學科教育論文-悖論教學法在生物教學中的應用摘要：學生在學習過程中其認知結(jié)構的變化過程可以表述為：平衡不平衡平衡，而悖論教學法可以使學生產(chǎn)生強烈的學習動機，打破原有的認知結(jié)構平衡，建立新的認知結(jié)構平衡。本文主要闡述了在生物學教學中幾種常見的導致悖論的方法。關鍵詞：悖論；動機；生物教學作者簡介：胡宏亮，任教于浙江省義烏市第四中學。悖論的消解，往往會導致生物學革命性的飛躍，所以說，悖論的產(chǎn)生和消解是生物學發(fā)展的一種重要形式。一、悖論教學法的理論思考學習論認為，學生在學習過程中，其認知結(jié)構是可以變化和重新組合的，其變化過程可以表述為：平衡不平衡平衡。當一個問題能夠納入現(xiàn)有的認知結(jié)構時，則這個問題能夠被迅速解決，認知結(jié)構的平衡不會被破壞。相反，如果新的問題不能納入已有的認知結(jié)構，則原有的認知結(jié)構平衡被打破，這時，學生會積極的調(diào)整已有的認知結(jié)構，使問題得到解決，從而建立新的平衡。據(jù)此，教師在教學過程中應該有意識的“導致”一些悖論，讓學生在解決悖論的過程中，更新自己的認知結(jié)構，提高解決生物問題的能力。二、導致悖論的方法導致悖論教學法的關鍵是設法形成悖論，筆者主要是從下面的幾個方面入手的：1.先入為主，導致悖論導致悖論：大部分學生回答選甲，理由是：減數(shù)分裂區(qū)別于有絲分裂的特點：甲號染色體無同源染色體存在，故為減數(shù)第二次分裂中期；乙號有同源染色體且無染色體聯(lián)會特點，為有絲分裂中期；丙號細胞每一極有同源染色體存在，且染色單體分開，故為有絲分裂后期；丁號出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象，故為減數(shù)第一次分裂中期；教師此時可提出質(zhì)疑，若某一細胞只含一個染色體組，則此細胞進行有絲分裂各時期的特征如何？消除悖論：在解答此類問題時，只考慮到二倍體的細胞分裂，頭腦里用學習細胞分裂新課時早已肯定的方式來進行判斷，不能將后來的單倍體、多倍體知識加以綜合分析。教學啟示：先入為主，原來是不利的但是如果把“先入為主”當做教育資源，用來導致悖論，則能有效的打破學生原有的知識結(jié)構平衡，進而產(chǎn)生強烈的學習動機。2.拋開前提，導致悖論教學個案：在進行“滲透作用的兩個條件”教學中，為幫助學生正確理解“半透膜兩側(cè)具有濃度差”這一條件，教師可設置悖論。導致悖論：在滲透裝置中，半透膜一側(cè)放入5%蔗糖溶液，另一側(cè)放入5%的葡糖溶液，問這一裝置中是否會發(fā)生滲透作用？學生可能很快作出結(jié)論：不會發(fā)生滲透作用。消除悖論：引導學生分析討論，得出正確理解：滲透作用發(fā)生的實質(zhì)是半透膜兩側(cè)單位體積內(nèi)的水分子數(shù)不同，造成單位時間內(nèi)兩側(cè)溶液透過半透膜的水分子數(shù)不同，從而引起滲透作用。因此，這里的濃度差應該指摩爾濃度差而不是質(zhì)量濃度差。在上述問題中，相同質(zhì)量濃度的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，其摩爾濃度是不同的，因此引起滲透作用。教學啟示：通過本例，讓學生認識到任何生物的結(jié)論都有其成立的條件，離開前提條件，談結(jié)論是沒有意義的，只有前提和條件一起把握，才算真的理解了。3.類比不當，導致悖論教學個案：蛔蟲細胞內(nèi)能產(chǎn)生ATP的結(jié)構有：葉綠體線粒體核糖體細胞質(zhì)基質(zhì)AB導致悖論：有些同學在解題時，一看到蛔蟲，就馬上想到是動物細胞，排除掉葉綠體的可能，于是選了線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)，選B。