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神奇的生態(tài)瓶評課稿
7～9年級學生正處于由具體形象思維向抽象思維發(fā)展的一個重要階段，教師要重視學生科學思維的培養(yǎng)，在科學教學中注重引導思考事實依據(jù)和科學結(jié)論之間的關(guān)系，逐步形成質(zhì)疑、反思的科學思維習慣�！靶撵`必須通過理性，運用思維，以思維為工具，才能在認識過程中獲得真知”，在科學教學中，“為思維而教”有著十分重要的地位。然而，在不少現(xiàn)實的課堂教學中，“知識點”往往是教師最為關(guān)注的，為了獲得知識的完整性，教師在新授課時很容易“節(jié)約”思維的時間帶著學生直奔知識，而復習課更容易傾向于強調(diào)知識的完整性而忽視思維。這種現(xiàn)象應該引起我們的注意。那么，我們應該如何在復習課中凸現(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)復習課《神奇的生態(tài)瓶》。課中，郎老師引導學生思維的教學給筆者留下了十分深刻的印象。以下筆者從對這堂課的感受出發(fā)，談談在科學復習課教學中應該如何引導學生進行思維。
一、思維基于知識，產(chǎn)生于問題
知識與思維的關(guān)系非常密切，“沒有知識經(jīng)驗就不會有人類的思維活動……知識經(jīng)驗是以內(nèi)容的資格參加到思維問題中去的”。可見，重視學生對于科學知識的把握是必須的，因為這是培養(yǎng)學生科學思維的前提。但是，知識的把握卻又不等于思維的發(fā)展，特別是依靠機械地反復強化去鞏固記憶性知識的教學過程，并不能促進學生分析與綜合能力的發(fā)展，因為“知識的多少不能成為衡量思維能力強弱的標準”，教學中更為重要的是需要培養(yǎng)學生“對知識的理解、運用和轉(zhuǎn)化的能力”。簡言之，科學思維的培養(yǎng)需要以知識為基礎(chǔ)，但是又不可停留在具體的知識點上，而是需要通過思維在一系列知識點上不斷地深入。那么，科學課教學怎樣才能在已有的知識基礎(chǔ)上引發(fā)學生的思維呢？
“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，卻又由問題產(chǎn)生，并因為問題而得到持續(xù)不斷深入的發(fā)展。思維的最終目的也不停留于知識，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生解決問題”。可見，有問題才有思維，有思維的課堂必然是有問題的課堂。上好復習課的關(guān)鍵就是要把機械的“重復”變成生動積極的“再現(xiàn)”和“運用”，而將“重復”變生動的路徑就是精心設(shè)計問題，引導學生運用知識去解決問題。
郎老師的《神奇的生態(tài)瓶》（后面簡稱《瓶》）這節(jié)課，首先體現(xiàn)了“從問題進，又從問題出”的設(shè)計思想。她教學設(shè)計的第一個環(huán)節(jié)是“觀看視頻，引發(fā)思考”，視頻是一個自制生態(tài)瓶的過程，需要學生思考的是：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)計的最后一個環(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候，要檢查學生已經(jīng)完成的作業(yè)和學到的知識，在學生的思想中，對某些未來的課題，應有針對地尋問，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)課教學核心部分的設(shè)計思路是“鏈接問題，展開復習”，用如下三個大問題呈現(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間最長？
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。
然而，每一個大問題的解決都有一系列小問題作為腳手架，前面一個大問題又是后面一個大問題的腳手架。例如在問題2的解決中，在學生呈現(xiàn)生態(tài)瓶中的成分之后，郎老師不斷追問“細菌屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的什么”“可不可以說是微生物”“為什么”等。鞏固練習之后再次追問：“上題中提到微生物對自己的物質(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所要運用的知識也已經(jīng)儲備好了。有效教學的奧秘就在于，教師清楚地知道學生的認知水平與教學目標之間的距離，并清楚地知道從學生現(xiàn)有水平出發(fā)，到達教學目標之間要架設(shè)的腳手架的位置與個數(shù)。正是由于腳手架選擇的適切，整堂課中大部分學生都處在積極思考并努力解決問題的狀態(tài)中。絕大部分時間都是學生在爭著表述，而教師只是一個不斷有問題發(fā)現(xiàn)的引導者和傾聽者。
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。很多學生的答題錯誤往往不是由于知識的欠缺，而是由于思維定勢造成的，如何克服學生的思維定勢是教學中必須面對的問題。避免重復機械的題海戰(zhàn)術(shù)是克服思維定勢的一條路徑，《瓶》這節(jié)課正是呈現(xiàn)了如何在日常課堂教學中克服學生思維定勢的一條有效路徑——課堂例題教學中的充分變式�！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，郎老師準備了這樣一道練習題：
