体验知识的形成、产生和发展

吴久宏

摘 要 叙述了弄清楚知识的“来龙去脉”，有利于学生加强对知识的理解，对于提升学生生物学科素养大有裨益。分别从科学史料的利用、生产、生活中生物知识、说文解字等方面例举了尝试。

关键词 生物史料 生产生活 说文解字

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

文件编号： 1003 - 7586（2016）11 - 0076 - 04

所有生物知识、原理和结论的形成都有其“出生地”，追本溯源，有利于引领学生体验知识的形成、生长和发展，从而培养学生的科学素养。久而久之，学生则能变被动接受为主动探究，变绝对求同为发散求异，变机械封闭为生成开放。下面试着结合新授课教学中一些教学案例，谈个人粗浅的认识与做法。

1 用生物史料感召学生，体验知识发生的背景

生物科学史首先是一部思想史，它揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程。其次，它又是一部科学过程史，生物科学每一个知识点的产生过程，就是一个探究过程，生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。虽然新教材中增加了不少科学史料，而这与发展学生的理性思维和对生物科学素养的需求远远不够。

案例1：“核酸”的引入。

“核酸”这是一个较为抽象的概念，学生缺乏感性认识。教师如何巧妙地将它引进课堂，让学生走近它呢？

很多教师上课时经常这样引入新课：大家有没有听说过“核酸饮料”？它究竟有什么作用？今天我们来学习“核酸”，那么核酸究竟是什么呢？……笔者认为，这样的引入多么僵硬和突兀，学生在上课伊始被这个新名词搞得“一头雾水”。笔者在此利用PPT投出了这样一段史料：

1869年瑞士化学家米歇尔，首先从脓细胞分离出细胞核，得到一种含氮和磷特别丰富的沉淀物质，有酸性，米歇尔将之称为“核素”。

1889年艾特曼将“核素”作了纯化处理，把其中的蛋白质除掉，并将这不含蛋白质的细胞核内的物质定名为“核酸”。

短短两则史料，学生对“核酸”这一概念的接纳要显得自然和亲切得多。原来“核酸”最初在细胞核中发现的，呈酸性，科学家当时定名为“核酸”。在即将结束“核酸”内容的学习时，笔者及时抛出了这样一个问题：通过本节课的学习，今天我们再来看“核酸”当时的命名是否存在不妥之处？学生在思考、讨论后，争相发言：“核酸”不仅存在于细胞核中，在细胞质中也有分布。这样的设计不但尊重史料，更能让学生体悟到知识、原理、结论形成是一个不断修正、不断完善的过程。

科学史料往往能帮助学生“穿越”时空的隧道，感受当时的时代背景，体悟科学史料背后蕴涵的科学思想、科学方法和科学探究精神。

2 用生活、生产中的实例丰富学生认知，体验知识源于实践而又指导实践

生物学科由于其浓厚的实践性，与生产、生活息息相关；生物知识源于人们在长期实践中的不断总结，而后又不断指导实践。这些活生生的素材有机地运用于课堂，将不断丰富学生的认知体验，让学生找到知识的“根”。

2.1 利用生活原型类比生物知识，直观又形象

“生活处处有学问”，有一些生活原型与生物知识有很大的关联，教师巧妙类比，则可化难为易，化抽象为直观。

案例2：“细胞有丝分裂”的类比。

“细胞分裂”这部分对学生来说无疑是个难点，各时期的特征、有丝分裂与减数分裂的时期判别，常常令学生焦头烂额。通常教师都是利用“口诀”帮助学生记忆，但时间久了，学生会出现明显的记忆消褪。后来，笔者改变教学方法，从理性思维角度入手，设置了如下“问题链”和学生进行“谈话式”教学，下面是课堂导入的片断：

