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“具身认知理论”下的初中生物概念生成教学策略

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作者:原作原创  来源:网络转载  发布时间:2017-03-22 11:02:00

    《义务教育生物学课程标准(2011年版)》在继续倡导探究性学习、面向全体学生提高生物科学素养的理念之下,很大的一个变化是建议关注重要概念的学习。作为生物学科知识体系构建的核心基架——生物学概念的学习一直是教师教学关注的重点,但同时也是现行的初中生物课堂教学中的难点。究其原因:主要在于教师在概念教学中多从概念到概念,更多地使用语词符号对新概念进行界定,脱离学生的生活经验。这与初中学生身心处于初步发育的程度、思维时经验主导化、认识事物和考虑问题时还需要具体的感性经验来支持等特征是极不吻合的。 
  1 具身认知理论 
  当前认知心理学研究的新取向——具身认知理论认为:认知活动不仅离不开生物大脑,而且与人类身体及其所处环境的互动密切相关。大脑嵌入身体,身体嵌入环境,构成了一体的认知系统。人以体认的方式认识世界,概念与思维的实现必须通过人的身体经验,而不是依靠超验、抽象的符号。认知具有具身性、情境性和动力生成性三个主要特征。 
  美国教育心理学家奥苏贝尔提出:学生获得概念有两种形式,一种是以感觉、知觉和表象为基础,通过分析综合、抽象概括等思维活动,从个别到一般,从具体到抽象,逐步把握一类事物的本质的概念生成方式;另一种是以定义形式直接向学习者揭示新概念的共同关键特征,学习者利用原有认知结构中的适当观念,理解新概念,并纳入原有的认知结构,从而获得新概念意义的概念同化方式。当前学生概念学习多使用的是教师直接给予概念界定的概念同化方式,因与学生的生活经验脱离并高度语词符号化而不利于学生理解,并进而妨碍学生的概念运用。 
  纵观现在的课堂教学,凡概念学习深入浅出,由表及里,学生学习得心应手的,莫不是与生活密切相关,充分调动学生经验进行的教学。笔者根据对具身认知等理论的理解和学生的学习需要等情况考虑,认为在基于观察、基于实验、基于探究、基于隐喻、基于类比等前提下帮助学生概念生成,会有很好的学习效果。 
  2 概念生成策略 
  2.1 基于观察的概念生成 
  学生在日常生活中无意观察获得的经验是进行相关概念学习的起点:如食材中各类绿色的蔬菜是学生学习光合作用的起点;饭桌上的各种鱼类是学习鱼的结构和特征的起点;鸡、鸭、鹅、鸽是学习鸟类的起点;吃剩的猪骨头和鸡骨头的观察也为学习和理解鸟类特征积累了原材料。 
  对于需要通过观察而进行的概念学习,如细胞的结构,需要学生在广泛观察植物细胞和动物细胞的基础上进行归纳和总结,形成细胞有细胞膜、细胞质和细胞核等主要结构的概念;池塘、草地等生态系统成分观察有助于学生归纳总结出生态系统的成分;人体各系统结构的模型观察有助于学生了解自身结构和各结构的功能;单细胞生物的观察使学生发现微观世界的奥秘;花的结构的观察帮助学生阐释植物的生命语言等。学生无意观察不能拥有的体验需要教师在课堂教学中尽可能地提供观察的方便,这对于学生掌握相关概念具有语言所不可替代的帮助和促进作用。人们自己也无法想象,一个盲人怎样才能获得有关单细胞生物等微观世界和花的完整科学的概念。 
  2.2 基于情境的概念生成 
  自情境教学提出后,很多教师上课必用情境。然情境之于教学的作用好像也仅剩了吸引学生关注这一条,有的情境甚至不关注学生的身心接受度,有哗众取宠之嫌。具身认知理论认为情境是学生具身认知的大环境,身体与情境相互作用进而引发促进认知的巨大动力。如:生物对环境的适应的教学,如果让学生都置身于学校里的绿地中,要求学生寻找一个绿色的手球,同时要求学生寻找一个红色的手球,然后观察草地上的昆虫都有哪些颜色,为什么?这两个活动必然会引起学生带着思维去体验生物对环境的适应,同时也教会了学生用活动带来的体验去思考以后生活中遇到的类似问题,其对认知的动力作用显而易见。 
  2.3 基于探究实验的概念生成 
  对于学生没有认知经历和经验的领域,在学习过程中,教师需要创造条件生成经验。如光合作用和呼吸作用的概念学习,学生在此之前没有相关生活经验,在亲自对光合作用的产物、场所和条件进行探究后,学生自己总结光合作用的概念也就是水到渠成的事情了;同理,呼吸作用的概念、蚯蚓适应土壤生活的特征、种子萌发的条件等也是都需要学生通过探究实验获得相关概念的感性认识,再经分析、推理、判断形成相关概念。 
  2.4 基于模拟探究的概念生成 
  有些概念的探究实验不适合用活体生物进行,但不经探究学生又难以获得相关的直接体验,对概念的生成不利。这时就需要进行模拟探究。比如,鸟类适应飞行生活的特征这一概念的学习,学生无法通过鸟类的外观观察生成全部鸟类特征这一概念。但是在现行的中学阶段不提倡解剖,而且即使通过解剖,学生也不能理解有些内容:流线型体型为什么就适合飞行?骨骼中空为什么适合飞行?这种情况下,有很多教师尝试着带领学生首先进行纸飞机飞行的探究实验:分组尝试流线型纸飞机、竖翼型纸飞机、重型纸飞机、不同动力下纸飞机的飞行状态,得出飞机飞行需要解决的阻力、自重和动力三大因素;然后,再分析鸟类在这三方面分别都有哪些具体的适应特征。这样的教学基于模拟探究得出的结论,在后续的学生中学生会带着问题去观察和思考鸟类在这三方面是怎么与原理挈合的,并且与同学和老师有很好的交流共享。绝好的体验性在很大程度上会促进了学生概念的自我生成。 
  但也有教师在模拟探究步骤不清楚探究的目的何在,分組不具体,在整个模拟探究阶段,学生盲目地在玩纸飞机。漫天的纸飞机与师生的学习目的一样无目标地在飞,最后纸飞机飞行的原理是教师给出的。这样的模拟探究纯粹是形式,没有倒也作罢。

