高中生物教学巧用黑箱法探究

杨柳春

摘 要 黑箱法在抽象的高中生物知识教学中可以发挥重要的作用，有助于提升学生的生物知识掌握质量。在实际教学中，教师要注意黑箱模型的选择以及输入、输出信息的提供，确保探究过程可以高质量完成，提升学生的科学探索能力和自主学习能力。

关键词 高中生物;教学;黑箱法;探究

中图分类号：C41 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2020）01-0103-01

高中生物学知识有着一定的抽象性，影响了学生对课程内容的直观深入学习，不利于学生学习质量的提升。在高中生物教学改革中，教师可以借助黑箱法来引导学生自行完成知识模型和结构的构建，对教学质量的提升有着重要的作用。

一、教学中的黑箱

在当前的高中生物教学中，教师为了提升学生的学习积极性，培养学生探索能力，常会在教学中设置探究类教学内容，保证学生在生物概念知识的学习过程中完成对一些内容的分析研究，但是探究教学法在实际使用中也存在不足，探究项目在短期之内难以完成，占用学生较多的学习时间，不利于学生的学习。为了提升对学生思维能力的培养质量，教师可以在教学中应用黑箱法。教师通过在课程教学中合理设置黑箱研究题目，保证课时内完成探究内容，有助于教师设计教学计划，强化了探究中教师的引导作用。教师可以从如下几方面在教学中使用黑箱法。

（一）结合课程内容合理选择输入和输出信息。在黑箱法的教学中，学生进行分析研究的基础是教师提供的数据资料，这些数据资料是黑箱研究中的输入信息和输出信息，学生由此来得出对黑箱结构的认识，构建黑箱模型。教师在教学中要结合课程内容合理选择输入和输出信息。首先，输入和输出信息在数量上要进行精简，在保证内容价值的前提之下避免大量的资料影响学生的分析研究过程。其次，在资料的选择上，教师要选择贴近课程的内容，保证通过分析可以得出合理的结论。在减数分裂课程的教学中，教师可以选择原始生殖细胞以及成熟生殖细胞中染色体的数量和图像作为输入和输出信息，再对数据和图像进行分析，有助于学生得出减数分裂过程的特点，完成课程的教学目标。

（二）选择合适的黑箱模型。在确认分析中的输入和输出信息资料之后，学生可以结合课程目标，来构建合适的减数分裂过程的模型。由于信息资料未能对分裂过程进行描述，根据染色体数量减半的信息，学生可以构建如下的两种模型。第一，染色体进行有丝分裂，姐妹染色单体分开之后进入两个子细胞之中，在分裂中染色体数量减半。第二，同源染色体分离之后进入两个子细胞之中，之后再进行有丝分裂，最终子细胞之中染色体数量减半。两种模型都可能造成子细胞相比原始细胞染色体数量减半的现象，因此，在课程中，教师还需要继续深入探索，以便正确构建减数分裂过程的模型。

（三）结合历史资料完成模型优化。教师可以为学生提供历史上减数分裂的研究资料，以便学生对比提出的假说，正确构建减数分裂模型。在生物学的研究发展中，研究者发现在生殖细胞的分裂过程中，染色体在一段时期中表现为环状，其包括两条配对染色体。同时，配对染色体等长，并在后续的细胞分裂中互相分离。通过结合历史资料可以发现第二种假说更加符合实际情况，最终完成了对减数分裂过程模型的构建，完成了教学目标。

二、实验教学中的黑箱

实验教学也是当前高中生物课程中的重要组成部分，在实验教学中引入黑箱法可以培养学生的实验思维和生物学素养，帮助学生掌握更为科学的实验技巧，有助于培养学生的逻辑思维能力和科学研究能力，增强实验教学的效果。

在影响生物酶活性的实验教学中，教师也可以沿用黑箱法的使用步骤，开展探究性的实验。首先，教师可以结合实验内容来设计黑箱法的研究问题，即温度是否影响生物酶的活性。其次，教师可以引导学生选择合适的输入和输出信息，并结合信息需求来完成实验操作过程。由于实验探究的是温度因素对生物酶活性的影响，因此学生可以将不同的温度作为输入信息，将不同温度之下的生物酶活性作为输出信息，在实验中对酶活性进行数据记录。由于生物酶活性难以直接进行观测，因此，在实验中学生可以将生物酶活性和实验效率进行关联。在淀粉酶的实验中，学生可以将淀粉和碘液的变蓝情况作为实验输出信息，直观地展示了不同温度之下生物酶的活性变化情况，有助于后续的实验信息分析过程进行。实验中设置了三种不同的温度：零摄氏度、三十七摄氏度以及七十摄氏度，实验显示不同的温度会直接影响淀粉的分解情况，证明了温度影响生物酶的活性。实验中，三十七摄氏度环境之下淀粉分解最多，这是人体温度，证明了最适温度之下生物酶的活性最高，反应速率最快。

在部分实验中，由于实验设计不完善或是不全面，常会出现一些和预想情况不同的现象，针对这类现象的研究中，教师也能使用黑箱法来帮助学生更为深入地了解反应原因。借助黑箱教学方式，学生的自主探索能力得到了提升，掌握了科学实验中对比实验等多种实验思想，学生的科学研究思维得到了发展，提升学生的科学素养，符合教学改革的发展需求。

基金项目：本文为福建省教育科学规划科研基地專项课题《黑箱法理论在高中生物概念建模教学中应用研究》（批准号：Fjjgzx18-105）阶段性成果。

参考文献：

[1]封三广.“黑箱法”与教学反馈[J].榆林高等专科学校学报，1997（4）：62-63.