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1、一个基于建构主义学习理论的课例黄 睿 湘机中学邮编：411101联系电话：133073268282007-9-181一个基于建构主义学习理论的课例黄 睿 (湖南省湘机中学 411101)摘要：新的课程标准强调学生是学习的主体， 强调科学学 习要以探究为核心， 这对于传统教学是一个很大的冲击，传统的教学比 较注重教材的知识结构和 逻辑结构， 侧重于如何教，而很少注意知识在学生头脑中的表征与组织。近年来，建构主义学习理论逐渐引起人们的注意，并在人们的教学实践中得以应用。 本文通过分析这一理 论对生物学教学的启示和在教学实践中的具体运用，提供了一个具体课例，作 为对新课程 标准下生物教学新模式的一种
2、探讨。关键词：建构主义学习理论 生物教学模式 课例新的课程标准强调学生是学习的主体，强调科学学习要以探究为核心，这对于传统教学是一个很大的冲击， 传统的教学比较注重教材的知识结构和逻辑结构，侧重于如何教，而很少注意知识在学生头脑中的表征与组织。近年来，建构主 义学习理论逐渐引起人们的注意，并在人 们的教学实践中得以应用。本文通过分析这一理论对生物学教学的启示和在教学实践中的具体运用，提供了一个具体课例，作为对新课程标准下生物教学新模式的一种探讨。一、建构主义学习理论及对生物学教学的启示作为一种学习的哲学，建构主义注重对理性主义与经验主义的综合，认为主体不能通向外部世界，而只能通过利用内部构建的
3、认识原则去组织经验，从而发展知识。建构主义学习理论认为，知 识并不是对现实的准确表征，它只是一种解释，一种假 设，并不是问题的最终答案，学 习不是知识由教师向学生传递的过程，而是学生主动建构的过程，学 习者不是被动的信息吸收者。相反，他有主动地建构信息的意识，这种建构不可由其他人代替，这意味着学习是主动的，学 习 者要对外部信息做主动的选择和2加工。因此，学习并不是简单的信息的积累，它同 时 包括由新、旧经验的冲突局面引发的观念转变和结构重组，学习过程并不是简单的信息输入、存储和提取，而是新旧经验之间的双向的相互作用过程，这为我们构建新课程标准下的新的课堂教学模式提供了理论指导。正因如此，我们
4、的教学不能无视学生的经验，另起炉灶，从外部装进新知识，而应该把学生现有的知识经验作为新知识的生长点，引导学生从原有的经验中“生长”出新的知识经验 ，教学也不是知识的传递，而是知识的处理和转换，教师不是简单的知识呈现者，而应该重视学生自己对各种现象的理解，倾听他们的看法，洞察他们这些想法的由来，以此为依据，引 导学生丰富和调整自己的理解， 这不是简单的“告诉”就能奏效的，而是需要与学生共同针对某些问题进行探索，并在此过程中相互交流和质疑，了解彼此的想法，彼此作出某些调整，才能达到真正有效的教学。根据建构主义学习理论，我们意识到：在课堂教学中，学生是自己知识的积极建构者，教师是外部的辅助者、支持者
5、、引 导者， 这意味着教学中心由教师向学生转移。而学生认知结构的构建是通过每节课的教和学来完成的，因此，新的生物课堂教学模式的构建必须充分考虑以下四点：1、注意优化学生的原有认知结构学生原有的知识或认知结构是学生进行建构化学习的必要条件，教师要充分利用学生已掌握的知识，设计 好“导入”步骤。这个“导 入” 应该是对原有知识进行修复，在一定程度上帮助学生对其进行进一步的结构化和系统化。同时在新的高度或角度发现新的问题，也即发现新的 “知识生长点”；而且，导入过程也应该是帮助学生形成优化的认知结构的过程，通 过优化认知结构，在新旧知识之间和认识起点与认识目标之间建立起足够的联系，使学生获得同化新知
6、识的认知框架，为后续学习作好准备。因此，优 化认知结构是学生 进行同化学习的必要条件，也是我们构建课堂教学模式时3必须考虑的。2、创设良好的教学环境学生的知识不是通过教师传授获得的，而是在一定情境中，借助各种学习资料，通过意义建构获得的。因此，生物学教学要根据其实验 性学科的特点， 为学生创设良好的学习情境，促进学生进 行建构性学习。 这一点，我们在课堂教学中主要可从两方面来进行：一是为学生提供充分的学习资料，如生物学实验、多媒体资料、各种活 动（如参观、 调查），为学生创设真实的情境；二是创设 启发性问题情境，在教材内容与学生的认知物之间制造一种“不协调” ，引 发学生的认知冲突，激发学生的