教師質(zhì)疑：蛔蟲生活的環(huán)境是高等動物的腸道內(nèi)，是一種缺氧環(huán)境，其異化作用類型是厭氧型，而線粒體是有氧呼吸的主要場所，因此蛔蟲細胞內(nèi)怎么可能有線粒體結(jié)構?消除悖論：學生解題時只看到了蛔蟲與書本上一般動物細胞的同一性，卻忽視了他們之間的差異性。正確答案為。教學啟示：如果此題只是機械的講解不同細胞之間的區(qū)別，很難引起學生的注意，而利用悖論教學法設置一些懸念，容易造成學生強烈的學習動機，積極主動的參與學習。4一見鐘情，導致悖論教學個案：給植物全部供給18O標記的水，則不久以后發(fā)現(xiàn)植物周圍出現(xiàn)含18O的物質(zhì)，則這些物質(zhì)主要來自（）A蒸騰作用B光合作用呼吸作用光合作用和呼吸作用導致悖論：就答案而言形式最佳，且光合作用中水的光解生成18O，為呼吸作用利用生成18O，也就是說植物周圍出現(xiàn)了18O和18O，故許多同學對一見鐘情，未對其他選項仔細考慮。此時教師可提出質(zhì)疑：植物周圍出現(xiàn)含18O的物質(zhì)只有上述兩種嗎？消除悖論：此題條件隱蔽，未明確說明植物周圍出現(xiàn)的物質(zhì)為何物，但是可以從題眼“主要來自”進行思考，此表明途徑不止一條，因而著眼點不在于能否產(chǎn)生，而在于量的比較，即周圍出現(xiàn)最多的物質(zhì)應該是蒸騰作用產(chǎn)生的水分，故選。教學啟示：有些學生在解答選擇題時，不經(jīng)邏輯推理，僅憑直覺經(jīng)驗貿(mào)然作出判斷而容易上當。5.張冠李戴，導致悖論教學個案：大象是植食性動物，有一種蜣螂則專以象糞為食。設一頭大象在某段時間內(nèi)所同化的能量為107KJ，則這部分能量中可以流入蜣螂體內(nèi)的約為（）A幾乎為0KJB10KJ210KJ10210KJ導致悖論：部分學生看到此類題目，覺得非常簡單，在生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞效率是1020，蜣螂以象糞為食，則從大象那里得到的能量應該為10210KJ，選。此時教師可提出質(zhì)疑，什么叫同化作用？糞便經(jīng)過大象的同化了沒有？消除悖論：傳遞效率指上一個營養(yǎng)級所同化的能量流入下一營養(yǎng)級的比例，而大象糞便是未經(jīng)消化的植物部分，未經(jīng)大象的同化作用，蜣螂吃大象的糞便，從能量流動的角度看實際上是從植物那里直接得到了能量，因此大象中的能量流入蜣螂體內(nèi)的幾乎為0，正確答案選A。教學啟示：有些學生對生物學的概念、原理和規(guī)律理解不透，模糊不清，甚至導致張冠李戴，在解答問題時導致上當出錯。6.遷移不當，導致悖論教學個案：AaXaa1/2Aa：1/2aa，假定A對a為顯性，得到4個子橘，則3個為顯性，1個為隱性的概率是（）A1/4B1/5C1/16D3/16導致悖論：解題思路：此為測交，其后代顯性：隱性=1：1，所以對于每個后代來講顯性概率占了1/2，隱性概率占了1/2，故后代中為3顯1隱的概率為（1/2）31/2=1/16，選C。但若根據(jù)此思路，四個后代可能出現(xiàn)的組合有5種，分別為：4顯0隱、3顯1隱、2顯2隱、1顯3隱和0顯4隱，每一種組合的概率均為1/16，五者相加等于5/161，這與事實相矛盾。問題出在哪里？消除悖論：引導學生思維，使這一生物問題與數(shù)學的排列組合相結(jié)合，分析出其中錯誤的原因，正確答案應該為A。教學啟示：此題很明顯的可以看到生物學知識和數(shù)學解題思想的結(jié)合