杭州西溪國家濕地公園內(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題目進行了一系列的變式：
如果選項是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。
這是一個非常經(jīng)典的橫向變式，同一個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)約了學生讀取題干信息的大量時間，也通過變式有效提醒學生一定要審題仔細，切不可因思維定勢而盲目答題。解題教學不需要太多的題目，要的是思維含量，這應該成為我們的共識。
變式訓練不僅可以克服思維定勢，其中的縱向變式還可以實現(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)是重點也是難點，為了有效突破這個重難點，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，請學生根據(jù)圖回答：
�。�1）B是指，D是指。
�。�2）碳元素在無機環(huán)境與生物之間以形式進行循環(huán)的；碳元素通過作用由生物進入無機環(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
教師在教學過程中有意識地適度超越學生的認知水平，引導學生在其學習的過程中逐步從一個個具體的案例所呈現(xiàn)的知識技能中跳出來，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)律性認識，那么，學生僅僅依靠原有的認知就不能解決問題了，這樣便引發(fā)了學生原有認知基礎(chǔ)和當前學習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”，學生在解決這種不平衡的過程中，思維水平也就能夠獲得進一步發(fā)展，從而為更好地學習新知提供了心智基礎(chǔ)�？茖W課程標準強調(diào)要“幫助學生學習建立科學模型，由此培養(yǎng)學生的分析、概括能力和邏輯思維能力”，而學生建立模型的過程，正是把原有的認知提高到一個新水平的思維過程。
模型，中文原意即規(guī)范。按照我國著名物理學家錢學森的觀點：“模型就是通過我們對問題的分析，利用我們考察來的機理，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�！焙唵蔚卣f，模型是人們對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，它是通過思維活動而對特定知識所作出的一種本質(zhì)性規(guī)律性的反映。
對有些科學問題的探究既無法用真實模型，也無法找到替代模型，此時，科學家們想出了用人工模擬的方法來開展研究，如生物圈Ⅱ號、探究性狀分離比的實驗模型、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)瓶能使小魚生活時間最長”引發(fā)了學生對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個思考。實際上，整節(jié)課郎老師都在通過小生態(tài)瓶幫助學生疏通思路，都是在用小生態(tài)瓶模擬真實的生態(tài)系統(tǒng)。
在復習課中，教師的任務不應是替學生找出各部分知識的現(xiàn)成結(jié)構(gòu)，而是需要引導學生對前面所學的知識、規(guī)律、方法進行歸納整理，讓學生通過自己的理解和加工建構(gòu)可用的思維模型，因為“學習是一個把新舊信息結(jié)合在一起，構(gòu)建出一個人自己獨特的知識基礎(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“分割”成三個知識塊，并有序布局；
�。�2）連接三大知識塊相互聯(lián)系的知識線，自然形成一個生物與環(huán)境的知識網(wǎng)；
（3）縱觀全局，再現(xiàn)整體，最后一個環(huán)節(jié)“再看生態(tài)瓶，引發(fā)新思考”的任務之一，就是通過三大知識塊概念之間的內(nèi)在聯(lián)系構(gòu)成生物與環(huán)境的知識網(wǎng)絡，形成思維導圖，建立了關(guān)于生物與環(huán)境關(guān)系的思維模型，使學生更好地理解了相關(guān)知識內(nèi)容所構(gòu)成的體系。
總之，《瓶》的教學設(shè)計理念是以學生熟悉且非常感興趣的生態(tài)瓶為切入口，以解決學生疑難問題為準則，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)和能量流動的重要性，解釋生態(tài)平衡的現(xiàn)象和意義。在教學中，郎老師通過學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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