7、求知欲和好奇心，促使学生进行认知结 构的“同化”和“顺应” 。3、通过问题解决来建构知识课堂教学中，学生需要综合运用很多原有的知识来解决问题，这是培养学生求知欲和解决问题能力的最好时机。在问题解决过程中，学生要不断就当前问题解决活动获取信息，同时又要不断激活原有的知识经验，来 对 当前的问题作出分析推论、 综合和概括，进而形成解决问题 的方案，直至 问题解决。 这时，教师要注意“精讲” ，对学生进行适当的“ 点拨” ，在点拨过程中，学习者接受的新知识与处于激活状态的旧知识相互作用，最后，新知识以一定的方式与原有的知识进 行联系，使新知 识通过“同化”与“顺应”进入原有的认知结 构，促 进学生认
8、知结构的转换和构建。4、通过迁移促进新的认知结构的完成将学到的知识应用到具体的或新情境中去，知识才能活化和迁移，生物学是一门应用性很强的科学，因此，在课堂教学中，教 师要树 立“为迁移而教”的意识， 创设广泛应用的情境，使学生的认 知结构进一步整体化、灵活化、深刻化，加强学习的主动性，深化对知识的意义建构和理解。基于以上认识，我们构建了基于建构主义学习理论的生物课堂教学模式，下面以4“细胞膜的结 构” 来进行具体分析。二、关于“细胞膜的结构”一节课的课例1、教学设计说明建构主义教学模式认为，教学是在发挥教师指导作用的前提下，充分体现学生主体地位，重视学生的自我学 习、 获取知识的教学过程。教学
9、过程中包含教师、学生、教材、媒体四个要素，这四要素的关系及协调十分重要，在整个教学过程中是以学生为中心的学习。教师起组织、指导、帮助和促 进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境因素，充分发挥学生的主 动性、 积极性和首创精神，最终达到使学生实现对当前所学知识的意义建构。教材所提供的知识不一定是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象。媒体不再是帮助教师传授知识的方法手段，而是用来创设情境、 协作学习、会 话交流的认知工具。细胞膜的结构一节课，出自于旧人教版教材,其教学目标属于应用层次。由于细胞膜属于微观结构，内容过 于抽象。 针对这个特点，笔者认为，直接把细胞膜的分子结构呈现给学生不能达
10、到应用层次的目标，如何使学生主动构建细胞膜的分子结构模型是本节课的关键，因为结 构决定功能是生物学的一个基本观点。建立了细胞膜的空间结构模型，对细胞膜的功能，学生就顺理成章地能 够理解和运用。基于以上认识，笔者利用科学史，通过一系列细胞膜结构的研究实验， 运用问题探究模式，科学地设计问题 ，用问题来激发学生的探索欲望，让学生在问题情境中学会发现问题，构建了一个互 动和探讨的环境， 引导学生充分利用知识背景材料，以及已经学过的知识作为基础，独立地、主动地探究， 让 学生在老师的指导下，一起构建细胞膜的分子结构模型，让 学生主动地获取细胞膜知识，比较好地完成了教学任务。 5教学流程图：教学内容 基
11、本策略多媒体课件呈现相关资料，学生回忆总结，教师指导、帮助。教师通过多媒体课件提供资料，指导学生分组合作学习：从欧文顿等人的一系列实验现象入手，研究膜的成分，由成分组成来分析构建细胞膜模型，由结构与功能的统一去发现探究的线索，通过进一步分析、猜想和画图，逐步构建和修正细胞膜模型。制定方案，制作模型，加深理解2、提炼后的教学场景教学步骤教师的组织和引导 学生活动 教学意图1、导入提问：1、通过上节课的学习，我们知道：细胞是回顾初中所学细胞知识激活学生初中所科学家对细胞膜结构的探索以细胞膜功能引入新课构建细胞膜的结构制作细胞膜的模型探究细胞膜的成分探究细胞膜的结构11课题细胞膜的功能2、引导探究科
