帮助学生形成生物学基本观点

一、以知识作为基础

生物学基本观点的形成,除了需要一定的体验之外,还需要相应的知识作为基础,主要有以下几个方面的原因。

1.前科学概念可能导致错误观点的形成

前科学概念是指学习者在接受正式的科学教育之前,在现实生活中通过长期的经验积累与辨别式学习而获得的一些感性印象或积累的一些缺乏概括性和科学性的经验,是一些与科学知识相悖或不尽一致的观念和规则。从其负面作用来看,前科学概念会影响科学概念的形成,进而影响正确观点的形成。因此,教学应当首先了解学生有什么样的前科学概念,并且把通过纠正学生错误的前科学概念建立科学概念作为一节课最为核心的任务。正如美国教育心理学家奥苏伯尔所说:“如果我不得不把所有教育学心理学原理还原为一句话,我将会说,影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么,要根据学生原有的知识状况进行教学。”从这节课来看,学生已有的前科学概念是“用进废退”。在课的一开始,学生尝试解释原鸡怎样进化成蛋鸡时,一个学生说:“一些鸡总是用来下蛋,就变得适合下蛋了。”在接下来解释工业化以后,英国曼彻斯特地区的桦尺镬为什么由浅色占多数变为深色占多数时,另一个学生说:“环境改变,浅色的桦尺蟆为了躲避天敌,就把自己的身体变成了深色。”这些认识都是“用进废退”的观点。用进废退学说是法国博物学家拉马克提出的生物进化学说,其中心论:环境变化是物种变化的原因;经常使用的器官会越来越发达,不经常使用的器官则会退化;获得性可以遗传。虽然现在已经有越来越多的证据证明获得性是可以遗传的,但并不能认为获得性遗传是生物进化的主要方式。要避免在非主流知识基础上建立起非主流的生物进化观点,仅仅了解用进废退学说是不够的,学生更需要知道的是生物进化的主要原因,而不是少数的特例。因此,需要在学生的前科学概念基础上予以引导,使学生看到生物进化更主要的原因。否则,前科学概念就会成为学生接受自然选择学说的障碍,学生就很难形成主流的生物进化观点。

2.观点需要事实性知识作为实证支持

前文提到,观点具有主观性,是自主选择的结果。影响选择结果的因素除了亲身体验之外,间接了解到的事实(即事实性知识)也非常重要。生物进化论之所以为大多数人所接受,是因为它是建立在从自然界搜集得到的大量证据的基础之上,因而才能经受住一个多世纪成千上万科学家的广泛检验。课堂教学中,在呈现事实性知识的同时,最好能够告知学生这些知识为什么是事实。本节课就较好地做到了这一点。对于英国曼彻斯特地区桦尺镬体色的变化,教师首先采用科学史再现的方法陈述事实:1850年,一些生物学家来这里考察,发现大多数桦尺镬的体色是浅色的,只有少数是深色的。100年以后,也就是1950年,曼彻斯特已经变成了一个工业城市。这时候,又有一些生物学家到这里考察,使他们惊讶的是,这里的深色桦尺蟾变成了常见类型,而浅色的桦尺蟾却成了少数。像这样通过科学史的方式告知事实,显然要比直接告知事实本身使学生感觉可信度要高。而越是值得相信的事实,对于学生形成正确的观点帮助越大。

3.观点常常与概念性知识相伴而生

概念性知识是经过抽象概括形成的规律性知识,能够揭示生命现象的本质和客观规律。例如,儿童一开始不认识狗,但见过几只狗之后,就会知道狗都会“汪汪”地叫,喜欢对主人摇尾巴。此时儿童的认识就超越了单个狗的特征而有了一定的概括性,也就是形成了有关狗的概念性知识。而在对狗的共同特征认识的过程中,儿童就很容易形成“小狗都很可爱”的观点。由此可见,要形成生物学的基本观点,仅有事实的支持是不够的,还需要对事实性知识归纳概括,形成概念性知识。关于“生物进化的原因”的概念性知识,《课程标准》是这样规定的:“生物的遗传变异和环境因素的共同作用,导致了生物的进化”,提出的具体目标是“概述生物进化的主要历程”。由于观点经常与概念性知识相伴而生,因此“概述”的知识性目标要求是与“形成”的情感性目标相匹配的。而要达成这一目标,首先要明确“什么是概述”,概述是在直接的观察和实验、客观的原始记录的基础上发现事物共同的特征,然后简要表述。其次,要让学生自己去“概述”。照本宣科地说出生物进化的四个环节—“过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存”只是复述。许多课堂就是这样仅仅达到了复述水平,虽然这些复述也是前人概述的结果。本节课上,教师不是自己直接给出结论,而是多次让学生尝试对生物进化的实例进行分析、解释和概括,如此得出的有关生物进化的概念。在这样的过程中,学生也就确立了对待生物发展变化所处的立场或出发点,初步形成了生物进化的观点。

二、用大量事例强化

达尔文青年时,曾以“博物学家”的身份随英国海军“贝格尔号”舰进行了为期5年的环球科学考察,观察和收集了许多动植物和地质方面的资料,从而积累了大量的实据,并最终据此形成了一个较为完整的生物进化理论体系。达尔文进化思想的形成,可以说是在大量事实基础上归纳的结果。同样道理,学生要形成生物学的基本观点,不能单纯依靠对一两个实例的分析,也需要通过许多实例对初步形成的观点加以强化。本节课,教师就为学生提供了大量这样的实例。除了上文提到的桦尺镬保护色和长颈鹿长颈的形成外,课的一开始,教师就用了一个实例导人:霍加披和长颈鹿都是由古长颈鹿进化而来的,为什么古长颈鹿有的进化为长颈鹿,有的进化为霍加披?对于这个问题,教师在课的最后做出了呼应。导人之后,教师从达尔文出版的第二本书—《动物和植物在家养下的变异》说起,说明从家养品种开始研究是达尔文进化研究的起源,并提出问题:原鸡怎样形成这么多品种的家鸡?你能不能以一个品种为例尝试解释它是怎样形成的?在讲解自然选择学说的要点时,用狗尾草、家蝇、大象分别代表植物、动物、哺乳动物,说明生物的繁殖能力很强,有过度繁殖的可能;用狮子捕食鸵鸟的视频,说明生存斗争对于不同的变异进行了选择;通过在争斗中获胜的雄性河马可以获得领地和配偶的视频,说明适者生存繁衍,不适者被淘汰的结果。但即便如此,也不能保证学生能够形成生物进化的观点,因为一节课的时间和作用毕竟有限,而一种观点的形成需要长期认识的积累,绝非一朝一夕之功。因此,“形成生物学的基本观点”是整个初中生物课程的目标,而不仅仅是一节课的目标。要达成这样的课程目标,还需要在学习其他内容时抓住一切可能的机会。由上述可见,要使学生形成生物学的基本观点并非易事,更绝非简单地“告知”可以奏效。之所以要迎难而上,是因为生物学基本观点的形成对于学生今后生活的影响远比知识来得巨大,而这恰恰是生物学教育教学最有意义,也是最有魅力之所在。