神奇的生態(tài)瓶評(píng)課稿
7～9年級(jí)學(xué)生正處于由具體形象思維向抽象思維發(fā)展的一個(gè)重要階段，教師要重視學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，在科學(xué)教學(xué)中注重引導(dǎo)思考事實(shí)依據(jù)和科學(xué)結(jié)論之間的關(guān)系，逐步形成質(zhì)疑、反思的科學(xué)思維習(xí)慣�！靶撵`必須通過理性，運(yùn)用思維，以思維為工具，才能在認(rèn)識(shí)過程中獲得真知”，在科學(xué)教學(xué)中，“為思維而教”有著十分重要的地位。然而，在不少現(xiàn)實(shí)的課堂教學(xué)中，“知識(shí)點(diǎn)”往往是教師最為關(guān)注的，為了獲得知識(shí)的完整性，教師在新授課時(shí)很容易“節(jié)約”思維的時(shí)間帶著學(xué)生直奔知識(shí)，而復(fù)習(xí)課更容易傾向于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的完整性而忽視思維。這種現(xiàn)象應(yīng)該引起我們的注意。那么，我們應(yīng)該如何在復(fù)習(xí)課中凸現(xiàn)“為思維而教”呢？
筆者有幸聽了郎老師執(zhí)教的一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)習(xí)課《神奇的生態(tài)瓶》。課中，郎老師引導(dǎo)學(xué)生思維的教學(xué)給筆者留下了十分深刻的印象。以下筆者從對(duì)這堂課的感受出發(fā)，談?wù)勗诳茖W(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)中應(yīng)該如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維。
一、思維基于知識(shí)，產(chǎn)生于問題
知識(shí)與思維的關(guān)系非常密切，“沒有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)就不會(huì)有人類的思維活動(dòng)……知識(shí)經(jīng)驗(yàn)是以內(nèi)容的資格參加到思維問題中去的”。可見，重視學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)的把握是必須的，因?yàn)檫@是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的前提。但是，知識(shí)的把握卻又不等于思維的發(fā)展，特別是依靠機(jī)械地反復(fù)強(qiáng)化去鞏固記憶性知識(shí)的教學(xué)過程，并不能促進(jìn)學(xué)生分析與綜合能力的發(fā)展，因?yàn)椤爸R(shí)的多少不能成為衡量思維能力強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)”，教學(xué)中更為重要的是需要培養(yǎng)學(xué)生“對(duì)知識(shí)的理解、運(yùn)用和轉(zhuǎn)化的能力”。簡(jiǎn)言之，科學(xué)思維的培養(yǎng)需要以知識(shí)為基礎(chǔ)，但是又不可停留在具體的知識(shí)點(diǎn)上，而是需要通過思維在一系列知識(shí)點(diǎn)上不斷地深入。那么，科學(xué)課教學(xué)怎樣才能在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上引發(fā)學(xué)生的思維呢？
“人們通常假設(shè)，人的思維和問題解決是緊密聯(lián)系的”，“思維基于知識(shí)，卻又由問題產(chǎn)生，并因?yàn)閱栴}而得到持續(xù)不斷深入的發(fā)展。思維的最終目的也不停留于知識(shí)，而在于使問題得以解決，做出有所創(chuàng)新的發(fā)現(xiàn)”，而且，“教育的最終目的就是教學(xué)生解決問題”�？梢姡袉栴}才有思維，有思維的課堂必然是有問題的課堂。上好復(fù)習(xí)課的關(guān)鍵就是要把機(jī)械的“重復(fù)”變成生動(dòng)積極的“再現(xiàn)”和“運(yùn)用”，而將“重復(fù)”變生動(dòng)的路徑就是精心設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)去解決問題。
郎老師的《神奇的生態(tài)瓶》（后面簡(jiǎn)稱《瓶》）這節(jié)課，首先體現(xiàn)了“從問題進(jìn)，又從問題出”的設(shè)計(jì)思想。她教學(xué)設(shè)計(jì)的第一個(gè)環(huán)節(jié)是“觀看視頻，引發(fā)思考”，視頻是一個(gè)自制生態(tài)瓶的過程，需要學(xué)生思考的是：生態(tài)瓶有什么作用？生態(tài)瓶中有哪些成分？要讓小魚活下去哪些成分是必須有的？她設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是“再看生態(tài)瓶，引發(fā)新思考”。這樣的安排，正如杜威所言：“在每一堂課終了的時(shí)候，要檢查學(xué)生已經(jīng)完成的作業(yè)和學(xué)到的知識(shí)，在學(xué)生的思想中，對(duì)某些未來的課題，應(yīng)有針對(duì)地尋問，到底是什么，許多問題仍然是懸而未決的，這正如結(jié)構(gòu)清晰的故事或戲劇中的每一片段，都會(huì)使人期待著，渴望循著線索繼續(xù)看下去�！�
其次，《瓶》這節(jié)課教學(xué)核心部分的設(shè)計(jì)思路是“鏈接問題，展開復(fù)習(xí)”，用如下三個(gè)大問題呈現(xiàn)了與生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)的三塊內(nèi)容：
問題1：你能理清種群與群落、生態(tài)系統(tǒng)與生物圈等容易混淆的概念嗎？
問題2：你知道生態(tài)瓶中的成分嗎？
問題3：什么樣的生態(tài)瓶能使小魚生活的時(shí)間最長(zhǎng)？
1、問題1要解決的是生態(tài)系統(tǒng)的基本概念；
2、問題2要解決的是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與成分；
3、問題3要解決的是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。
然而，每一個(gè)大問題的解決都有一系列小問題作為腳手架，前面一個(gè)大問題又是后面一個(gè)大問題的腳手架。例如在問題2的解決中，在學(xué)生呈現(xiàn)生態(tài)瓶中的成分之后，郎老師不斷追問“細(xì)菌屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的什么”“可不可以說是微生物”“為什么”等。鞏固練習(xí)之后再次追問：“上題中提到微生物對(duì)自己的物質(zhì)循環(huán)起到重要的作用，是怎么回事呢？”然后出示生態(tài)瓶中的碳循環(huán)示意圖，讓學(xué)生指出分解者。有了碳循環(huán)為基礎(chǔ)，氧循環(huán)的建模迎刃而解，解決問題3所要運(yùn)用的知識(shí)也已經(jīng)儲(chǔ)備好了。有效教學(xué)的奧秘就在于，教師清楚地知道學(xué)生的認(rèn)知水平與教學(xué)目標(biāo)之間的距離，并清楚地知道從學(xué)生現(xiàn)有水平出發(fā)，到達(dá)教學(xué)目標(biāo)之間要架設(shè)的腳手架的位置與個(gè)數(shù)。正是由于腳手架選擇的適切，整堂課中大部分學(xué)生都處在積極思考并努力解決問題的狀態(tài)中。絕大部分時(shí)間都是學(xué)生在爭(zhēng)著表述，而教師只是一個(gè)不斷有問題發(fā)現(xiàn)的引導(dǎo)者和傾聽者。
二、思維產(chǎn)生于問題，拓展于變式
思維產(chǎn)生于問題，但常見的問題又容易產(chǎn)生思維定勢(shì)。很多學(xué)生的答題錯(cuò)誤往往不是由于知識(shí)的欠缺，而是由于思維定勢(shì)造成的，如何克服學(xué)生的思維定勢(shì)是教學(xué)中必須面對(duì)的問題。避免重復(fù)機(jī)械的題海戰(zhàn)術(shù)是克服思維定勢(shì)的一條路徑，《瓶》這節(jié)課正是呈現(xiàn)了如何在日常課堂教學(xué)中克服學(xué)生思維定勢(shì)的一條有效路徑——課堂例題教學(xué)中的充分變式�！八^‘變式’即指從不同角度、不同方面變換事物的非本質(zhì)屬性，揭示事物的本質(zhì)特性，從而更好地掌握概念�！� [2]236在問題1的解決中，郎老師準(zhǔn)備了這樣一道練習(xí)題：
杭州西溪國(guó)家濕地公園內(nèi)生活著許多水生、陸生植物和野生植物，園內(nèi)河流交匯，鳥語花香，形成了獨(dú)特的濕地景觀，該濕地公園屬于（）
A.種群B.生態(tài)系統(tǒng)C.群落D.生物圈
接著郎老師利用這個(gè)題目進(jìn)行了一系列的變式：
如果選項(xiàng)是A（或C），題目該如何提問？
該濕地公園內(nèi)所有的青蛙屬于；
該濕地公園內(nèi)所有的生物屬于；
該濕地公園內(nèi)所有的植物屬于。
這是一個(gè)非常經(jīng)典的橫向變式，同一個(gè)題干不同的問題將生態(tài)系統(tǒng)的基本概念盡收其中。這不僅節(jié)約了學(xué)生讀取題干信息的大量時(shí)間，也通過變式有效提醒學(xué)生一定要審題仔細(xì)，切不可因思維定勢(shì)而盲目答題。解題教學(xué)不需要太多的題目，要的是思維含量，這應(yīng)該成為我們的共識(shí)。
變式訓(xùn)練不僅可以克服思維定勢(shì)，其中的縱向變式還可以實(shí)現(xiàn)思維的正向遷移和拓展。例如，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，為了有效突破這個(gè)重難點(diǎn)，郎老師首先直接給出了生態(tài)瓶中的碳循環(huán)示意圖（如圖1），圖中A、B、C、D分別代表生態(tài)系統(tǒng)的成分，①～⑦代表碳元素的傳遞過程，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)圖回答：
（1）B是指，D是指。
�。�2）碳元素在無機(jī)環(huán)境與生物之間以形式進(jìn)行循環(huán)的；碳元素通過作用由生物進(jìn)入無機(jī)環(huán)境。碳元素從B到C是以形式傳遞的。
�。�3）從物質(zhì)循環(huán)的觀點(diǎn)看，生物的碳元素究其根源來自于。
經(jīng)過這樣橫向縱向的多次變式，學(xué)生的思維得到了充分的拓展。
三、思維拓展于變式，提升于建模
