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“试错教学”在生物课堂教学中的实践研究
——以“食物链”为例

2020-12-18

中学生物学 2020年10期
关键词:食物链小鹿错误

(苏州工业园区东沙湖学校 江苏苏州 215021)

试错学习在动物界普遍存在。当代西方哲学家波普尔在科学问题上曾提出求得科学的进步就要运用“试错法”,不断地试错,不断地清除错误。在自然科学的课堂教学过程中,除了获得科学的概念性知识,帮助学生掌握探究科学的方法,为其终身发展服务比知识本身更重要,这就是教育学中强调的“授之以渔”。纵观人类的科学发展史,哪一项发明或者发现不是在试错的基础上得出来的?教师以生物学发展史中经典的光合作用为例,提出问题:植物中的有机物来源于土壤吗?比利时科学家海尔蒙特就这样的问题进行了尝试性的解决:他种了一棵柳树,历经5年之久,发现柳树增长了74.4 kg,而土壤仅减少了60 g。证实该猜测是错误的,清除错误之后,得出结论:植物中的有机物并非来源于土壤,其中一部分来自于5年以来浇灌的雨水。这种“提出问题——尝试性解决——清除错误——正确认识”的认知方式就是试错法。试错教学就是在课堂上让学生大胆猜测和探索,大胆地去试错,然后发现新的问题和错误并不断地完善和解决,直至得到正确的结论的过程。

试错教学的提出由来已久。然而,实际教学过程中实践的比率并不高,甚至在同一节课中能完整贯彻试错教学法的教师很少。原因有哪些?如何设计改变现状的课堂,从教师到学生,更好地实施试错教学?下面以“食物链”的教学为例,呈现以试错教学为宗旨的生本课堂,致力于激发学生自主学习的热情、自主探究的欲望,通过体验试错法建构知识的过程,提升学生自主思考解决问题的能力。

1 试错教学难以实施的原因

教师方面:①不愿:与讲述式课堂相比,试错法教学在学生的“提出问题——尝试性解决——清除错误——正确认识”或者“提出问题——尝试性解决——清除错误——新的问题——尝试性解决——清除错误——正确认识”等过程中进行,教学进度慢。新课进度慢,留给教学后期的复习巩固时间不充足。②不能:很多研究的问题,本身很枯燥,学生不感兴趣,教师提出问题后得不到学生的反馈,导致试错法无法进行下去。③不想:由于生活经验、思维方式等不同,不同学生试错的方向各异,教师需要在教学过程中把握好学生可能出现的各种错误,在必要的时候给予正向引导。试错法教学对教师本身的专业要求更高,精细化备课是试错法教学的必然要求。

学生方面:①不愿:问题本身枯燥乏味,学生不感兴趣,不愿思考,不想试错。②不能:长期以来的灌输式教学或者半灌输式教学,让学生养成了“吃现成”“无力思考”的习惯,没有从试错学习中获得过成就感导致了试错学习内驱力的缺失。③不想:没有在长期的课堂教学中形成积极的评价机制,学生害怕错误的发言引来教师的批评、同学的嘲笑,比较之下不做不错才是上上之策。

2 尝试试错法贯穿整体课堂的教学过程

2.1 改编故事情境,迅速导入课堂

针对由于问题本身枯燥无味,导致试错教学难以进行下去的问题,课堂的导入异常重要。一节课的开始需要迅速吸引学生的思路和眼球,故事或者设疑导入是比较好的选择。学生自愿甚至是带着些迫切地走进课堂,是试错教学的第一步。不少学生在小学时都有听过鹿和大灰狼的故事,食物链这节课的导入从以下改编的故事开始:大石头的后面,鹿妈妈在入睡前教小鹿森林里的生存技巧,要小心天敌大灰狼。第二天当小鹿从石头后醒来,不见妈妈,只见地上狼藉的陌生脚印和随处可见的斑斑血迹。“活下去,找妈妈”成了小鹿接下来的主要任务。

2.2 帮助小鹿活下去,构建概念

对食物链的概念,学生在小学科学中有过接触,但掌握不够深入。学生在“帮助小鹿在森林中活下去”的问题诱导下,在已有概念“狼是鹿的天敌”的前提下,自主尝试完成食物链的书写,在试错中形成正确概念。

在帮助小鹿活下去的环节中,学生会思考:小鹿需要解决什么问题才可以安然无恙活下去?为了获得物质和能量,鹿要吃草,鹿还要防止被天敌狼吃掉,进而引出草被鹿吃,鹿被狼吃。学生在书写这条食物链的过程中,容易出现两种答案:

A:草→鹿 → 狼;B:狼 → 鹿 → 草。

教师提出问题:这是一条以吃或者被吃为主线的链条,到底哪个更合适?小组讨论分析,尝试性解决:动物为什么要摄食?学生分析得出箭头如果可以代表物质和能量流动方向会更好,从而清除错误。B中箭头不可以代表物质和能量的流动方向,被排除。食物链中箭头可以解读成被吃而不是吃。这是学生自主完成的第一次试错。

2.3 帮助小鹿找妈妈,辨识概念

在帮助小鹿找妈妈的环节中,对于小鹿途经的森林、农田和草原里的各种生物,能否给小鹿提供食物,是否会对小鹿有威胁,把鹿作为食物吃掉等自然也在学生的考虑之中。该故事情节为学生的深入学习、完善食物链概念和继续试错提供了很好的情境,增加了学生学习的内驱力。

在该环节练习书写食物链的过程中,学生会出现各种错误,如下:

A:土壤 →草 → 鹿 → 狼;B:阳光 → 树 →鹿→老虎;C:草→鹿→狼→细菌(或真菌)。

教师提出问题:这些食物链正确吗?小组讨论,尝试性解决:食物链是食物关系形成的链条,土壤和草之间,阳光和树之间,狼和细菌之间,不是捕食关系。所以,不能将土壤、阳光和细菌这样的非生物因素和分解者加入食物链中。学生可以清除错误认识“食物链中的土壤、阳光和细菌”,形成正确认识“食物链都以绿色植物起始,不含非生物成分,不含分解者”。

2.4 人类参与食物链,完善概念

在寻找妈妈的旅程中,小鹿目睹了一场人对狼群的猎杀,伤害妈妈的狼被驱逐,小鹿是开心的,但是看到猎人的脚印赫然就是鹿妈妈消失那晚留下的陌生脚印时,小鹿迷茫又绝望。故事到这里进入高潮,进入人类参与食物链的环节,同时引导学生思考人类对环境的影响,倡导保护环境,保护生物多样性的必要性。在书写人类参与的食物链的环节中,学生会出现的错误如下:

A:豆浆 → 人;B:鸡蛋 → 人;C:猪饲料 →猪→人。

教师提出问题:这些食物链正确吗?小组讨论,尝试性解决:根据刚刚的学习,我们知道食物链不含非生物成分,是生物之间形成的链条。所以豆浆、鸡蛋、猪饲料都需要还原成相应的生物。同时,前一环节的学习告诉我们,食物链以绿色植物起始,即上述食物链B和C应该在前面加上绿色植物。学生从而清除错误:A食物链中豆浆还原成黄豆,B食物链中鸡蛋还原成鸡,同时在前面加上绿色植物如青菜,C食物链中猪饲料还原成水稻或者小麦等等。并形成正确认识:由于人类的食物往往是经过加工的,在书写食物链是需要注意将食物还原成相应的生物,同时牢记食物链以绿色植物起始的特点。

2.5 还小鹿一个家,应用概念

在故事的结尾,小鹿找到了被动物保护组织人员救援下的鹿妈妈,重回家园的它们遭遇了新的难题——由于虫害,家园被毁。跟随小鹿一节课的学生对这样的结局表示不满,课外拓展应运而生,应用本节课学习的食物链的知识,以小组为单位,查阅资料,设计一个可行的方案防治森林害虫,还小鹿一个家。

这是一节将试错法进行到底的课堂,在本节课的试错教学中,教师应用环环相扣的故事情境引导学生完成食物链概念的自主建构,增加了学生的学习内驱力,顺利解决了由于问题本身枯燥乏味,导致试错难以进行的问题。清除错误,形成正确结论为学生带来了成就感,为今后的试错课堂顺利进行提供了一定的经验支持。学生在试错过程中经历了“提出问题—尝试性解决—清除错误—正确认识”之后,加深了对所学内容的理解,新的知识很好地嵌入原有的知识网络,促进形成长时记忆。该过程很好地实践了做中学的思想,解决了教师考虑的教学进度慢,缺少时间充分复习的问题。试错课堂对教师提出了更高的要求,教师需要将精细化备课和积极评价养成习惯,积极解决双方的不愿,不想与不敢,将实践试错课堂进行到底。

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