概念模型在生物学竞赛植物学教学中的应用

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  在高中生物竞赛中,植物学作为生命科学中的传统学科,生物竞赛植物学与初高中生物学学习连接紧密,又有着注重观察、实验能力、贴近生活等特点,学好植物学,不仅能为其他学科的学习打下良好的知识基础,又能够培养学生的观察能力、树立科学与进化的思想,更有助于培养爱好,调动学生学习的积极性。
  《根、茎的解剖结构》专题,对于初学植物学的生物竞赛生,经常是个不易跨越的难点。此处知识结构略显零散,知识点极多,包括双子叶植物根的初生结构、双子叶植物根的此生结构、双子叶茎的初生结构、双子叶植物茎的次生结构、单子叶植物根、茎的初生结构、裸子植物根、茎的次生结构这几大部分;同时出现了很多生僻且易于混淆的新名词,如:初生、次生、原生、后生、单子叶植物、裸子植物等。所以,高中生在以常规方法学习本专题知识之后,经常会出现遗忘、混淆、知识结构模糊不清等情况。
  一、知识框架主干的明确——主要模块的选择
  本专题的知识模块极多,如果混杂在一起,会让学生觉得知识混乱,容易混淆、遗忘。因而本文作者在众多的知识模块中,选择了四个主要模块,作为本专题中,最为核心的知识框架主干:双子叶植物初生茎横切、双子叶植物初生根横切、双子叶植物次生茎横切、双子叶植物次生根横切。
  这四部分的知识模块之前,关系联系非常紧密:
  首先,选择自然界中最为典型的双子叶植物为例,让学生建立根与茎结构的基础模型,摒除其他类群的干扰。当学生的脑海中已经坚实的建立了基础模型之后,再陆续进行单子叶植物、裸子植物、三生结构等其他知识的学习,此时更加容易学生理解,方便其记忆,而且记忆效果良好,不会遗忘和混淆,这也与皮亚杰的建构主义学习理论中,关于同化的理论相符合。
  其次,横向的比较:根与茎作为植物的营养器官,在结构上是相联系的,也有着大量的相同结构与不同结构。在生物生物竞赛考试中,这四个主要模块中的细节经常被拿来相互对比。因此将四个模块并列排出,也便于学生进行教学章节之间的互相关联,对比其相同与不同点,从而在答题时更为得心应手。
  最后,纵向比较:不论是根还是茎,其次生结构都是在初生结构的基础上,反分化而进行的。因此在“初生结构”与“次生结构”的模块中间,便于学生加入“根与茎的次生生长”部分的知识,使得知识模块之间紧紧相连,融于一体。
  二、主要模块中知识的呈现
  对于四个主要模块,本文作者选择了手绘简图、文字共同构成图表的形式,以手绘简图作为概念图的核心。
  1.核心——手绘图
  在本专题中,本文作者选用手绘简图作为概念图的核心,以其原因是手绘简图有便于学生在以下几方面的发展:
  (1)对实验能力的培养
  绘制简图是一种传统的植物学研究方法。尝试观察植物组织切片的照片、手绘植物简图,相当于在植物理论课训练时,提早渗透植物实验的技巧,培养观察能力和动手能力。经过这种潜移默化的培训之后,当生物竞赛学生通过联赛考试并且进入省队选拔阶段之后,接受生物竞赛植物实验训练时,他们会更为得心应手。
  (2)对理论知识学习的帮助
  植物学是一门基于观察实验的传统科学。因此在理论学习阶段掌握一定的实验技巧,对植物学的整体学习很有帮助,理论与实践紧密相连,不仅能提高学生的积极性,也能让学生更为轻松的掌握植物学理论知识的记忆方法。
  (3)对能力的培养
  在课堂让引入绘制简图的环节,很容易让学生把注意力集中在“画得像”,“画得简洁、清晰”之上。这就能够鼓励学集中注意力观察细节,的能培养学生去繁就简的能力,增进他们的表达能力。
  2.辅助——文字描述为主,示意图为辅
  在概念图的核心——手绘图之外,辅以文字表述。这些文字主要分为两方面的内容:
  (1)图注结构名称
  在教学过程中,教师在课堂上手把手的指导学生,把重要的结构名称使用特殊颜色的彩色笔把结构名称标注出来。在本专题的学习中,根、茎横切面上的各部分结构及其特点都是重要的考点。而这些结构恰好能够通过图注的形式被标注在植物简图上,这样,在之后的复习中,学生也能够一目了然,直观地看到各部分结构的名称、位置以及特点。
  (2)知识扩充
  在课程开始时候,教师可以引导学生们,把他们觉得重要、有趣或者难以记住的细节知识点用能够擦除的铅笔标注在图注、结构周围。
  (3)知识超链接
  制作概念图的优势之一,就是能够让学生在脑海中构建属于自己的知识体系。在学习本专题之外,学生已经接触过很多的相关知识,比如在植物组织的章节中,学习过次生保护组织——周皮的形成過程。还有根茎过渡区、水分进入根初生结构中柱的两种路径、侧根的形成等等小块的知识。
  通过概念图,能够让学生把那些零碎的知识与本概念图中的大框架有机结合起来,再与植物学组织解剖部分的其他大模块相互联系,这样不仅便于记忆,让学生不至于漏掉一些细小的知识点,还能够在学生脑海中形成完整的植物组织解剖学知识体系,从而构建属于自己的植物学学习主干。
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