聚焦思维.ppt

聚焦思维 提高生物教学质量的着力点 赵占良2009 9 28江苏 淮安 一 为什么要 聚焦思维 1 从课程的性质来看 高中生物课程标准 高中生物课程是普通高中科学学习领域中的一个科目 意味着高中生物课程是科学课程 具有科学课程的性质 科学的基本特点是以怀疑作审出发点 以证据作判别的尺度 以逻辑作论辩的武器 怀疑 判别 论辩都是是思维为核心的 2 从课程目标的要求看 课程目标中的能力目标 能够正确使用一般的实验器具 掌握采集和处理实验材料 进行生物学实验的操作 生物绘图等技能 能够利用多种媒体搜集生物学的信息 学会鉴别 选择 运用和分享信息 2 从课标的要求看 发展科学探究能力 初步学会 1 客观地观察和描述生物现象 2 通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的 可以探究的问题 3 分析问题 阐明与研究该问题相关的知识 4 确认变量 5 作出假设和预期 6 设计可行的实验方案 7 实施实验方案 收集证据 8 利用数学的方法处理 解释数据 9 根据证据作出合理判断 10 用准确的术语 图表介绍研究方法和结果 阐明观点 11 听取他人的意见 利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改 3 从教学的现状来看 不少人认为生物科学是描述性科学 生物课程内容靠死记硬背就能学好 不少教师的教学未能突出科学课程的特点 重在让学生听懂 记住 4 从时代发展的要求来看 信息革命 学习革命 教育革命 本质是思维革命 国力竞争 科技竞争 说到底是思维能力之争 当今社会充满机遇和挑战 把握机遇应对挑战 主要靠思维能力 国家正迈向现代化 现代化首先是思维方式的现代化 从高考的要求来看 能力立意是不变的主题 能力的核心是思维能力 例析 2009年高考理综 全国1 已知2H2O2 2H2O O2 可以通过观察反映过程中O2的生成速度 即气泡从溶液中释放的速度 来判断H2O2分解反应的速度 请用所给的实验材料和用具设计实验 使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性 要求写出实验步骤 预测实验结果 得出结论 并回答问题 实验材料与用具 适宜浓度的H2O2溶液 蒸馏水 3 5 FeCL3溶液 0 01 过氧化氢酶溶液 恒温水浴锅 试管 实验步骤 1 2 实验结果预测及结论 整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是 由此可得出的结论是 3 如果仅将实验中的恒温水浴改为800C 重做上述实验 O2释放的速度最快的是 原因是 2008年海南高考试题 I 为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关 请用所给的实验材料 完成下列实验步骤并回答问题 实验材料 距2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干 完全培养液 蒸馏水 适宜浓度的赤霉素溶液 喷壶等 1 实验步骤 将上述大豆幼苗平均分成A B两组 A组为对照组 B组为实验组 分别置于等量的完全培养液中培养 用喷壶分别将和喷洒在 两组幼苗上 将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养 一段时间后 测定两组植株的 2 预测实验结果 3 上述试验中 如果A B两组各选用1株幼苗进行实验 是否影响实验结果的可靠性 为什么 4 该实验原理是 II 在观察洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原现象时发现 蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败 请据此拟定一个相关研究的课题 要求写出课题名称及相关研究中的自变量和因变量 二 聚焦思维的含义 活跃思维启迪思维训练思维 拓展思维空间 变换思维视角 改进思维品质 提高思维能力 三 如何聚焦思维 3 1活跃思维 3 1 1创设问题情境 诱发认知冲突 引导学生发现和提出问题 例如 每节课以 问题探讨 入手 进行思维热身 3 1活跃思维 3 1 2设计问题串 以问题驱动学生的学习过程 进而活跃思维例如 孟德尔的豌豆杂交实验 教材的问题串并不完善 