2.5 基于隐喻的概念生成 
  在一些概念的生成过程中,教师没有条件带领学生获得相关的体验,比如光合作用和呼吸作用关系的概念、血液循环的概念教学。学生由于不能亲历进而获得体验。教师可以借助于学生熟悉而具体的经验通过隐喻的手法,将具体概念的图式结构转移运用,通过抽象概念与具体概念相同的逻辑结构,从而促进概念的生成和灵活理解运用。比如,光合作用与呼吸作用的关系在初中和高中都是学生学习的重点,同时也是难点。如果借助于学生小学生耳熟能详的水池进水和放水的图式结构则更有利于学生生成此概念:植物白天進行光合作用就类似水池白天打开进水龙头进水,而呼吸作用是植物全天进行的,就类似水池全天打开放水龙头放水;水池里水的多少取决于白天进水和全天放水之差,植物有机物的积累也是这样,取决于白天光合作用合成与全天呼吸作用消耗有机物之差。这样的隐喻使得学生虽不能亲历光合作用与呼吸作用,但通过水池进水和放水的具体概念引起的概念加工会对学生新的抽象概念的生成有促进作用。同理,血液循环的概念教学也有类似的隐喻载体:学生从A地拿篮球,跑回家后带篮球到B地换足球,再把足球带回家,带足球到A地换篮球。如此不断进行的换球活动与血液循环的逻辑结构类似,学生在血液循环的概念生成上就补上了由于体验的缺乏而导致的理解困难了。 
  隐喻促进概念生成的主要关键在于隐喻的本体与喻体之间有相同或相似的逻辑结构,而且喻体又是学生亲身经历过的、熟悉的事或物。很多教师不仅仅在概念的学习方面,在教学过程中遇到学生理解困难的问题上都习惯打比方,与此处的作用有相似之处。 
  2.6 基于类比的概念生成 
  有些概念的教学中涉及人体本身的功能,学生是不能通过亲自体验来感知的。这时模拟实验就是一种很好的代替体验方法。比如:皮肤对人体的天然保护作用,学生不能直接感知,也不能够进行即时实验,教材中用苹果来做模拟实验:将果皮完好的、果皮完好涂上腐烂物的、划破果皮涂上腐烂物的、划破果皮涂上腐烂物并用酒精涂抹伤口的四组苹果放置相同天数后取出观察,与人体皮肤完好的、皮肤完好沾染病菌的、皮肤有伤口后沾染病菌的、皮肤有伤口沾染病菌后用酒精消毒的四种情况作类比。因为苹果的模拟实验结果与人在生活中对应的皮肤相应情况下的变化类似,从而得出结论:皮肤与苹果的果皮一样对人体有天然的保护作用。 
  在此部分的教学中,很多教师在教学中把握不清楚教材编写时“用实验的四种情况类比人类生活中皮肤的四种情况,从而引导学生得出皮肤保护作用的结论”本意,忽视对生活中皮肤情况的对应分析,因而仅从苹果的实验得出皮肤功能的有关结论就显得很突兀。因为学生不是苹果,不能从苹果的实验体验到皮肤的功能,需要进行类比才能促进概念的生成。 
  2.7 基于概念图的概念生成 
  概念图是以图解的方式表示概念相互之间关系的,从显性的具身性来说好像不明显,但从信息的储存和加工来说,却是有一定的关联。学生概念学习过程中必然存在着信息的储存过程,如果信息的储存是无序的、非组织性的,在信息的提取过程中也将导致无序和无奈。概念图是一种帮助学生有组织储存信息的很好的思维载体。在概念图的构建过程中,学生体验的是一种思维的加工和组织过程,这样的经验对学生知识体系的构建很有帮助。 
  江苏科技出版社出版的《生物学》教材在每一章节的“本章学到了什么”环节都有概念图对本章知识进行了梳理。但不少教师在教学中对概念图的运用仅限于评价环节,这还远远不够,在学生概念体系的生成方面确实可以加以充分利用。 
  3 概念生成需关注的问题 
  以上基于七个方面进行的概念生成的策略在教学中如果操作不当,都会导致学生不能在具身认知方面获得良好的体验从而有助于概念的生成,使概念的生成流于形式,重走概念同化的传统接受式学习之路。具体问题有如下几类:① 教师的教学理念理解不够深入,学习了具身认知下概念生成的一些形式,却不了解真正的教学设计的目的所在,依葫芦画瓢,最后画出来什么都不像。② 教师的课堂组织有一定缺陷,在实验、探究、模拟探究等相关环节放手后很难把控课堂,导致一发而不可收。③ 教师的传统教学惯性严重,在学生获得相应的具身认知体验后没有让学生在充分进行分析、归纳、推理和综合,再在交流的基础上自己生成相关的概念。而是在具体的操作体验后,由教师给出现成的概念。这就好比给学生架梯子摘桃子,学生好不容易爬上梯子,教师却不让学生自己亲手摘桃,还是教师自己摘了桃子给学生,久而久之使学生丧失爬梯子摘桃的兴趣。 
  在具身认知理论指导下的概念教学,能够真正想学生所想,促学生动手,给学生所需,助学生活动,在体认的情境下帮助学生构建概念,从而顺利高效地达成教学目标。


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