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摘要 以生物高中新课程中的“稳态与环境”模块为例,从如何对新课程的模块教学进行整体把握的角度出发,分析模块的知识体系构筑及逻辑线索,并从学科本质的角度阐述对模块的理解,在此基础上提出了基于“整体把握”的模块教学策略。
关键词 整体把握 模块教学 生物学教学 稳态与环境
中图分类号 G633.91
文献标识码 B
文件编号 1003-7586(2011)03-0058-03
如何从学科的角度,整体把握模块的教学内容,系统分析模块知识的内在逻辑体系,并在教学中体现模块的逻辑体系,这无疑是极为重要的。为此,下面将从整体把握模块教学的角度进行一些探讨。
1 如何“整体把握”模块教学
高中新课程改革的一个特征,就是课程结构的变化——确立模块教学体系。模块教学的着眼点是“模块”。一个模块是一个相对独立的、有其内在知识逻辑的内容体系。其特点是:打破了知识传统的时间顺序和空间范围,围绕某一主题,选取知识内容。每一模块相对独立。
例如高中生物“稳态与环境”模块的主题是“稳态”,该模块内在逻辑体系可以表示如图1所示。
参照图1,“稳态与环境”模块的整体把握体现在以下三个方面:
(1)以主题统整整个模块的内容。
“稳态与环境”模块的内容包括植物的激素调节、动物生命活动的调节、人体的内环境与稳态、种群与群落、生态系统、生态环境的保护六部分。前三部分是关于个体水平稳态的维持,后三部分是关于群体水平稳态的维持。无论个体水平还是群体水平,所有的生命系统在不断变化的环境条件下,都要依靠反馈调节机制维持其稳态。因此,以“稳态”为主题统整整个模块的内容,有利于学生对生命活动本质的理解。
节机制,在个体水平上主要阐述动物体和植物体的生命活动的调节,在群体水平上主要阐述生态系统的自动调节。可见,就理解生命活动的本质和规律来说,本模块具有其他模块不可取代的价值,有利于丰富学生对生物学的理解和认识。
②学习系统分析、建立模型、取样调查等科学方法。
系统分析包括定性分析和定量分析,高中生物学教育一般只能做定性分析。为了使学生能够运用系统分析的方法进行学习,课标中列举了“探讨人口增长对生态环境的影响”、“阐明生态系统的稳定性”等内容,借助于这些内容要教会学生用系统分析的方法来分析问题。在科学探究中经常使用的两种逻辑方法——模型方法(如建立物理模型和数学模型)和数学方法(如取样调查),在本模块中都有很好的载体(例如设计并制作生态瓶一物理模型,尝试建立数学模型解释种群的数量变动,等等)。教师应引导学生运用这些科学方法进行该模块的学习。
③了解生物学在生活和生产中的应用。
本模块对于学生了解生物学在生活和生产中的应用十分重要。可以帮助学生关注生物科学的发展与社会的关系,如“评述植物激素的应用价值”,“关注艾滋病的流行和预防”。二是有助于学生形成环境保护意识,树立人与自然和谐发展的观念,如“关注全球性生态环境问题”,“形成环境保护需要从我做起的意识”。
2 基于“整体把握”的模块教学策略
模块教学以一个“模块”为相对独立的教学单位,强调从模块整体出发设计教学,突出教学目标、内容和过程的整体性、联系性和发展性。
基于对模块教学的认识和上述对“稳态与环境”的理解,从学生思维发展、方法的学习出发,并结合具体事例和学生实际来构建本模块教学的基本策略。
2.1在已有知识经验的基础上形成对模块的整体性认识
根据课程标准“理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的完整性”的要求,对于“稳态与环境”模块就是要以稳态的视角,认识生命系统是依存于一定环境条件、能够自我调节维持自身稳态并与环境相适应的系统。将生物的个体和群体看作不同层次的生命系统,它们都在与外界环境的相互作用中,通过信息的传递,进行自身的调节来达到维持稳态的目的(图2)。这是本模块内容教学的关键之一,也是做好初高中衔接的一个有效的着力点。
