“具身認知理論”下的初中生物概念生成教學策略

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 初中生物 來源: 高中學習網


《義務教育生物學課程標準(2011年版)》在繼續(xù)倡導探究性學習、面向全體學生提高生物科學素養(yǎng)的理念之下,很大的一個變化是建議關注重要概念的學習。作為生物學科知識體系構建的核心基架??生物學概念的學習一直是教師教學關注的重點,但同時也是現行的初中生物課堂教學中的難點。究其原因:主要在于教師在概念教學中多從概念到概念,更多地使用語詞符號對新概念進行界定,脫離學生的生活經驗。這與初中學生身心處于初步發(fā)育的程度、思維時經驗主導化、認識事物和考慮問題時還需要具體的感性經驗來支持等特征是極不吻合的。
1具身認知理論
當前認知心理學研究的新取向??具身認知理論認為:認知活動不僅離不開生物大腦,而且與人類身體及其所處環(huán)境的互動密切相關。大腦嵌入身體,身體嵌入環(huán)境,構成了一體的認知系統。人以體認的方式認識世界,概念與思維的實現必須通過人的身體經驗,而不是依靠超驗、抽象的符號。認知具有具身性、情境性和動力生成性三個主要特征。
美國教育心理學家奧蘇貝爾提出:學生獲得概念有兩種形式,一種是以感覺、知覺和表象為基礎,通過分析綜合、抽象概括等思維活動,從個別到一般,從具體到抽象,逐步把握一類事物的本質的概念生成方式;另一種是以定義形式直接向學習者揭示新概念的共同關鍵特征,學習者利用原有認知結構中的適當觀念,理解新概念,并納入原有的認知結構,從而獲得新概念意義的概念同化方式。當前學生概念學習多使用的是教師直接給予概念界定的概念同化方式,因與學生的生活經驗脫離并高度語詞符號化而不利于學生理解,并進而妨礙學生的概念運用。
縱觀現在的課堂教學,凡概念學習深入淺出,由表及里,學生學習得心應手的,莫不是與生活密切相關,充分調動學生經驗進行的教學。筆者根據對具身認知等理論的理解和學生的學習需要等情況考慮,認為在基于觀察、基于實驗、基于探究、基于隱喻、基于類比等前提下幫助學生概念生成,會有很好的學習效果。
2概念生成策略
2.1基于觀察的概念生成
學生在日常生活中無意觀察獲得的經驗是進行相關概念學習的起點:如食材中各類綠色的蔬菜是學生學習光合作用的起點;飯桌上的各種魚類是學習魚的結構和特征的起點;雞、鴨、鵝、鴿是學習鳥類的起點;吃剩的豬骨頭和雞骨頭的觀察也為學習和理解鳥類特征積累了原材料。
對于需要通過觀察而進行的概念學習,如細胞的結構,需要學生在廣泛觀察植物細胞和動物細胞的基礎上進行歸納和總結,形成細胞有細胞膜、細胞質和細胞核等主要結構的概念;池塘、草地等生態(tài)系統成分觀察有助于學生歸納總結出生態(tài)系統的成分;人體各系統結構的模型觀察有助于學生了解自身結構和各結構的功能;單細胞生物的觀察使學生發(fā)現微觀世界的奧秘;花的結構的觀察幫助學生闡釋植物的生命語言等。學生無意觀察不能擁有的體驗需要教師在課堂教學中盡可能地提供觀察的方便,這對于學生掌握相關概念具有語言所不可替代的幫助和促進作用。人們自己也無法想象,一個盲人怎樣才能獲得有關單細胞生物等微觀世界和花的完整科學的概念。
2.2基于情境的概念生成