教师：现在有一个老父亲将家里的一张桌子，四张板凳要分给二个儿子。这两个儿子要求分的一样多，并且也是一张桌子，四张板凳。请你帮这位老父亲出出主意。

学生：到市场上再去买一套相同的桌子和板凳；请木匠师傅到家里再制作一套……

教师：你们太棒了！现在细胞也遇到了类似的问题，它要把最重要的遗传物质DNA分到两个子细胞中去，细胞是如何解决这个问题的呢？

学生：也需要再合成一套，然后平分给子细胞。

教师：是的，细胞分裂就是要努力解决两个核心问题：一是遗传物质的复制；二是遗传物质的平分！下面我们来共同探索细胞分裂的奥秘。

“心中悟出始知深”，通过“父亲分家产给两个儿子”的生活原型分析，联系到类似的情境“细胞分裂”，学生接受起来自然和亲切得多。这样，学生在课堂伊始就能把握“细胞分裂”的两个最核心事件——复制、平分，这为后续的学习做好了认知铺垫和课堂学习主线的暗示。

2.2 利用学生耳闻目睹的场景，巧妙介入生物知识

建构主义认为学习者并不是把知识从外界搬到记忆中，而是以已有经验为基础，通过与外界的相互作用来建构对知识新的理解。个人的生活经历、体验、各种媒介的信息以及学生做过的、听过的都是一笔重要的课程资源。

案例3：“物质跨膜运输”的创境导入。

在这一节内容导入时，笔者是这样设计的：请同学们回忆一下赞美莲藕的诗句——“出淤泥而不染，濯青莲而不妖”。

抛出问题：莲藕生长在污泥中，却能从环境中获取莲藕细胞生命活动需要的营养物质，如水、氧气、无机盐等，而莲藕细胞不需要的物质分子则不能进入。那么，到底是什么控制物质分子的进出呢？物质分子是如何跨越细胞膜进出细胞的？

本案例通过创设与教学内容紧密相关的情境，以学生熟知的诗句引入，让教学进入情感领域，有利于把知识的教学、能力的培养、智力的发展以及道德情操的陶冶有机地结合起来，从而促进学生全面发展。

案例4：“细胞大小与物质运输的关系”难点突破。

人教版必修1教科书在“细胞的增殖”这一节中，有一个探究性实验“模拟探究细胞表面积与体积的关系”。在进行实验前，笔者首先提出以下问题：

（1） 一杯沸水和一桶沸水，哪一个先凉下来？体积较大的温室要与体积较小的温室哪一个更有利于保温？

（2） 请同学观察和判别图1中，哪一种狐狸生活在寒冷地区？生活在寒冷地区的动物体型大，还是体型小？

学生凭生活经验和直观感知，不难判断一杯沸水应比一桶沸水先凉下来。但是他们并不清楚如何解释。对于第（2）个问题，学生根据散热器官能初步确定A较适合生活在寒冷地区，但是对于体型大小与寒冷、炎热之间的逻辑关联理解存在困难。此时，学生处于“愤”与“悱”交织之中……教师这才引入图2和表1，让学生来计算，然后学生悟出：随着边长增大，体积越大，其相对表面积就越小，这时学生对老师开始提出的两个问题就恍然大悟了。

实践表明，课堂教学内容与生活联系得越紧密，越能调动学生的主观能动性，让学生真正感受到：原来学习高中生物知识，是为了更好地了解自然、了解自身，更好地生活。如在“光合作用的过程”一节学习时，以前有学生曾经问过笔者：老师，我们学习光合作用这么复习又比较抽象的过程，到底有什么用啊？学生的这句话明显地给教师一个暗示：学生不需要空洞的理论和乏味的说教，他们需要的是有用的知识。因此，在引入这一过程时，先用PPT投影了这样居里夫人的一句名言：“掌握光合作用的过程，对人类来说，比得到核能还重要。”然后声情并茂地讲述：长期以来，饥饿问题一直困扰着人类。世界粮食问题依然十分严峻，饥饿和营养不良仍困扰着人类，世界每7个人就有一个人处于饥饿状态。因此，研究光合作用的过程和原理，提高粮食产量，显得意义重大。接着，通过展示以下资料：

光合作用被诺贝尔奖基金委员会认定为“地球上最重要的化学反应”。它是地球上一切生命生存和发展的基础。到目前为止，共有8次诺贝尔奖的桂冠被从事光合作用研究的科学家所摘取：