学生在初中阶段初步学习过生物与环境关系的知识,在这个基础上,教师引导学生用系统分析的方法分析:无论植物、动物、人体还是种群、群落乃至生态系统,任何一个生命系统时刻处于动态变化中,通过信息的传递,生命系统感受内外环境的变化,通过调节做出应答性反应,从而维持自身的稳态。这是贯穿本模块知识结构的主线。本模块的教学始终贯穿这样的主线,有利于学生把握该模块知识内容之间的本质联系,有利于学生建立整体性的认识。
2.2在本模块的学习中领悟系统分析、建立模型、取样调查等科学方法的实质
科学方法是科学素养的一个重要方面。新课程中教师应该重视科学方法的学习。但是,切忌将方法论当做知识来讲授,应当让学生在活动中领悟科学方法的实质。在教学中有两个层面的建议:一是用好教材中的“活动”、“实验”等栏目,使学生在亲身实践的过程中感受、领悟、理解这些科学方法。如“探讨人口增长对生态环境的影响”,这个活动让学生得出结论并不难,但其关键是让学生运用系统分析的方法来研究 这个问题,从而领悟怎样对问题进行定性的系统分析。二是挖掘教材中有关内容的教学价值,引导学生运用科学方法对具体的内容进行学习。以人教版教材中的练习为例,为什么说内环境的稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。这其中的关键点:细胞是生物体基本的结构和功能单位;细胞直接生活的液体环境叫做内环境;内环境稳态的维持是细胞维持正常生命活动的基础。教师分析和挖掘这个习题蕴含的科学思维和方法,对教材进行有效的加工处理,可以引导学生运用系统分析的方法对具体的内容及前后关系进行学习,不仅有利于做好初高中的衔接,更为学生今后的学习提供学习思路。
2.3在把握宏观与微观的联系中发展认识的多种角度
20世纪20年代奥地利生物学家、心理学家贝塔朗菲创立了一般系统论,指出“应把生物作为一个系统来研究”。系统具有“整体性”,就是说,不能把系统割裂成要素孤立地去研究,应该注意研究要素及要素间的相互作用与相互影响。系统还具有层次性,即从系统结构上看是分层的。系统的最重要特征是稳态。用一般系统论的观点来分析生命系统的稳态,有助于学生在把握宏观与微观的联系中从多个角度认识生命系统的稳态。
“稳态”、“信息传递”、“反馈调节”、“环境”是反映本模块学科内容本体的核心概念。生命是一个开放的系统。这个开放的系统在生命活动中不断地与它所处的外部环境有物质、能量和信息的交流,通过信息的传递和反馈调节,这个系统维持着自身的稳态。这个系统的层次性表现在多个方面:细胞是一个基本的结构和功能单位,其上有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。每一层次都可以成为独立的生命系统,都存在着稳态,都发生着与环境的交流,都发生着信息的传递和反馈调节。同时,这一层次和那一层次之间的关系又不可忽略。由此,揭示了生命系统中尺度、结构与功能之间有着必然的内在联系,生命系统在不同尺度下存在着不同层次的结构,尺度与结构决定生命系统的功能。这不仅反映了人们认识事物的发展规律,也拓展了人们研究事物本质的视野。
建立微观与宏观的联系是本模块的一个思维方式。它不仅体现了认识稳态的多种角度,还建立起了’宏观与微观这两种认识方式的联系,这不仅有利于本模块内容的学习,还将为后面的学习奠定基础。
2.4融合生物学与人文精神的价值观教育
生物学教学应该融合人文精神,以全面、充分地体现学科的科学教育价值。这是新课程的明确要求。本模块中的诸多内容,如人与自然和谐发展、提高环境保护意识等都是融合人文精神的很好素材。教师应该在确立了科学的不断质疑、不断探究的特性时,将人文精神回归于其中。