还需要教师补充 再如细胞的有丝分裂 减数分裂 教材未设计问题串 教师需要发挥创造性 设计问题串 详见 生物学教学强化知识间逻辑联系的意义和策略 赵占良 生物学通报2009年第9期 3 1活跃思维 3 1 3引导和组织好小组讨论 鼓励不同观点之间的辩论 以脑力激荡法 头脑风暴法 来活跃思维 3 1活跃思维 3 1 4作业题的设计不能只是知识的再认 巩固和简单应用 也不应局限于常规的逻辑思维 应有一些求异思维 发散思维 逆向思维的题目 活跃思维的作业题举例 人工合成脊髓灰质炎病毒 是否就是人工制造了生命 人工合成病毒的研究 应该肯定还是应该否定 为什么 3 2启迪思维 3 2 1以科学家的研究案例启迪思维如促胰液素的发现 摩尔根基因论的提出 3 2启迪思维 3 2 2以生物学的思想 观点启迪思维如系统论思想启迪整体性思维 非线性决定论观点启迪非线性思维 以生物学基本观点为思维引路 例4 为什么长颈鹿的脖子那么长 不具备生物学基本观点的人 为了吃到高处的树叶具备生物学观点的人 结构与功能相适应 适于吃到高处的树叶 进化观点 3 2启迪思维 3 2 3以生物学方法启迪思维如控制变量的方法 类比推理的方法 模型方法 系统分析方法等 3 3训练思维 思维训练的内容思维训练的途径 3 3 1思维训练的内容 角度1 发现问题 提出问题 分析问题 解决问题角度2 逻辑思维 形象思维 求异思维 发散思维 批判性思维 系统思维 创意思维 关于提出问题 高中课标1 课程目标 发展科学探究能力 初步学会 1 客观地观察和描述生物现象 2 通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的 可以探究的问题 3 分析问题 阐明与研究该问题相关的知识 2 教学建议 教师可以用多种方式创设问题情境 鼓励学生提出自己感兴趣的问题 并选择其中最有探究价值的问题作为小组或全班共同研究的课题 教师要鼓励学生 并给每个学生以尽可能多的机会来提出个人的想法 见解 问题 并运用证据和逻辑展开讨论 名人箴言 孔子 敏而好学 不耻下问 宋朝朱熹 读书无疑者须教有疑 有疑者却要无疑 到这里方是长进 清朝学者陈献章 前辈所谓学贵有疑 小疑则小进 大疑则大进 疑者 觉悟之机也 陶行知在 每事问 一诗中写道 发明千千万万 起点是一问 禽兽不如人 过在不会问 智者问的巧 愚者问的笨 人力胜天工 只在每事问 名人箴言 李政道 求学问 先学问 只学答 非学问杨振宁 中国学生普遍学习成绩出色 特别在运算和推理方面比国外学生有明显优势 但中国学生最大的缺撼 就是不善于提出问题 缺乏创新精神 名人箴言 爱因斯坦 提出一个问题往往比解决一个问题更重要 因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已 而提出新的问题 新的可能 从新的角度去看旧的问题 却需要创造性的想象力 而且标志着科学的真正进步 英国科学哲学家波普尔 科学和知识的增长永远始于问题 终于问题 越来越深化的问题 数学家希尔伯特 只要一门科学分支能提出大量问题 它就充满生命力 而问题的缺乏则预示着独立发展的衰亡或中止 名人箴言 问题是智慧的迷宫 探索问题才能获得新知 问题是思维的动力 目标 也是思维的产物 因为思维发现问题 界定问题 张掌然 张大松 思维训练 问题的分类 角度1物理问题科学的问题化学问题生物问题 艺术的问题非科学的问题经济的问题宗教的问题 三人面对一棵枝繁叶茂的松树的三个问题 科学家 这棵树树龄有多长 有没有病虫害 诗人 感叹 它经历了多少风霜 商人 这棵树值多少钱 不科学的问题 虚假问题 问题的分类 角度2可以探究的问题 可以通过科学探究来回答 需要证据和逻辑不能探究的问题 不能通过科学探究来回答 不需要证据和逻辑例如 1 播放音乐是否有助于奶牛产奶量提高 2 奶牛是否爱听音乐 问题的分类 角度3真实问题 问题指向的解的应答域是真实的 所谓应答域是指预设的解答的存在范围 指示着解答者到哪个域限中去寻找答案 虚假问题 问题指向的解的应答域是虚假的 例 学不会气功的人是由于心不诚吗 天堂的玫瑰有没有刺 问一个很久不生病的人 你的病好了吗 长生不老药真得能让人长生不老吗 都是虚假问题例 怎样延长发动机的使用寿命 是真实问题 怎样制造一部永动机 则是虚假问题 问题的分类 角度4有探究价值的问题无探究价值的问题例如 见下页 问题的分类 角度5具体问题 问题指向的应答域较小 