初中科学分科教学后生物教学向研究性学习转化的探究
——研究性学习案例《动物的行为》

陈霄翔

  一、课题背景、意义及介绍

  1.背景说明

  《动物的行为》在浙教版的科学教材本来是一节相对考试来说“并不重要”的一节,但是这一节的相关内容却有着激发孩子热爱动物之热情以及提高对生物学习兴趣的潜在效果,因此笔者想将其开发为一个研究性学习的课题,以适应当前科学分科教学后生物课时少、孩子们的学习时间主要放在课后的实际情况。

  2.课题的意义

  动物的行为多种多样,是通过一系列神经系统的反射活动和激素分泌活动共同协调完成的,有些行为是生来具有的本能,而有一些是经过后天学习才能够获得的,如何借助大量的观察学习区别这些行为,以及研究这些行为的成因和意义,是一个能让学生充分发挥主观能动性的课题。

  3.课题介绍

  本课题着眼于教材内容,加强学生对于先天性行为和后天学习行为的辨识,加深对于人类的本能及高级神经活动的认识,延伸拓展到对于动物各种行为的探究,激发学生对动物的热爱和学习生物的兴趣。

  二、研究性学习的教学目的和方法



  三、参与者特征分析

  初二的学生学习的自学性和动有所发展,抽象思维也达到了一定的水平,他们已经能够根据现象做简单的分析,得出初步的简单的结论。另外,对于这个内容来说学生有一定的感性认识,理解起来比较容易。根据教学目标和学情分析,我认为教材的教学重点是:动物的先天性行为和后天学习行为的分类;难点是发现两者的区别。但是作为研究性学习的主题来说,更重要的是,初二学生刚刚对自然科学有一个初步的了解,对生物尤其是动物有着浓厚的兴趣和强烈的好奇心,这是非常有利的。

  对于不同的学生来讲,差异主要表现在部分学生自主研究学习的积极性不够,表现为被动完成老师交付的任务,对于这些学生,笔者将采用兴趣导入法,引发他们对于本课题的兴趣,从而自主地完成相应学习过程。此外,不同的学生通过书籍和网络查阅知识的能力也有参差,需要在研究过程中加以注意和引导。

  四、研究的目标与内容

  本节教材内容主要是学习生命活动的调节,课标上的表述是要“使学生认识到行为是生物体对内部或外部环境刺激所产生的一种反应,行为反应需要在多个层次上进行协调和通信。”“教师应注意通过知识的讲授和探究活动,引导学生理解生物体是一个在内部和外部不断进行信息交流和反馈的开放系统,而多层次的调节使其成为一个协调的整体,并引导学生关注脑科学和动物行为学等科学前沿的进展!”是在对不同的生物和变化的环境有一定了解的基础上进行的,也是对这些内容的提升和综合运用。在前面的三节内容中,其实都是讲述动物的行为:环境因素对生物行为的影响;激素对生物行为的调节;神经对动物行为的调节。而这一节内容是在此基础上对动物的各种行为进行归类分析。

  由于考虑到多方面的因素,笔者在本次研究性学习的启动课中设计了比较丰富的多媒体资料,整堂课的学习以学生的观察、讨论和探究为主,教师的讲解为辅。主要是为了更好地激发学生的学习兴趣,让学生在相互间的讨论和交流中获得知识和进步。也是为了突出动物的先天性行为和后天学习行为的分类这个重点和突破学生对先天性行为和后天学习行为的区别这个难点。采用读图引入:好的开头是成功的一半,恰当的导入能激发学生的兴趣,为新课教学创造最佳的学习氛围,新课伊始,我给学生展示图片包括动物的求偶行为、繁殖行为、育雏行为、储食行为、迁徙行为、防御行为、通讯行为等。用丰富的图片,刺激学生眼球,很好地激发了学生的学习兴趣,使学生学生产生浓厚的学习欲望。在最快的时间里投入到研究性学习中来。

  在启动课之后,便开始对动物的行为展开研究性学习,研究的重点放在动物行为的分类、动物行为的成因、动机和意义上,以及将动物行为与人类行为进行比较,发现人类之所以是高等动物的原因和进化的奥秘。

  五、研究的预期成果及其表现形式

  预期的研究结果将以论文、网站和多媒体等形式来展现,其中论文主要以上文所述的几个研究重点进行探究的结论,网站主要展示已经进行分类的丰富多彩的动物行为,并辅以相关行为的成因和意义作为参考资料,多媒体主要是对于身边动物行为的拍摄或录制的一些照片和视频。

  六、资源准备

  启动课多媒体课件、大量图片或照片、相关动物行为参考书籍、相关网站名称或地址资料,有条件的学生要配备照相机和DV等。

  七、研究性学习的阶段设计

研究性学习的阶段

学生活动

教师活动

起止时间

第一阶段:动员和培训(初步认识研究性学习、理解研究性学习的研究方法)

 