高中新课程对教师提出了更高的要求,需要教师站在“整体把握”的角度,从模块内容的内在逻辑体系出发,引导学生学习模块内容,这是模块教学的关键所在,值得深思和探索。
关键词 整体把握 模块教学 生物学教学 稳态与环境
中图分类号 G633.91
文献标识码 B
文件编号 1003-7586(2011)03-0058-03
如何从学科的角度,整体把握模块的教学内容,系统分析模块知识的内在逻辑体系,并在教学中体现模块的逻辑体系,这无疑是极为重要的。为此,下面将从整体把握模块教学的角度进行一些探讨。
1 如何“整体把握”模块教学
高中新课程改革的一个特征,就是课程结构的变化——确立模块教学体系。模块教学的着眼点是“模块”。一个模块是一个相对独立的、有其内在知识逻辑的内容体系。其特点是:打破了知识传统的时间顺序和空间范围,围绕某一主题,选取知识内容。每一模块相对独立。
例如高中生物“稳态与环境”模块的主题是“稳态”,该模块内在逻辑体系可以表示如图1所示。
参照图1,“稳态与环境”模块的整体把握体现在以下三个方面:
(1)以主题统整整个模块的内容。
“稳态与环境”模块的内容包括植物的激素调节、动物生命活动的调节、人体的内环境与稳态、种群与群落、生态系统、生态环境的保护六部分。前三部分是关于个体水平稳态的维持,后三部分是关于群体水平稳态的维持。无论个体水平还是群体水平,所有的生命系统在不断变化的环境条件下,都要依靠反馈调节机制维持其稳态。因此,以“稳态”为主题统整整个模块的内容,有利于学生对生命活动本质的理解。
节机制,在个体水平上主要阐述动物体和植物体的生命活动的调节,在群体水平上主要阐述生态系统的自动调节。可见,就理解生命活动的本质和规律来说,本模块具有其他模块不可取代的价值,有利于丰富学生对生物学的理解和认识。
②学习系统分析、建立模型、取样调查等科学方法。
系统分析包括定性分析和定量分析,高中生物学教育一般只能做定性分析。为了使学生能够运用系统分析的方法进行学习,课标中列举了“探讨人口增长对生态环境的影响”、“阐明生态系统的稳定性”等内容,借助于这些内容要教会学生用系统分析的方法来分析问题。在科学探究中经常使用的两种逻辑方法——模型方法(如建立物理模型和数学模型)和数学方法(如取样调查),在本模块中都有很好的载体(例如设计并制作生态瓶一物理模型,尝试建立数学模型解释种群的数量变动,等等)。教师应引导学生运用这些科学方法进行该模块的学习。
③了解生物学在生活和生产中的应用。
本模块对于学生了解生物学在生活和生产中的应用十分重要。可以帮助学生关注生物科学的发展与社会的关系,如“评述植物激素的应用价值”,“关注艾滋病的流行和预防”。二是有助于学生形成环境保护意识,树立人与自然和谐发展的观念,如“关注全球性生态环境问题”,“形成环境保护需要从我做起的意识”。
2 基于“整体把握”的模块教学策略
模块教学以一个“模块”为相对独立的教学单位,强调从模块整体出发设计教学,突出教学目标、内容和过程的整体性、联系性和发展性。
基于对模块教学的认识和上述对“稳态与环境”的理解,从学生思维发展、方法的学习出发,并结合具体事例和学生实际来构建本模块教学的基本策略。
2.1在已有知识经验的基础上形成对模块的整体性认识
根据课程标准“理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的完整性”的要求,对于“稳态与环境”模块就是要以稳态的视角,认识生命系统是依存于一定环境条件、能够自我调节维持自身稳态并与环境相适应的系统。将生物的个体和群体看作不同层次的生命系统,它们都在与外界环境的相互作用中,通过信息的传递,进行自身的调节来达到维持稳态的目的(图2)。这是本模块内容教学的关键之一,也是做好初高中衔接的一个有效的着力点。