清晰明确抽象问题 应答域较大 抽象笼统 例如 见下页 问题的分类 角度6低层次的问题 知识了解或理解层面的问题 高层次的问题 受好奇心驱使 发现现象与已有知识的矛盾 冲突或差距 导致新知识产生的问题 例1 这个植物叫什么 同一种植物为什么这些开花 那些不开花 例2 见下页 较高水平问题的特征 较高的知识关联度较高的预设明确度较高的信息综合度较高的思维激活度 较高的知识关联度 知识关联度 所提出的问题与已有知识发生联系的程度仅靠观察不能产生问题 一个问题要与科学发现发生必然联系 就必须对现有知识提出质疑 提高提出问题的水平 必须使问题与已有知识联系起来 使问题从现象的直接描述转化为具有某种抽象性 渗透一定理论知识 有所知又有所不知的问题 例如 见下页 苹果为什么会落向地面 这是对现象的直接描述 知识关联度差 可以转化为以下问题 1 苹果本来静止于树上 使什么力使它运动 2 苹果不会向上运动 也不会向左或向右运动 总是落向地面 是不是受到一个总是指向地面的力的作用 3 使苹果总是落向地面的是一种什么力 较高的预设明确度 预设明确度 问题指向的对象和应答域明确程度 例如 苹果为什么会落向地面 其应答域到底是植物学范畴还是物理学范畴 不清楚 回答 因为它长熟了 似乎也是可以的 1 为什么苹果长熟了才会掉下来 2 是什么力使苹果总是落向地面 较高的信息综合度 信息综合度 问题中反映信息的多少 广度 以及信息间联系的程度 为什么树上的苹果会落向地面 而天上的月亮不会掉下来 较高的思维激活度 思维激活度 逻辑思维 联想 想像 求异思维等参与的程度如果只是无知带来的困惑 没有思维的调动 所提出的问题就会是低水平的 例如 见下页 怎样提问题 问题产生的途径 在科学探究中 问题的来源主要有三个途径 一是来自已有理论或知识同经验事实 来自观察 的矛盾 二是来自理论本身存在的逻辑困难或悖论 三是来自不同理论的论争 就高中学生而言 问题主要来自已有知识同他们所观察到的现象的矛盾 发现问题 保持强烈的好奇心具有怀疑精神思维品质具有灵活性 发散性 深刻性 善于观察具有问题意识例如 弗莱明发现青霉素 表述问题 表述问题 将发现的问题用疑问句表述出来 问题的表述要明确 具体 问题的表述要明确 具体 从发现问题到提出问题 这中间往往要经历逻辑思维和组织语言的过程 例1 明天天气怎样 明天下不下雨呢 例2 植物细胞为什么有细胞壁呢 植物细胞的细胞壁是怎么形成的 植物细胞的细胞壁有什么作用 分析问题 分析所提出的问题是不是科学问题 是不是可以探究的问题 是不是有探究价值的问题 这样可以不断提高学生提出问题的能力分析问题的表述是否明确 具体 是否可以从多个角度去回答 是否很明确地预示探究方向分析问题的指向是定量的要求还是定性的要求 其解决的途径大致是观察还是实验或其他途径 等等 这样的分析有助于问题的进一步明确 有时 通过这样的分析还可以对问题作适当的修改 阐明与该问题相关的知识 例如 提出的问题是 温度高低是不是对酶的活性有影响 应阐明以下与研究该问题相关的知识 酶是生物催化剂 酶之所以能够起催化作用 是因为它能显著降低化学反应的活化能 酶的活性是指酶在特定的化学反应中的催化效率 酶具有高效性和专一性 细胞中的酶促反应一般是在常温常压下进行的 绝大多数酶是蛋白质 蛋白质具有复杂的结构 不同的蛋白质具有不同的功能 蛋白质之所以具有特定的功能与它的结构有关 高温能使蛋白质变性 也就是使蛋白质的结构发生改变 为什么要阐明相关知识 同学1 既然高温能使蛋白质变性 而酶是蛋白质 因此 温度过高肯定对酶的活性有影响 我看问题应该修改一下 改为 温度过低是不是对酶的活性有影响 同学2 提出了新的问题 温度过高肯定会影响酶的活性 但是 到底多高才算过高呢 在温度升高到 过高 之前 温度升高会不会对酶的活性有影响呢 我们主张设置一系列温度梯度来做实验 可见 阐明与研究该问题相关的知识 这一环节 在科学探究中确有必要 3 3 1思维训练的内容 角度2 逻辑思维 发散思维 求异思维 批判性思维 系统思维 创意思维 逻辑思维 形象思维 以形象为思维材料形式逻辑思维 普通思维 以概念为思维材料辩证逻辑思维 辩证思维 马佩 辩证逻辑 逻辑思维 形式逻辑思维 概念 概念 酵母菌是真核生物 判断 逻辑思维 形式逻辑思维 酵母菌是真核生物草履虫是真核生物它们的细胞都是真核细胞 逻辑思维 形式逻辑思维 由真核细胞构成的生物体都是真核生物 酵母菌的细胞是真核细胞 