自情境教學提出后,很多教師上課必用情境。然情境之于教學的作用好像也僅剩了吸引學生關注這一條,有的情境甚至不關注學生的身心接受度,有嘩眾取寵之嫌。具身認知理論認為情境是學生具身認知的大環(huán)境,身體與情境相互作用進而引發(fā)促進認知的巨大動力。如:生物對環(huán)境的適應的教學,如果讓學生都置身于學校里的綠地中,要求學生尋找一個綠色的手球,同時要求學生尋找一個紅色的手球,然后觀察草地上的昆蟲都有哪些顏色,為什么?這兩個活動必然會引起學生帶著思維去體驗生物對環(huán)境的適應,同時也教會了學生用活動帶來的體驗去思考以后生活中遇到的類似問題,其對認知的動力作用顯而易見。
2.3基于探究實驗的概念生成
對于學生沒有認知經歷和經驗的領域,在學習過程中,教師需要創(chuàng)造條件生成經驗。如光合作用和呼吸作用的概念學習,學生在此之前沒有相關生活經驗,在親自對光合作用的產物、場所和條件進行探究后,學生自己總結光合作用的概念也就是水到渠成的事情了;同理,呼吸作用的概念、蚯蚓適應土壤生活的特征、種子萌發(fā)的條件等也是都需要學生通過探究實驗獲得相關概念的感性認識,再經分析、推理、判斷形成相關概念。
2.4基于模擬探究的概念生成
有些概念的探究實驗不適合用活體生物進行,但不經探究學生又難以獲得相關的直接體驗,對概念的生成不利。這時就需要進行模擬探究。比如,鳥類適應飛行生活的特征這一概念的學習,學生無法通過鳥類的外觀觀察生成全部鳥類特征這一概念。但是在現行的中學階段不提倡解剖,而且即使通過解剖,學生也不能理解有些內容:流線型體型為什么就適合飛行?骨骼中空為什么適合飛行?這種情況下,有很多教師嘗試著帶領學生首先進行紙飛機飛行的探究實驗:分組嘗試流線型紙飛機、豎翼型紙飛機、重型紙飛機、不同動力下紙飛機的飛行狀態(tài),得出飛機飛行需要解決的阻力、自重和動力三大因素;然后,再分析鳥類在這三方面分別都有哪些具體的適應特征。這樣的教學基于模擬探究得出的結論,在后續(xù)的學生中學生會帶著問題去觀察和思考鳥類在這三方面是怎么與原理挈合的,并且與同學和老師有很好的交流共享。絕好的體驗性在很大程度上會促進了學生概念的自我生成。
但也有教師在模擬探究步驟不清楚探究的目的何在,分?不具體,在整個模擬探究階段,學生盲目地在玩紙飛機。漫天的紙飛機與師生的學習目的一樣無目標地在飛,最后紙飛機飛行的原理是教師給出的。這樣的模擬探究純粹是形式,沒有倒也作罷。2.5基于隱喻的概念生成
在一些概念的生成過程中,教師沒有條件帶領學生獲得相關的體驗,比如光合作用和呼吸作用關系的概念、血液循環(huán)的概念教學。學生由于不能親歷進而獲得體驗。教師可以借助于學生熟悉而具體的經驗通過隱喻的手法,將具體概念的圖式結構轉移運用,通過抽象概念與具體概念相同的邏輯結構,從而促進概念的生成和靈活理解運用。比如,光合作用與呼吸作用的關系在初中和高中都是學生學習的重點,同時也是難點。如果借助于學生小學生耳熟能詳的水池進水和放水的圖式結構則更有利于學生生成此概念:植物白天?行光合作用就類似水池白天打開進水龍頭進水,而呼吸作用是植物全天進行的,就類似水池全天打開放水龍頭放水;水池里水的多少取決于白天進水和全天放水之差,植物有機物的積累也是這樣,取決于白天光合作用合成與全天呼吸作用消耗有機物之差。這樣的隱喻使得學生雖不能親歷光合作用與呼吸作用,但通過水池進水和放水的具體概念引起的概念加工會對學生新的抽象概念的生成有促進作用。同理,血液循環(huán)的概念教學也有類似的隱喻載體:學生從A地拿籃球,跑回家后帶籃球到B地換足球,再把足球帶回家,帶足球到A地換籃球。如此不斷進行的換球活動與血液循環(huán)的邏輯結構類似,學生在血液循環(huán)的概念生成上就補上了由于體驗的缺乏而導致的理解困難了。