12、学家对细胞膜结构的探生物体生命活动的基本单位，那么，细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是什么？2、结合初中所学细胞的知识， 说说细胞膜的功能。指导学生总结细胞膜的功能（有关“细胞间信息交流”的知 识，学生在初中涉及不深，教师应提供资料帮助学生归纳）什么样的物质可以进出细胞，早在 19 世纪末，科学家就对此做了探索。一、探究细胞膜的化学成分（A教 师 提供资料，学生讨论分析）资料1： 1895 年，E. Overton 用植物细胞研究细胞膜的通透性。他选用 500 多种化学物质对植物细胞的透性进行上万次的研究，发现：凡是溶于脂肪的物质，也很容易穿过膜；反之，不容易溶于脂肪的物质，也不容易穿过膜
13、。资料 2：1897 年， Crijns 和 Hedin 用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂类中的溶解度有关。资料 3：科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解作出回答。在教师指导下总结细胞膜的功能：将细胞与周围环境隔开；进行细胞间的信息交流；控制物质进出细胞。阅读资料，分析讨论，作出回答：膜是由脂质和蛋白质构成的。学的相关知识，为进一步学习做好准备。从现象 中 发 现探 究 的 线索 。 12索历程（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的对蛋白质分解起催化作用的物质）讨论分析：依据科学家经过大量的艰辛实验所观察到的实验现象，你能得出什么结论？（B教师总结）细胞膜主要化学
14、成分的含量化学成分 质量分数/%磷 脂 55-57蛋白质 约 40糖 类 2-10二、探究细胞膜的结构特点（A教 师提供 资料 1，讲解磷脂分子结构特点）资料 1： 1917 年 Langmuirwa 将磷脂溶于苯和水中，磷脂分子分布散乱，当苯挥发完以后，经过 推挤，磷脂分子排列成单层，而且其磷学生分析材料，理解磷脂分子的结构。学生根据磷脂分子结构特点画图从分 析 成 分入 手 去 了解 结 构 ，从结构和功能的统13酸基团的极性头部都浸入水中。(左下图)（B教师指导学生画图）试一试：根据磷脂分子的结构特点和所处环境，画出磷脂分子在下列三种情况中的排列方式（C教师指导学生从资料 2、3、4 中
15、推测细胞膜的结构，画出草图：）资料 2： 1925 年，Gorter 和 Grendel 把红细胞放在蒸馏水中使其吸水涨破，反复冲洗后只留细胞膜（血影），把这些破碎的膜铺在水面学生分小组讨论，根据资料 2、3、4来推测细胞膜的结构，画出草图学生上台，画出草图。一中进一步发现探究的线索根据材料，主动构建。1.把磷脂分子平铺于水面上，你认为磷脂分子将会怎样排列？试画出模式图，并作简要说明。2.把一滴油滴滴在水中，那么油滴表面的磷脂分子怎样排列？3.隔板上的窗孔由磷脂分子形成最薄的膜，磷脂分子又是怎样排列的呢？亲水端疏水端非极性尾部极性头部113、教师总结4、作上，测定出红细胞的表面积为 a。再将
16、细胞膜中的脂类物质抽提出来，在水面铺成单分子层，聚拢后测得总面积为 b。两者之间的数量关系为：b=2a资料 3：20 世纪 40 年代，曾有学者推测在细胞膜脂质两边各覆盖一层蛋白质。直到 50 年代，电子 显微镜诞生，1959 年罗伯特森在电镜下观察到了细胞膜清晰的暗亮暗的三层结构结构。亮 层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。资料 4：随着技术手段不断用于膜的研究。科学家发现：膜蛋白不是全铺在脂质的表面，有的是镶嵌或贯穿在脂质双分子层中的。对各组构建的细胞膜结构模型进行评价。讲述罗伯特森提出的细胞膜结构模型。（D教 师指导 学生分析材料）资料 5: （人-鼠细胞融合 实验）1970 年，Frye 和 Edidin 用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质，用蓝色荧光染料 标记鼠细胞膜上的蛋白质。把人的细胞和鼠的 细胞融合，融合后一半细胞（人的细胞）发红色荧光，另一半细胞（鼠的细胞）发
