通过转变前科学概念促进高中生物深度学习的研究

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  中图分类号:G4 文献标识码:A
  作为教学改革重点的深度学习,对学生知识网络的建构、科学思维的培养和探究能力的提升具有重要促进作用。然而由于高中生物知识复杂丰富且较为抽象,导致学生在学习过程中容易生成前科学概念从而妨碍学生的深度学习。通过剖析前科学概念和深度学习之前的联系,转变前科学概念促进深度学习的进行,具有重要价值。
  1.认识高中生物学前科学概念和深度学习
  1.1生物学前科学概念
  生物学中的前科学概念是指:学生受日常生活经验等因素的影响,在学习生物学科学概念之前形成的对于生物科学知识的认知[1]。中外许许多多学者都对前科学概念做出过定义,随着研究的深入,越来越多的模糊术语如:错误概念、相异概念等与前科学概念的区别划分的越来越清楚。值得一提的是,前科概念并不等于错误概念意味着在学生头脑中原先存在的知识结构并不一定是完全错误的,这些从经验中获得的知识在一定程度上能帮助学生解决问题,但在客观上又与科学概念存在质的区别,与科学概念不完全一致或相矛盾。在生物学上形成的前科学概念一般不带有主观的感情色彩,是学生与自然的接触和生活的经验中积累得到的,在感觉和知觉上都体现为个体对某种生物学现象或事实的本质属性和表象特征的认知,这些认知具有广泛性,关联性和片面性等特点。
  1.2生物学深度学习
  深度学习是学习者主动进行的以探究作为主要形式去理解知识的学习方式,在学习过程中学习者主动对信息进行深层次处理、建构和转化,并且能批判性的思考事物本质和有效的将知识进行迁移[2]。不难看出,深度学习的学习动力是内部驱动力,学生通过控制和调节自身的观念和看法对知识进行吸收,对活动进行探究,并且学习的结果能够机动性的加入原有认知结构中并形成新联结,从而提高个体的综合能力。高中学生在学习生物学时是否进行了深度学习,在学习方式、过程和结果三个方面都由其特征,比如能将生物学知识与自然现象相联系,融会贯通并将其运用到新的生物情景中解决问题,并能长期保持的学习就是深度学习,如若不能便称之为浅层学习或简单学习。
  综上所述,教师应当客观的认识并了解学生已有的前科学概念,并在教学过程中注重科学概念的培养,以适宜的手段促进学生认知结构的搭建和前科学概念的转变,从而促进学生深度学习,培养学生处理问题的本事。前科学概念对深度学习的影响深远且重大,笔者根据自身教学经验结合对前科学概念与深度学习的认识,对转变前科学概念促进深度学习提出了几点策略,期望为广大一线生物教师提供教学参考,提高学生的学习能力、促进学生高阶思维的发展。
  2.转变前科学概念,促进高中生物深度学习
  2.1精心设计教学情境,引发学生认知冲突
  生物学是一门自然学科,主要研究对象为各种生命现象,具有生命性的特点。在学生的前科学概念之所以能长期存在且“战无不胜”,是因为前科学概念在学生解决生活中的问题来说是十分有效的,因此学生在课堂中容易用知识结构中的前科学概念来学习生物学知识,用生活经验来解决生物学问题。比如在学习到细胞周期的概念是,学生会认为处在分裂间期的细胞在休息是因为在日常生活中的课间的间是处于上课时间中间,是自由活动的休息时间,从而认为细胞间期处于分裂期之间,也是细胞休息的时段。
  针对此现象,教师在课堂中创设与学生日常生活经验相违背的情境,引发学生的认知冲突,从引发思考到产生不可同化的冲突,最后科学概念战胜生活经验,将知识顺应到知识体系之中,由此将前科学概念转变为科学的生物学知识进行储备。比如在学习将分裂间期细胞在进行染色体复制和蛋白质合成等过程以图片或视频等方式直观地向学生展现,学生从中认识到在分裂间期细胞在进行遗传物质的加倍和营养物质的储备,而不是静止休息,完成认知更新。
  2.2开展辩论式探究学习,注重知识间内在联系
  高中生物学知识体系庞大,知识间存在千丝万缕的联系,前后照应,新旧知识间如果不建立联想和认知结构,便很容易遗忘和理解失误,造成前科学概念的产生。不仅如此,生物学与其他学科知识之间也密不可分,相互支持,比如在学习遗传与进化的基因频率时就需要用到数学计算,在学习光合作用和呼吸作用时绘制的图像也体现了数学与生物学的相互关联。再比如化学中学到的渗透压对“物质的跨膜运输”中主动运输和被动运输以及质壁分离等知识的理解具有重要作用。由此可见,不仅是生物学知识体系内,在生物学和其他学科之间形成知识联结也是尤为必要的。
  在高中生物课堂中开展辩论式探究学习,学生分小组对研究
  问题展开辩论,以自主搜寻辩论资料的形式对前后生物学知识和学科交叉知识进行整理综合。此方法能有效促进学生在辩论过程中对前科学概念进行转变和顺应,自主重建知识逻辑体系。但尤其需要注意的是,由于选题的价值在很大程度上决定了辩论式探究学习的意义,因此提出的供辩论的核心问题需要经过教师的仔细斟酌和商议后确定。
  2.3强化反思过程,归纳总结学习结果
  在學习完新知识后,学生根据学习学习目标对学习结果进行反思,这节课学到了哪些知识?我完全掌握了吗?在反思过程中对不是很熟悉的知识进行复习,并通过概念图,流程图,知识表格等方式进行归纳总结,从而纠正或完善自身尚存在疑虑的内容,更准确的辨析和修正概念内涵,巩固和完善概念外延。学生能以自查的方式自主转变前科学概念,形成的科学概念会在学生脑海中形成新的认知结构,并产生正向迁移,将浅层学习转变为深度学习。在归纳的过程中,学生自己动手复习和整理知识材料,不是一个机械的过程,而是学生主动建构,积极参与的过程,这种自主性深刻的影响了其高阶思维能力的形成和科学方法的使用,对学生今后发展具有深远影响。
  3.结语
  高中生物学知识复杂抽象,高中学生的认知能力等特点都决定了前科学概念的产生是不可避免的,而转变这种固有的认知偏差需要学生积极调动自身能动性,经历从感性到理性、从模糊到精确 、从简单到复杂的概念转百年过程。本文从深度学习的方式、过程和结果三个方面提出转变前科学概念的建议,从实际出发,希望帮助教师和学生建立起以前科学概念为基石的深度学习课堂。
  参考文献
  [1]鱼霄. 初中生生物学前科学概念转变策略的建构与实践研究[D].陕西师范大学,2019.
  [2]吴秀娟,张浩,倪厂清.基于反思的深度学习:内涵与过程[J].电化教育研究,2014,35(12):23-28+33.
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