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神奇的生態瓶評課稿
7～9年級學生正處于由具體形象思維向抽象思維發展的一個重要階段，教師要重視學生科學思維的培養，在科學教學中注重引導思考事實依據和科學結論之間的關系，逐步形成質疑、反思的科學思維習慣。“心靈必須通過理性，運用思維，以思維為工具，才能在認識過程中獲得真知”，在科學教學中，“為思維而教”有著十分重要的地位。然而，在不少現實的課堂教學中，“知識點”往往是教師最為關注的，為了獲得知識的完整性，教師在新授課時很容易“節約”思維的時間帶著學生直奔知識，而復習課更容易傾向于強調知識的完整性而忽視思維。這種現象應該引起我們的注意。那么，我們應該如何在復習課中凸現“為思維而教”呢？
筆者有幸聽了郎老師執教的一節生態系統復習課《神奇的生態瓶》。課中，郎老師引導學生思維的教學給筆者留下了十分深刻的印象。以下筆者從對這堂課的感受出發，談談在科學復習課教學中應該如何引導學生進行思維。
一、思維基于知識，產生于問題
知識與思維的關系非常密切，“沒有知識經驗就不會有人類的思維活動……知識經驗是以內容的資格參加到思維問題中去的”。可見，重視學生對于科學知識的把握是必須的，因為這是培養學生科學思維的前提。但是，知識的把握卻又不等于思維的發展，特別是依靠機械地反復強化去鞏固記憶性知識的教學過程，并不能促進學生分析與綜合能力的發展，因為“知識的多少不能成為衡量思維能力強弱的標準”，教學中更為重要的是需要培養學生“對知識的理解、運用和轉化的能力”。簡言之，科學思維的培養需要以知識為基礎，但是又不可停留在具體的知識點上，而是需要通過思維在一系列知識點上不斷地深入。那么，科學課教學怎樣才能在已有的知識基礎上引發學生的思維呢？
“人們通常假設，人的思維和問題解決是緊密聯系的”，“思維基于知識，卻又由問題產生，并因為問題而得到持續不斷深入的發展。思維的最終目的也不停留于知識，而在于使問題得以解決，做出有所創新的發現”，而且，“教育的最終目的就是教學生解決問題”。可見，有問題才有思維，有思維的課堂必然是有問題的課堂。上好復習課的關鍵就是要把機械的“重復”變成生動積極的“再現”和“運用”，而將“重復”變生動的路徑就是精心設計問題，引導學生運用知識去解決問題。
郎老師的《神奇的生態瓶》（后面簡稱《瓶》）這節課，首先體現了“從問題進，又從問題出”的設計思想。她教學設計的第一個環節是“觀看視頻，引發思考”，視頻是一個自制生態瓶的過程，需要學生思考的是：生態瓶有什么作用？生態瓶中有哪些成分？要讓小魚活下去哪些成分是必須有的？她設計的最后一個環節是“再看生態瓶，引發新思考”。這樣的安排，正如杜威所言：“在每一堂課終了的時候，要檢查學生已經完成的作業和學到的知識，在學生的思想中，對某些未來的課題，應有針對地尋問，到底是什么，許多問題仍然是懸而未決的，這正如結構清晰的故事或戲劇中的每一片段，都會使人期待著，渴望循著線索繼續看下去。”
其次，《瓶》這節課教學核心部分的設計思路是“鏈接問題，展開復習”，用如下三個大問題呈現了與生態系統有關的三塊內容：
問題1：你能理清種群與群落、生態系統與生物圈等容易混淆的概念嗎？
問題2：你知道生態瓶中的成分嗎？
問題3：什么樣的生態瓶能使小魚生活的時間最長？
1、問題1要解決的是生態系統的基本概念；
2、問題2要解決的是生態系統的結構與成分；
3、問題3要解決的是生態系統的物質循環和能量流動。
然而，每一個大問題的解決都有一系列小問題作為腳手架，前面一個大問題又是后面一個大問題的腳手架。例如在問題2的解決中，在學生呈現生態瓶中的成分之后，郎老師不斷追問“細菌屬于生態系統成分中的什么”“可不可以說是微生物”“為什么”等。鞏固練習之后再次追問：“上題中提到微生物對自己的物質循環起到重要的作用，是怎么回事呢？”然后出示生態瓶中的碳循環示意圖，讓學生指出分解者。有了碳循環為基礎，氧循環的建模迎刃而解，解決問題3所要運用的知識也已經儲備好了。有效教學的奧秘就在于，教師清楚地知道學生的認知水平與教學目標之間的距離，并清楚地知道從學生現有水平出發，到達教學目標之間要架設的腳手架的位置與個數。正是由于腳手架選擇的適切，整堂課中大部分學生都處在積極思考并努力解決問題的狀態中。絕大部分時間都是學生在爭著表述，而教師只是一個不斷有問題發現的引導者和傾聽者。
二、思維產生于問題，拓展于變式
思維產生于問題，但常見的問題又容易產生思維定勢。很多學生的答題錯誤往往不是由于知識的欠缺，而是由于思維定勢造成的，如何克服學生的思維定勢是教學中必須面對的問題。避免重復機械的題海戰術是克服思維定勢的一條路徑，《瓶》這節課正是呈現了如何在日常課堂教學中克服學生思維定勢的一條有效路徑——課堂例題教學中的充分變式。“所謂‘變式’即指從不同角度、不同方面變換事物的非本質屬性，揭示事物的本質特性，從而更好地掌握概念。” [2]236在問題1的解決中，郎老師準備了這樣一道練習題：