启动课之前,先对老师发放的研究性学习相关理论知识进行学习。

启动课的进行,讲授研究性学习的目的和方法,对课题内容先做简单介绍。

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第二阶段 课题准备阶段

提出和选择课题

学生各自挖掘自己感兴趣的主题。

教师对挖掘出的课题进行汇总和归纳。

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成立课题组

学生自行分组,设立组长进行统筹。

教师对每个小组进行开题指导。

形成小组实施方案

由小组成员共同努力,组长牵头拟定实施方案,布置每位组员的任务。

教师对具体活动提出意见和建议。

第三阶段:课题实施阶段

各自完成相关研究性学习任务,然后汇总到组长处形成初步成果,再交给教师。

对学生的初步成果进行审核,让各组成员之间进行讨论和交流,形成最终成果。

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  八、研究性学习导学指引

  1.导入部分


  动物的行为多种多样,是通过一系列神经系统的反射活动和激素分泌活动共同协调完成的,有些行为是生来具有的本能,而有一些是经过后天学习才能够获得的,如何借助大量的观察学习区别这些行为,以及研究这些行为的成因和意义,是一个能让大家充分发挥主观能动性的课题。

  比如动物的育雏行为就是一种本能,是先天性的行为,而幼体慢慢成长并且掌握很多并非生来就有的本领,就是一种后天学习行为。如何对动物的行为进行分类?先天性行为和后天学习行为的本质区别在哪?两种行为的成因、机理、动机分别如何?两种行为对于动物适应环境有何意义?这些问题都需要我们共同去解决。

  更进一步,人类也有很多本能和后天学习行为,他们对于人类的进化有何帮助?人类的后天学习行为比起动物来说,有何高级之处?通过更深入的研究,大家会发现动物行为的区别跟进化论有很大的关系,这就需要大家一起努力去探索了!

  2.研究任务

  在启动课之后,大家便要开始对动物的行为展开研究性学习,研究的重点放在动物行为的分类、动物行为的成因、动机和意义上,以及将动物行为与人类行为进行比较, 以期发现人类之所以是高等动物的原因和进化的奥秘。在活动中,大家需要解决以下问题:

  (1)搜集尽可能多的动物行为资料(如图片、视频、文字材料等),然后对它们进行分类;

  (2)找出先天性行为与后天学习行为的异同,建立区别两种行为的参考标准;

  (3)探究先天性行为的成因和动机,以及这些行为对于动物适应环境的意义;

  (4)探究后天学习行为的机理和过程,以及这些行为对于动物适应环境的意义;

  (5)总结有关人类后天学习行为的资料,将其与普通动物的后天学习进行对比,发现优势,并由此引发对于达尔文进化论的初步研究。

  最终的成果将以集图片、照片、视频、文字为一体的多媒体课件和论文进行展示和分享,所以我们需要借助照相机、摄像机、电脑和互联网去完成。

  3.研究过程

  为了完成本次研究性学习的任务,你们将被划分为若干小组,同时进行以下任务,每人需要承担不同的工作,但合作和团结是最重要的,这意味着你得帮助其他有困难的同学。

  过程:

  (1)你被划分到一个共有六人的小组中,这个小组的成员是彼此熟悉和信任的,有着共同学习和工作的经验;

  (2)共同推选一位组长,由组长负责每位组员的具体工作,当然自愿原则是首先被考虑的,不过每一项工作都需要有人去完成 ,也就是说最终你们必须服从组长的安排;

  (3)组长和组员们将进行的任务如下:

  【组 长】统筹和领导全组的研究性学习进程,负责组织集体讨论和整合组员的学习成果,并进行最终成果的展示

  【组员甲】通过书籍和网络寻找大量有关动物行为的图片和视频资料,总结描述动物行为的文字资料,最好能进行一些身边动物行为的拍摄(如去动物园参观)

  【组员乙】查阅书籍和网络,搜索先天性行为(本能)的有关知识,了解其成因和动机,初步归纳其对于动物个体和种族生存、延续的重要意义

  【组员丙】查阅书籍和网络,针对动物的后天学习行为进行探究,找出后天学习行为的特点、机理和过程,初步归纳后天学习行为对于动物不断适应新环境的意义

  【组员丁】对低年级的同学进行问卷调查,对老师或生物学(动物学)专家进行访谈,找出人类后天学习行为的一些特点并加以总结、归纳

  【组员戊】学习达尔文的进化论,从中找出与动物行为相关的知识,将其用于划分两种行为的过程中,并用文字资料将后天学习行为的进化与生物进化联系起来

  4.过程评价

  你所在小组的成绩将按照如下标准进行评定,五项目标均为20分,按照等级档次分别为初窥门径(9~11分),牛刀小试(12~14分),小有所成(15~17分),炉火纯青(18~20分)。 小组的最终成绩是组长的成绩,而组员的成绩由组长进行评定,其标准是上下浮动5分,但应保持全组的平均分接近或等于组长的得分。

