从而 在“ 同化和顺应”的基础之上,实现“ 平衡—不平 衡—新的平衡”的过程.有部分学者主张连续途 径和不连续途径两种途径[1] .
实践中如何帮助学生利用个体已有的概念生态 为生长点,实现概念的意义建构呢? 其实概念建构 的具体方法有很多,近几年有教育研究者提出了类 比的教学策略,并把类比视为“ 协助学生重建知识 框架的有效工具”.
3 携类比之翼,促概念建构
3 . 1 类比法的理论基础
类比是一种逻辑方法,两个或两类对象在某些 方面具有相似或相同的特征,根据这样的性质,从而 推出它们在其他方面可能相似或相同.将两个对象 进行类比是有理论依据的,除了上述所说的建构主 义学习论,还有一个重要理论基础是类比迁移理论.
类比迁移理论是类比法的源泉.当人们遇到首 次出现的问题( 又称靶问题)时,会下意识地用处理 过类似问题(又称源问题)的方法去思考和解决,这种 方法就是类比迁移即类比法,人们常说的“触类旁通” 就是这个意思.迄今为止多被接受的几大迁移理论是: 结构图印理论+语用图示理论+样例理论.从这些理 论中可以整理出类比的大致过程如图 2 所示.综合类比的定义以及理论基础,可以看出类比 具有表 2 所列几个特点.
3 . 2 类比法的组织模式
利用逻辑推理把类比对象类比到研究对象,根 据它们之间的某种相似性,类比出未知对象也具有 相应的特质,为此提出了类比桥策略,具体由四个程 序组成:(1) 呈现锚类比物;(2) 呈现目标物,与锚类 比物作比较;( 3 ) 提供类比桥,开展小组讨论等活 动;(4) 提供解释模式,让目标有意义[2] . 如图 3 所 示.
3 . 3 类比教学在概念建构过程的运用案例
教师在教学新概念之前,应该分析学情,探测学 生已有的认知结构,在概念生态里找到能被理解且 能被使用的锚类比物,在教学活动中完成锚类比物 与目标物的联结.这里所说的的锚类比物可以是因 地制宜选择的生物或非生物、生物学有关或无关、理 论或方法等有效资源.比如日常事物、实物、生活情 景,可以是图像、图形和表格,甚至还可以是故事等 文本资料,跨学科的一些知识、原理、定律.当然在完 成一次的概念建构中可能只用了一个类比物,也可 能需要多个类比物,多次类比才能达成目标.笔者根 据某次概念建构过程中被利用的主要锚类比物的动静态性质,分为模型类比和实验类比两类.
3 . 3 . 1 模型类比,彰显直观形象
这里说的模型可以是日常事物实物、生活情景, 可以是图像、图形和表格,甚至还可以是故事等文本资料,跨学科的一些模型,原理、定律都可能成为用 以类比教学中的有效资源.这些素材统称为模型,相 对来说是静态的载体.这些模型凭借结构上的生动、 功能上的灵活以及可理解的信息等特点,帮助学生 以新的方法来学习目标概念,并使其更加友好、合理 和可接受,可能会达到令学生终生难忘的效果.
例如,染色体组的概念教材是这样表述的:“ 细 胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不 相同,但又携带着控制生物生长、发育、遗传和变异的 全部信息,这样的一组染色体,叫做一个染色体组.”这 一段话字数较多,理解起来较吃力.可以就地取材,借 助双手做类比,降低理解难度.如图 4 所示.
该模型类比中的锚类比物与目标物见表 3 .
3 . 3 . 2 实验类比,揭示本质属性
在概念建构过程中经常可设计一些模拟实验活 动,变微观为宏观,化抽象为直观,促进学生对目标 概念的主动建构.梳理教材中主要的例子,见表 4 .
除了教材显性提供的实验类比活动外,教师也 可创新性的挖掘,自行设计一些模拟实验来帮助学 生理解抽象概念以及规律性的掌握科学方法.如在 学习标志重捕法时,教师可以设计红、绿色豆种子模 拟实验.操作步骤为:取出 30 粒黑豆→ 剩余黑色种 子倒入烧杯→加入 30 粒绿豆→ 混合均匀→ 随机抓 取→统计绿色与黑色粒数→计算烧杯中黑色总数→ 重复 3 ~ 5 次→计算每次总数的平均值.此时的锚类 比物、目标物见表 5 .
类比教学还有其他方面的具体应用,这里不 再枚举.通 过 类 比 教 学,从 学 生 熟 悉 的 或 已 知 的 表象出发或者参与宏观实验活动,不但可以帮助 其理解抽 象 概 念,掌 握 科 学 方 法,实 现 微 观 现 象 的宏观化 表 征,从 而 顺 利 实 现 概 念 的 建 构,提 高 课堂有效性 .
类比教学也有一定的局限性.由于学生的概念 生态中没有适宜的锚类比物,或选取的不恰当造成 错误匹配、错误使用、类比失败等,从而导致学生对 目标概念更加无法理解.因此类比法不能“ 照葫芦 画瓢”,思维创造性也应充分体现.因此在使用时应 该发挥教师的创新性,多比较,找到合适的、较佳的锚类比物,搭好类比桥.
参考文献:
[1] 刘恩山.中学生物学教学论[ M] . 北京:高等教 育出版社,2009 .
[2] 林红英.基于思维导图的高中生物概念教学研 究 [ D] . 福州:福建师范大学,2016 .
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