学生在初中阶段初步学习过生物与环境关系的知识,在这个基础上,教师引导学生用系统分析的方法分析:无论植物、动物、人体还是种群、群落乃至生态系统,任何一个生命系统时刻处于动态变化中,通过信息的传递,生命系统感受内外环境的变化,通过调节做出应答性反应,从而维持自身的稳态。这是贯穿本模块知识结构的主线。本模块的教学始终贯穿这样的主线,有利于学生把握该模块知识内容之间的本质联系,有利于学生建立整体性的认识。
2.2在本模块的学习中领悟系统分析、建立模型、取样调查等科学方法的实质
科学方法是科学素养的一个重要方面。新课程中教师应该重视科学方法的学习。但是,切忌将方法论当做知识来讲授,应当让学生在活动中领悟科学方法的实质。在教学中有两个层面的建议:一是用好教材中的“活动”、“实验”等栏目,使学生在亲身实践的过程中感受、领悟、理解这些科学方法。如“探讨人口增长对生态环境的影响”,这个活动让学生得出结论并不难,但其关键是让学生运用系统分析的方法来研究 这个问题,从而领悟怎样对问题进行定性的系统分析。二是挖掘教材中有关内容的教学价值,引导学生运用科学方法对具体的内容进行学习。以人教版教材中的练习为例,为什么说内环境的稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。这其中的关键点:细胞是生物体基本的结构和功能单位;细胞直接生活的液体环境叫做内环境;内环境稳态的维持是细胞维持正常生命活动的基础。教师分析和挖掘这个习题蕴含的科学思维和方法,对教材进行有效的加工处理,可以引导学生运用系统分析的方法对具体的内容及前后关系进行学习,不仅有利于做好初高中的衔接,更为学生今后的学习提供学习思路。
2.3在把握宏观与微观的联系中发展认识的多种角度
20世纪20年代奥地利生物学家、心理学家贝塔朗菲创立了一般系统论,指出“应把生物作为一个系统来研究”。系统具有“整体性”,就是说,不能把系统割裂成要素孤立地去研究,应该注意研究要素及要素间的相互作用与相互影响。系统还具有层次性,即从系统结构上看是分层的。系统的最重要特征是稳态。用一般系统论的观点来分析生命系统的稳态,有助于学生在把握宏观与微观的联系中从多个角度认识生命系统的稳态。
“稳态”、“信息传递”、“反馈调节”、“环境”是反映本模块学科内容本体的核心概念。生命是一个开放的系统。这个开放的系统在生命活动中不断地与它所处的外部环境有物质、能量和信息的交流,通过信息的传递和反馈调节,这个系统维持着自身的稳态。这个系统的层次性表现在多个方面:细胞是一个基本的结构和功能单位,其上有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。每一层次都可以成为独立的生命系统,都存在着稳态,都发生着与环境的交流,都发生着信息的传递和反馈调节。同时,这一层次和那一层次之间的关系又不可忽略。由此,揭示了生命系统中尺度、结构与功能之间有着必然的内在联系,生命系统在不同尺度下存在着不同层次的结构,尺度与结构决定生命系统的功能。这不仅反映了人们认识事物的发展规律,也拓展了人们研究事物本质的视野。
建立微观与宏观的联系是本模块的一个思维方式。它不仅体现了认识稳态的多种角度,还建立起了’宏观与微观这两种认识方式的联系,这不仅有利于本模块内容的学习,还将为后面的学习奠定基础。
2.4融合生物学与人文精神的价值观教育
生物学教学应该融合人文精神,以全面、充分地体现学科的科学教育价值。这是新课程的明确要求。本模块中的诸多内容,如人与自然和谐发展、提高环境保护意识等都是融合人文精神的很好素材。教师应该在确立了科学的不断质疑、不断探究的特性时,将人文精神回归于其中。
高中新课程对教师提出了更高的要求,需要教师站在“整体把握”的角度,从模块内容的内在逻辑体系出发,引导学生学习模块内容,这是模块教学的关键所在,值得深思和探索。