  如:某组最终得分为80分,则其组员的得分在75~85分内波动,由组长根据其实际表现和对小组做出的贡献进行评定,但应保持全组的平均分接近或等于80分。

 

初窥门径

牛刀小试

小有所成

炉火纯青

得分

动物行为资料的搜集与整理

搜集了少量的有关动物行为的图片资料,有简单分类

搜集了较多的动物行为图片和文字资料,有较系统的分类整理

搜集了大量的动物行为图片、视频和文字资料并进行了系统的分类

不仅搜集了大量的系统的图文资料,还对身边的动物行为进行了观察拍摄

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对动物先天性行为的探究

认识到先天性行为是生来具有的本能,仅限课本知识

在课本知识的基础上,初步认识到先天性行为的成因和动机

充分研究了先天性行为的本质,对其成因、动机和意义都有结论

不仅对先天性行为的各种资料进行了研究学习,还能提出自己的观点

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对动物后天学习行为的探究

认识到后天学习行为是后天训练学习获得的,仅限课本知识

在课本知识的基础上,初步认识到后天学习行为的机理和过程

充分研究了后天学习行为的本质,对其机理、过程和意义都有结论

不仅对后天学习行为的各种资料进行了研究学习,还能提出自己的观点

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教师访谈和学习问卷调查

对个别教师进行了访谈,设计了问卷,但未展开

对部分教师进行了访谈,设计了问卷并进行了小规模的调查和总结

对多位教师进行了访谈,设计了问卷并进行了大规模的调查,有结论

不仅对教师进行访谈,还与专家做了沟通,设计的问卷富有推广意义

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最终成果的整合与展示

有总结性成果,无知识性错误,综合性一般

有总结性成果,内容丰富,针对性较强,综合性较好

有整合度较高的总结性成果,内容丰富且有一定深度,形式规范

展示出的是一份成熟的结果,无论是内容还是形式,都可圈可点

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  九、研究性学习成果展示

  通过这次研究性学习,同学们认识到动物的行为虽然多种多样,但都可以划分为先天性行为和后天学习行为两类,诸如求偶行为、繁殖行为、育雏行为、储食行为、迁徙行为、防御行为、通讯行为等都属于动物的本能,而其他需要经过后天的训练和学习的“本领”都是后天学习行为。两者的本质区别在于需不需要大脑皮层的参与。

  进一步研究先天性行为,大家发现这些行为往往并没有行为目标,而只是对刺激做出的反应,例如亲鸟会因受到雏鸟长大的口的刺激而喂巢中的小鸟,但如果发生意外(如幼鸟被挤出鸟巢、或幼鸟由于受冻而没有张嘴等情况),小鸟就不会再受到亲鸟庇护和喂食,从而丧失生命。

  再者,动物的行为对动物本身有利也有弊,如老鼠常吃硬食物使得门牙的损耗特别快,所以他们的门牙会不断生长,这种行为保证了老鼠的门牙不致生长得过长而影响进食,这一点是对生存有利的;但是同时,往往就是因为它们啮咬木箱等硬物发出的声音会把敌害引来,招致杀身之祸。

  另外,关于人类的后天学习行为,其实是一种高级的神经活动,优势在于人类的大脑皮层上有语言中枢,因此能够用语言和文字代替具体刺激进行学习,大大提高了学习的效率。通过相关的访谈和调查可以发现,通过具体刺激进行的学习往往更为直观、容易掌握,但是远不如语言和文字能够带来的内容多,所以人类的学习(尤其是学校里的学习)是以语言和文字为主的。

  最后,动物行为的高级与否和达尔文的进化论有着一定的联系:本能是对现有环境的适应,能够保证生物个体在现有环境下进行生存和种族的延续。而仅有本能是无法适应环境的变化的,必须通过不断的后天学习来适应新环境。而这些通过学习获得的“本领”日久天长之后就会经过自然选择固定下来,成为这个物种的“本能”,这就是先天性行为跟后天学习行为之间的联系。也就是说,动物的后天学习行为越高等,这个物种的进化就越高等,也就越能不断适应变化着的环境。

  十、总结与反思

  整个研究性学习过程进行得非常紧凑,也获得了一定成果。实践证明,虽然在初中科学分科教学改革之后,生物的课时非常少,但如能在教学中,充分利用教材,抓住机遇开设研究性学习,并利用多媒体的现代教育手段支撑整个学习过程,就能使学生在一个生动、有趣、多姿多彩的生物课堂中愉快地“享受”学习。只有让学生走自己探究、自己发现的道路,才能真正带学生走向新课程,完成课程目标,促使学生全面发展。

  不过,在实践中也发现了若干问题,比如有些小组的主动性不足、组长的领导力不够、最终各组的初步成果差异较大等;因此,如何进一步发挥学生的主体作用,以及在成果的总结归纳上如何求同存异,是今后努力的。

选自中国科普教育论文集(2018年)·研学篇

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