草履虫的细胞是真核细胞 所以它们都是真核生物 概念判断推理论证 推理 直接推理演绎推理三段论推理间接推理关系推理假言推理等推理完全归纳推理简单枚举推理归纳推理不完全归纳推理科学归纳推理求因果关系推理类比推理 推理 归纳法的实例细胞学说的提出演绎法的实例基因的分离规律的提出 归纳和演绎的区别和联系 推理过程不同结论的可靠程度不同相辅相成运用不完全归纳法时需注意结论的或然性 运用演绎法时需注意前提的真实性 如鸭嘴兽 类比推理 实例 基因位于染色体上 萨顿的假说 动物细胞也具有细胞核优点 可为研究指明方向不足 结论具或然性 创造性思维 以逻辑思维为基础 如萨顿假说 发散思维 如制作真核细胞模型的材料 求异思维 如孟德尔颗粒式遗传 促胰液素 逆向思维 如司马光砸缸 空城计 以毒攻毒 疫苗 想像和联想 含形象思维 莫诺 孟德尔的想像 达尔文的联想 直觉和灵感 如艾克尔斯凭直觉相信突触的电传递学说 需要好奇心 敢于怀疑等辅助条件 如糖尿病的发现 批判性思维 批判性思维是面对想什么或者做什么而做出合理决定的思维 谷振诣 刘壮虎 批判性思维教程 理智的法官 是评价性思维 关注思想观点的合理性 重视证据和逻辑克拉精神 是精确性思维 所有 绝大多数 大多 主要 上帝的鞭子 没有任何思想观点超然于批判之上 强调理性的怀疑和审视理智的剃刀 是简洁性思维 删繁就简 去粗取精 真诚的对话 是对话思维 与他人对话 自我对话 与文本对话 批判性思维和创造性思维的区别 创造性思维 是 热性思维 和 软性思维 需要激情 强调思维主体的主观性 如直觉 灵感 发散 想像等 批判性思维 是 冷性思维 和 硬性思维 需要冷静 强调理性 取客观的视角 洞察入微 把握分寸 二者的共同点 都以逻辑思维为基础 都需要敢于怀疑 不迷信权威 不囿于已有的观点和结论 辩证思维 辩证思维是反映客观规律的辩证法 按照客观世界辩证法规律进行的思维 普通思维反映事物的同 异 辩证思维反映事物的矛盾 矛盾双方的对立统一关系和矛盾的发展变化 人类的思维经历形象思维 普通思维 辩证思维三个阶段 现在已进入辩证思维阶段 辩证思维决定着当代整个人类思维的性质 辩证思维 整个现代科学都是在辩证法从整体上看问题 从联系上看问题 从运动发展中看问题的思想指导下进行研究的 人体的思维发展同样经历三个阶段 3岁以前 形象思维3岁 初中 普通思维进入高中以后 辩证思维 辩证思维 辩证概念 好 坏 有利 有害 稳定 变化 生物与环境等辩证命题 科学技术是双刃剑 辩证推理 生和死是对立统一的 所以没有生就没有死 没有死就没有生 辩证理论 生物进化理论 生态学理论 系统思维 系统思维就是反研究对象作为一个系统 用系统的观点和方法去认识和改造世界的思维 系统思维的原则 整体性原则 层次性原则系统思维的方法 结构方法 功能方法 黑箱方法 灰箱方法 历史分析法 3 3 2思维训练的素材 教材中的素材 问题探讨 思考与讨论 资料分析 和 探究 等活动中的讨论题 技能训练 练习中的 画概念图 拓展题 自我检测中的 技能应用 和 思维拓展 题 想像空间 批判性思维 等栏目教材之外的素材 各地历年试题 适于作思维训练的 教师自编的题目 思维训练素材举例 必修1P12既然生物科学的研究已经深入到基因水平 还需要研究细胞吗 系统思维 必修1P14生命系统由许多层次组成 其实我们周围世界各种事物的结构或组成与此类似 你能图示你所在的学校的组成层次和相互关系吗 由此 你体会到以系统的视角分析各种事物的好处有哪些 系统思维 必修1P24拓展题人的红细胞和心肌细胞的主要都是蛋白质 但这两种细胞的功能却完全不同 请根据本节内容对这种现象作出解释 形式逻辑思维 必修1P40问题探讨 科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前 已经能够确定细胞膜的存在了 请你推测一下 科学家是怎样确定细胞膜的存在的 形象思维 形式逻辑思维 必修1P76思维拓展 在顺浓度梯度的情况下 葡萄糖 氨基酸可以通过协助扩散进入细胞 当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内时 细胞还能吸收这些营养物质吗 必修1P86请设计一则加酶洗衣粉的商业广告 广告时间1min 设计广告时 既要注意广告用语的 又要给人以美的享受 既反映产品的科技含量 又有浓郁的生活气息 还要符合广告法 创意思维 必修2P14 举出身边一种生物遗传现