教師在教學(xué)過程中有意識(shí)地適度超越學(xué)生的認(rèn)知水平，引導(dǎo)學(xué)生在其學(xué)習(xí)的過程中逐步從一個(gè)個(gè)具體的案例所呈現(xiàn)的知識(shí)技能中跳出來，掙脫具體問題的束縛，努力地“跳一跳”去把握隱藏在現(xiàn)象背后的規(guī)律性認(rèn)識(shí)，那么，學(xué)生僅僅依靠原有的認(rèn)知就不能解決問題了，這樣便引發(fā)了學(xué)生原有認(rèn)知基礎(chǔ)和當(dāng)前學(xué)習(xí)所要求的思維水平之間的不平衡，這種“不平衡狀態(tài)的產(chǎn)生醞釀了心智發(fā)展的可能”，學(xué)生在解決這種不平衡的過程中，思維水平也就能夠獲得進(jìn)一步發(fā)展，從而為更好地學(xué)習(xí)新知提供了心智基礎(chǔ)�？茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)要“幫助學(xué)生學(xué)習(xí)建立科學(xué)模型，由此培養(yǎng)學(xué)生的分析、概括能力和邏輯思維能力”，而學(xué)生建立模型的過程，正是把原有的認(rèn)知提高到一個(gè)新水平的思維過程。
模型，中文原意即規(guī)范。按照我國(guó)著名物理學(xué)家錢學(xué)森的.觀點(diǎn)：“模型就是通過我們對(duì)問題的分析，利用我們考察來的機(jī)理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所創(chuàng)造出來的一幅圖畫。”簡(jiǎn)單地說，模型是人們對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述，它是通過思維活動(dòng)而對(duì)特定知識(shí)所作出的一種本質(zhì)性規(guī)律性的反映。
對(duì)有些科學(xué)問題的探究既無法用真實(shí)模型，也無法找到替代模型，此時(shí)，科學(xué)家們想出了用人工模擬的方法來開展研究，如生物圈Ⅱ號(hào)、探究性狀分離比的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�、探究生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的小生態(tài)瓶等�！镀俊愤@節(jié)課充分展示了建模思想，充分利用了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)模型——小生態(tài)瓶，郎老師通過問題3“什么樣的生態(tài)瓶能使小魚生活時(shí)間最長(zhǎng)”引發(fā)了學(xué)生對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)思考。實(shí)際上，整節(jié)課郎老師都在通過小生態(tài)瓶幫助學(xué)生疏通思路，都是在用小生態(tài)瓶模擬真實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)。
在復(fù)習(xí)課中，教師的任務(wù)不應(yīng)是替學(xué)生找出各部分知識(shí)的現(xiàn)成結(jié)構(gòu)，而是需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)、規(guī)律、方法進(jìn)行歸納整理，讓學(xué)生通過自己的理解和加工建構(gòu)可用的思維模型，因?yàn)椤皩W(xué)習(xí)是一個(gè)把新舊信息結(jié)合在一起，構(gòu)建出一個(gè)人自己獨(dú)特的知識(shí)基礎(chǔ)的過程”。這也體現(xiàn)在了《瓶》這節(jié)課中：
�。�1）以生態(tài)系統(tǒng)為核心，將生態(tài)因素、種群和生物群落等基本概念，生態(tài)系統(tǒng)的成分與結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)“分割”成三個(gè)知識(shí)塊，并有序布局；
（2）連接三大知識(shí)塊相互聯(lián)系的知識(shí)線，自然形成一個(gè)生物與環(huán)境的知識(shí)網(wǎng)；
�。�3）縱觀全局，再現(xiàn)整體，最后一個(gè)環(huán)節(jié)“再看生態(tài)瓶，引發(fā)新思考”的任務(wù)之一，就是通過三大知識(shí)塊概念之間的內(nèi)在聯(lián)系構(gòu)成生物與環(huán)境的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成思維導(dǎo)圖，建立了關(guān)于生物與環(huán)境關(guān)系的思維模型，使學(xué)生更好地理解了相關(guān)知識(shí)內(nèi)容所構(gòu)成的體系。
總之，《瓶》的教學(xué)設(shè)計(jì)理念是以學(xué)生熟悉且非常感興趣的生態(tài)瓶為切入口，以解決學(xué)生疑難問題為準(zhǔn)則，展開一系列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的問題討論，并在問題的討論和解決中理清生態(tài)系統(tǒng)基本概念、組成成分、結(jié)構(gòu)功能，感知物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要性，解釋生態(tài)平衡的現(xiàn)象和意義。在教學(xué)中，郎老師通過學(xué)生感興趣的問題引發(fā)思維，通過充分變式順利完成了建模，通過建模使學(xué)生的思維水平得到了有效的提升。這真正是“為思維而教”的令人難忘的一課。
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