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学科教育论文-悖论教学法在生物教学中的应用摘要:学生在学习过程中其认知结构的变化过程可以表述为:平衡不平衡平衡,而悖论教学法可以使学生产生强烈的学习动机,打破原有的认知结构平衡,建立新的认知结构平衡。本文主要阐述了在生物学教学中几种常见的导致悖论的方法。关键词:悖论;动机;生物教学作者简介:胡宏亮,任教于浙江省义乌市第四中学。悖论的消解,往往会导致生物学革命性的飞跃,所以说,悖论的产生和消解是生物学发展的一种重要形式。一、悖论教学法的理论思考学习论认为,学生在学习过程中,其认知结构是可以变化和重新组合的,其变化过程可以表述为:平衡不平衡平衡。当一个问题能够纳入现有的认知结构时,则这个问题能够被迅速解决,认知结构的平衡不会被破坏。相反,如果新的问题不能纳入已有的认知结构,则原有的认知结构平衡被打破,这时,学生会积极的调整已有的认知结构,使问题得到解决,从而建立新的平衡。据此,教师在教学过程中应该有意识的“导致”一些悖论,让学生在解决悖论的过程中,更新自己的认知结构,提高解决生物问题的能力。二、导致悖论的方法导致悖论教学法的关键是设法形成悖论,笔者主要是从下面的几个方面入手的:1.先入为主,导致悖论导致悖论:大部分学生回答选甲,理由是:减数分裂区别于有丝分裂的特点:甲号染色体无同源染色体存在,故为减数第二次分裂中期;乙号有同源染色体且无染色体联会特点,为有丝分裂中期;丙号细胞每一极有同源染色体存在,且染色单体分开,故为有丝分裂后期;丁号出现同源染色体联会现象,故为减数第一次分裂中期;教师此时可提出质疑,若某一细胞只含一个染色体组,则此细胞进行有丝分裂各时期的特征如何?消除悖论:在解答此类问题时,只考虑到二倍体的细胞分裂,头脑里用学习细胞分裂新课时早已肯定的方式来进行判断,不能将后来的单倍体、多倍体知识加以综合分析。教学启示:先入为主,原来是不利的但是如果把“先入为主”当做教育资源,用来导致悖论,则能有效的打破学生原有的知识结构平衡,进而产生强烈的学习动机。2.抛开前提,导致悖论教学个案:在进行“渗透作用的两个条件”教学中,为帮助学生正确理解“半透膜两侧具有浓度差”这一条件,教师可设置悖论。导致悖论:在渗透装置中,半透膜一侧放入5%蔗糖溶液,另一侧放入5%的葡糖溶液,问这一装置中是否会发生渗透作用?学生可能很快作出结论:不会发生渗透作用。消除悖论:引导学生分析讨论,得出正确理解:渗透作用发生的实质是半透膜两侧单位体积内的水分子数不同,造成单位时间内两侧溶液透过半透膜的水分子数不同,从而引起渗透作用。因此,这里的浓度差应该指摩尔浓度差而不是质量浓度差。在上述问题中,相同质量浓度的蔗糖溶液和葡萄糖溶液,其摩尔浓度是不同的,因此引起渗透作用。教学启示:通过本例,让学生认识到任何生物的结论都有其成立的条件,离开前提条件,谈结论是没有意义的,只有前提和条件一起把握,才算真的理解了。3.类比不当,导致悖论教学个案:蛔虫细胞内能产生ATP的结构有:叶绿体线粒体核糖体细胞质基质AB导致悖论:有些同学在解题时,一看到蛔虫,就马上想到是动物细胞,排除掉叶绿体的可能,于是选了线粒体和细胞质基质,选B。教师质疑:蛔虫生活的环境是高等动物的肠道内,是一种缺氧环境,其异化作用类型是厌氧型,而线粒体是有氧呼吸的主要场所,因此蛔虫细胞内怎么可能有线粒体结构?消除悖论:学生解题时只看到了蛔虫与书本上一般动物细胞的同一性,却忽视了他们之间的差异性。正确答案为。教学启示:如果此题只是机械的讲解不同细胞之间的区别,很难引起学生的注意,而利用悖论教学法设置一些悬念,容易造成学生强烈的学习动机,积极主动的参与学习。4一见钟情,导致悖论教学个案:给植物全部供给18O标记的水,则不久以后发现植物周围出现含18O的物质,则这些物质主要来自()A蒸腾作用B光合作用呼吸作用光合作用和呼吸作用导致悖论:就答案而言形式最佳,且光合作用中水的光解生成18O,为呼吸作用利用生成18O,也就是说植物周围出现了18O和18O,故许多同学对一见钟情,未对其他选项仔细考虑。此时教师可提出质疑:植物周围出现含18O的物质只有上述两种吗?消除悖论:此题条件隐蔽,未明确说明植物周围出现的物质为何物,但是可以从题眼“主要来自”进行思考,此表明途径不止一条,因而着眼点不在于能否产生,而在于量的比较,即周围出现最多的物质应该是蒸腾作用产生的水分,故选。教学启示:有些学生在解答选择题时,不经逻辑推理,仅凭直觉经验贸然作出判断而容易上当。5.张冠李戴,导致悖论教学个案:大象是植食性动物,有一种蜣螂则专以象粪为食。设一头大象在某段时间内所同化的能量为107KJ,则这部分能量中可以流入蜣螂体内的约为()A几乎为0KJB10KJ210KJ10210KJ导致悖论:部分学生看到此类题目,觉得非常简单,在生态系统中能量的传递效率是1020,蜣螂以象粪为食,则从大象那里得到的能量应该为10210KJ,选。此时教师可提出质疑,什么叫同化作用?粪便经过大象的同化了没有?消除悖论:传递效率指上一个营养级所同化的能量流入下一营养级的比例,而大象粪便是未经消化的植物部分,未经大象的同化作用,蜣螂吃大象的粪便,从能量流动的角度看实际上是从植物那里直接得到了能量,因此大象中的能量流入蜣螂体内的几乎为0,正确答案选A。教学启示:有些学生对生物学的概念、原理和规律理解不透,模糊不清,甚至导致张冠李戴,在解答问题时导致上当出错。6.迁移不当,导致悖论教学个案:AaXaa1/2Aa:1/2aa,假定A对a为显性,得到4个子橘,则3个为显性,1个为隐性的概率是()A1/4B1/5C1/16D3/16导致悖论:解题思路:此为测交,其后代显性:隐性=1:1,所以对于每个后代来讲显性概率占了1/2,隐性概率占了1/2,故后代中为3显1隐的概率为(1/2)31/2=1/16,选C。但若根据此思路,四个后代可能出现的组合有5种,分别为:4显0隐、3显1隐、2显2隐、1显3隐和0显4隐,每一种组合的概率均为1/16,五者相加等于5/161,这与事实相矛盾。问题出在哪里?消除悖论:引导学生思维,使这一生物问题与数学的排列组合相结合,分析出其中错误的原因,正确答案应该为A。教学启示:此题很明显的可以看到生物学知识和数学解题思想的结合

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