杭州西溪國家濕地公園內生活著許多水生、陸生植物和野生植物，園內河流交匯，鳥語花香，形成了獨特的濕地景觀，該濕地公園屬于（）
A.種群B.生態系統C.群落D.生物圈
接著郎老師利用這個題目進行了一系列的變式：
如果選項是A（或C），題目該如何提問？
該濕地公園內所有的青蛙屬于；
該濕地公園內所有的生物屬于；
該濕地公園內所有的植物屬于。
這是一個非常經典的橫向變式，同一個題干不同的問題將生態系統的基本概念盡收其中。這不僅節約了學生讀取題干信息的大量時間，也通過變式有效提醒學生一定要審題仔細，切不可因思維定勢而盲目答題。解題教學不需要太多的題目，要的是思維含量，這應該成為我們的共識。
變式訓練不僅可以克服思維定勢，其中的縱向變式還可以實現思維的正向遷移和拓展。例如，生態系統的物質循環是重點也是難點，為了有效突破這個重難點，郎老師首先直接給出了生態瓶中的碳循環示意圖（如圖1），圖中A、B、C、D分別代表生態系統的成分，①～⑦代表碳元素的傳遞過程，請學生根據圖回答：
（1）B是指，D是指。
（2）碳元素在無機環境與生物之間以形式進行循環的；碳元素通過作用由生物進入無機環境。碳元素從B到C是以形式傳遞的。
（3）從物質循環的觀點看，生物的碳元素究其根源來自于。
經過這樣橫向縱向的多次變式，學生的思維得到了充分的拓展。
三、思維拓展于變式，提升于建模
教師在教學過程中有意識地適度超越學生的認知水平，引導學生在其學習的過程中逐步從一個個具體的案例所呈現的知識技能中跳出來，掙脫具體問題的束縛，努力地“跳一跳”去把握隱藏在現象背后的規律性認識，那么，學生僅僅依靠原有的認知就不能解決問題了，這樣便引發了學生原有認知基礎和當前學習所要求的思維水平之間的不平衡，這種“不平衡狀態的產生醞釀了心智發展的可能”，學生在解決這種不平衡的過程中，思維水平也就能夠獲得進一步發展，從而為更好地學習新知提供了心智基礎。科學課程標準強調要“幫助學生學習建立科學模型，由此培養學生的分析、概括能力和邏輯思維能力”，而學生建立模型的過程，正是把原有的認知提高到一個新水平的思維過程。
模型，中文原意即規范。按照我國著名物理學家錢學森的觀點：“模型就是通過我們對問題的分析，利用我們考察來的機理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所創造出來的一幅圖畫。”簡單地說，模型是人們對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，它是通過思維活動而對特定知識所作出的一種本質性規律性的反映。
對有些科學問題的探究既無法用真實模型，也無法找到替代模型，此時，科學家們想出了用人工模擬的方法來開展研究，如生物圈Ⅱ號、探究性狀分離比的實驗模型、探究生態系統穩定性的小生態瓶等。《瓶》這節課充分展示了建模思想，充分利用了生態系統的物質模型——小生態瓶，郎老師通過問題3“什么樣的生態瓶能使小魚生活時間最長”引發了學生對生態系統穩定性的一個思考。實際上，整節課郎老師都在通過小生態瓶幫助學生疏通思路，都是在用小生態瓶模擬真實的生態系統。
在復習課中，教師的任務不應是替學生找出各部分知識的現成結構，而是需要引導學生對前面所學的知識、規律、方法進行歸納整理，讓學生通過自己的理解和加工建構可用的思維模型，因為“學習是一個把新舊信息結合在一起，構建出一個人自己獨特的知識基礎的過程”。這也體現在了《瓶》這節課中：
（1）以生態系統為核心，將生態因素、種群和生物群落等基本概念，生態系統的成分與結構，生態系統物質循環和能量流動“分割”成三個知識塊，并有序布局；
（2）連接三大知識塊相互聯系的知識線，自然形成一個生物與環境的知識網；
（3）縱觀全局，再現整體，最后一個環節“再看生態瓶，引發新思考”的任務之一，就是通過三大知識塊概念之間的內在聯系構成生物與環境的知識網絡，形成思維導圖，建立了關于生物與環境關系的思維模型，使學生更好地理解了相關知識內容所構成的體系。
總之，《瓶》的教學設計理念是以學生熟悉且非常感興趣的生態瓶為切入口，以解決學生疑難問題為準則，展開一系列有關生態系統的問題討論，并在問題的討論和解決中理清生態系統基本概念、組成成分、結構功能，感知物質循環和能量流動的重要性，解釋生態平衡的現象和意義。在教學中，郎老師通過學生感興趣的問題引發思維，通過充分變式順利完成了建模，通過建模使學生的思維水平得到了有效的提升。這真正是“為思維而教”的令人難忘的一課。
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