美国科学家伍德沃德，他于1960年合成了叶绿素，因研究叶绿素而获奖。

瑞士科学家卡勒因研究类胡萝卜素等物质的化学结构于1937年获得诺贝尔奖。

卡尔文也因“确立植物吸收二氧化碳时所涉及的化学反应顺序”于1961年获诺贝尔奖。

……

伴随着许多诺贝尔奖的诞生，让学生体会到科学研究的价值内涵，激发学生探索科学的兴趣。这样可以让学生认识到科学是一种生动的、基本的人类文化活动，引导他们重视科学在当代社会发展中的作用，并且关注科学各领域之间的内在联系。

3 说文解字，体悟汉字构造、成语、古诗文中蕴含的生物学道理

教师可充分利用中国文字构造特点，深度剖析文学诗句中所蕴涵的生物学道理，既能提升学生的人文情怀和素养，更能加深学生对生物学抽象概念、原理的理解。

许多诗词是诗人对自然景观的观察、筛选、并融入个人的情感而创作而来，是自然世界在诗人心中的投影，这些诗词可看作是一种观察和思考的结果，是很好的教学素材。

案例5：“癌”字解读。

在“癌症的成因”这一节内容导入时，笔者这样设计的：癌症被称为人类第一杀手，人们谈“癌”色变！让我们来剖析这一个“癌”字的特点，这个字形象地告诉我们，病从口入：吸烟、酗酒、吃不健康的食品，导致疾病，如果病疾成山，就成了“癌”！

这样的分析既达成了本节的知识目标，更渗透和融入了情感、态度与价值观目标——倡导健康的生活方式，远离癌症，提升生活质量。在“体温调节”这一知识的引入时，让学生分析成语“饥寒交迫”所蕴涵的逻辑关系，学生自然悟出：人体温度来源于体内物质的氧化分解，所以“饥”必然导致“寒”。这样的例子很多很多，值得教师不断去整理、去实践。

案例6：“线粒体”名字由来。

多次考试批改学生试卷时，“线粒体”经常错答成“细粒体”，究其原因是可能因为“线”和“细”在读音上有所接近，根本原因在于学生没有对这个概念深入的理解和接纳。在学习这一细胞器时，笔者让学生对这个名字思考：为什么取这样的名字？在学生充分表达、交流的基础上，进行了这样的补充：这个细胞器由于在光学显微镜下观察成“粒状”，在电子显微镜下内膜折叠成嵴，就像绕的“棉线”，因此这样的细胞器当时取命为“线粒体”……

听到了这样的定义后，学生恍然大悟，知道了名字的由来，记忆自然就深刻。像这样的例子很多，如“叶绿体”（使叶片呈现绿色的细胞器）、“测交”（用于测定F1基因型或其产生配子种类的交配类型，简称“测交”）、“光合作用”（利用光能合成有机物的作用）、“子房”（种子生长的房间）、“子宫”（孩子住的第一座最温馨的宫殿）……

此外，教师在课堂教学中巧妙穿插一些与生物学直接有关的谚语、古诗文、智慧故事、电影片段等，让学生分析其中蕴含的生物学道理，这有利于实现知识的理解和人文素养的提升。下面略举几例：在“影响光合作用的外界因素”中可以借用北魏农学家贾思勰在《齐民要术》中的“正其行，通其风”引出“光照和CO2两个外界因素”；在“能量流动的特点”中让学生分析“一山不容二虎”的道理；利用龚自珍的《己亥杂诗·其五》诗句“落红不是无情物，化作春泥更护花”更好地诠释“物质是循环的”这一结论；在“植物生长素的发现”这一课时以“春色满园关不住，一枝红杏出墙来”引入，抛出探究主题：“为什么植物这样生长？有哪些外因和内因呢？”……

回到知识的“出生地”，在探寻知识的来龙去脉的行程中，体悟知识的发现和创造，学生才能比较好地构建起知识之间的联系，而不是支离破碎地记住知识。这样的课堂才是有效、高效的课堂。