隱喻促進概念生成的主要關鍵在于隱喻的本體與喻體之間有相同或相似的邏輯結構,而且喻體又是學生親身經歷過的、熟悉的事或物。很多教師不僅僅在概念的學習方面,在教學過程中遇到學生理解困難的問題上都習慣打比方,與此處的作用有相似之處。
2.6基于類比的概念生成
有些概念的教學中涉及人體本身的功能,學生是不能通過親自體驗來感知的。這時模擬實驗就是一種很好的代替體驗方法。比如:皮膚對人體的天然保護作用,學生不能直接感知,也不能夠進行即時實驗,教材中用蘋果來做模擬實驗:將果皮完好的、果皮完好涂上腐爛物的、劃破果皮涂上腐爛物的、劃破果皮涂上腐爛物并用酒精涂抹傷口的四組蘋果放置相同天數后取出觀察,與人體皮膚完好的、皮膚完好沾染病菌的、皮膚有傷口后沾染病菌的、皮膚有傷口沾染病菌后用酒精消毒的四種情況作類比。因為蘋果的模擬實驗結果與人在生活中對應的皮膚相應情況下的變化類似,從而得出結論:皮膚與蘋果的果皮一樣對人體有天然的保護作用。
在此部分的教學中,很多教師在教學中把握不清楚教材編寫時“用實驗的四種情況類比人類生活中皮膚的四種情況,從而引導學生得出皮膚保護作用的結論”本意,忽視對生活中皮膚情況的對應分析,因而僅從蘋果的實驗得出皮膚功能的有關結論就顯得很突兀。因為學生不是蘋果,不能從蘋果的實驗體驗到皮膚的功能,需要進行類比才能促進概念的生成。
2.7基于概念圖的概念生成
概念圖是以圖解的方式表示概念相互之間關系的,從顯性的具身性來說好像不明顯,但從信息的儲存和加工來說,卻是有一定的關聯。學生概念學習過程中必然存在著信息的儲存過程,如果信息的儲存是無序的、非組織性的,在信息的提取過程中也將導致無序和無奈。概念圖是一種幫助學生有組織儲存信息的很好的思維載體。在概念圖的構建過程中,學生體驗的是一種思維的加工和組織過程,這樣的經驗對學生知識體系的構建很有幫助。
江蘇科技出版社出版的《生物學》教材在每一章節(jié)的“本章學到了什么”環(huán)節(jié)都有概念圖對本章知識進行了梳理。但不少教師在教學中對概念圖的運用僅限于評價環(huán)節(jié),這還遠遠不夠,在學生概念體系的生成方面確實可以加以充分利用。
3概念生成需關注的問題
以上基于七個方面進行的概念生成的策略在教學中如果操作不當,都會導致學生不能在具身認知方面獲得良好的體驗從而有助于概念的生成,使概念的生成流于形式,重走概念同化的傳統接受式學習之路。具體問題有如下幾類:①教師的教學理念理解不夠深入,學習了具身認知下概念生成的一些形式,卻不了解真正的教學設計的目的所在,依葫蘆畫瓢,最后畫出來什么都不像。②教師的課堂組織有一定缺陷,在實驗、探究、模擬探究等相關環(huán)節(jié)放手后很難把控課堂,導致一發(fā)而不可收。③教師的傳統教學慣性嚴重,在學生獲得相應的具身認知體驗后沒有讓學生在充分進行分析、歸納、推理和綜合,再在交流的基礎上自己生成相關的概念。而是在具體的操作體驗后,由教師給出現成的概念。這就好比給學生架梯子摘桃子,學生好不容易爬上梯子,教師卻不讓學生自己親手摘桃,還是教師自己摘了桃子給學生,久而久之使學生喪失爬梯子摘桃的興趣。
在具身認知理論指導下的概念教學,能夠真正想學生所想,促學生動手,給學生所需,助學生活動,在體認的情境下幫助學生構建概念,從而順利高效地達成教學目標。
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