邵丹瑋

摘 要 圍繞“種群的特征”這一節(jié)內(nèi)容，以學生常犯的錯誤為主線，通過揭示這些錯誤的本質(zhì)，對高中生物學課堂教學中實施錯誤資源化開展了實踐探索。提出了錯誤資源化應用于高中生物學的教學策略：善于識錯，自然生成；引導思錯，深化理解；自主糾錯，辨析提升；梳理記錯，強化記憶。還探討了教學中實施錯誤資源化的價值追求。

關(guān)鍵詞 高中生物學 錯誤資源化 教學策略

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

在教學過程中學生出現(xiàn)錯誤是一種正?，F(xiàn)象，反映了學生在學習中存在著疑惑及困難。“學生的許多錯誤是有價值的”，教師應寬容學生犯錯誤，理性看待學生的錯誤，并深入探究學生犯錯的原因，揭示錯誤的本質(zhì)，將錯誤這種普遍意義上被人們視為“廢物”的原料進行性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，進而成為課堂教學或者學生學習的資料來源之一。

在2015年中國教育科學研究院、華東師范大學教育部中學校長培訓中心與江蘇省南菁高級中學聯(lián)合舉辦的“首屆‘審美課堂公開教學研討活動”中，筆者圍繞“種群的特征”這一節(jié)內(nèi)容，以學生常犯的錯誤為主線，通過揭示這些錯誤的本質(zhì)，在高中生物學課堂教學中對實施錯誤資源化開展了實踐探索。

1 錯誤資源化應用于“種群的特征”的教學背景

剛接到由本次活動主辦方江蘇省南菁高級中學指定的上課課題——人教版高中生物學教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第四章第一節(jié)“種群的特征”，第一感覺便是“這節(jié)課不好上”。產(chǎn)生這種感覺是基于以下三點原因：① 近幾年的《高考考試說明》中，“種群的特征”的要求等級都定為“Ⅰ”，僅要求學生知道該知識點的含義，而非理解層面的；② 從學生學情來分析，雖然學生在初中階段和《必修2·遺傳與進化》中，已接觸了“種群”這一概念，但由于前面都只是歸屬于其他章節(jié)的非系統(tǒng)性的介紹，導致學生往往停留在種群概念的淺表理解，并沒有深入理解種群這一概念的內(nèi)涵和外延。③ 人教版教材中專門設計了“探究”活動：用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度，但由于這一活動屬嘗試、模仿層次，且需在野外進行，目前的借班上課并不方便實施。

1.1 關(guān)于“種群的特征”常見的教學設計

關(guān)于“種群的特征”這一內(nèi)容的教學，目前比較典型的授課思路有如下兩種：① 如人民教育出版社網(wǎng)站的高中生物同步教學資源中將科學方法的介紹放在突出位置?！皢栴}探討”并非圍繞“種群有什么特征”之類的知識性內(nèi)容來設計，而是提出“如何調(diào)查草地中蒲公英的種群密度”，探討怎樣估算種群密度才比較準確，并順勢介紹了估算最常用的兩種方法——樣方法和標志重捕法。再從一些現(xiàn)象和實例入手，介紹種群的數(shù)量特征，包括種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例等。這一思路在常規(guī)教學及生物學雜志中都較為常見。② 如美國高中主流理科教材《科學發(fā)現(xiàn)者》的《The Dynamics of Life》（即《生命的動力》）和浙江科學技術(shù)出版社的高中生物學教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中，都采用“知識→實踐”的演繹教學法，先明確種群的概念，再列舉種群的特征，最后提供種群密度的調(diào)查方法。

1.2 “種群的特征”中學生常見的錯誤分析

1.2.1 種群概念的內(nèi)涵理解不到位

概念是共同具有某些特性或?qū)傩缘氖录?、物體或現(xiàn)象的抽象概括，是一種由相近、相似的事件、想法、物體或人所組成的集合。種群作為宏觀和群體水平上研究生物的基本單位，它絕不是個體的簡單累加，種群內(nèi)的個體之間通過特定關(guān)系構(gòu)成一個整體。種群是物種的具體存在單位、繁殖單位和進化單位，這正是種群這一核心概念的本質(zhì)所在。但教材中“種群是占有一定空間和時間的同一物種個體的集合體”這一簡單的定義卻無法體現(xiàn)出種群的本質(zhì)。在筆者以往的教學過程中，學生遇到判斷“一個教室中的全體師生”是否屬于一個種群時極容易犯錯。深入剖析學生的這一錯誤，不難看出犯錯的根本原因在于他們只是用教材中種群的定義進行簡單套用，而沒有真正理解種群概念的內(nèi)涵。

1.2.2 未很好掌握抽樣調(diào)查種群密度的方法

由于自然界的極端復雜性，要從大量的觀察數(shù)據(jù)中識別模式，人們常采用“抽樣調(diào)查”法。自然環(huán)境中生物的生長方式和種群分布型是多種多樣的，這也就決定了不同種群的取樣方式不盡相同。因此，如何獲得不受主觀因素影響、真正具有代表性樣本的信息才是掌握抽樣調(diào)查種群密度方法的關(guān)鍵。人教版教材中介紹了樣方法和標志重捕法，并安排了探究活動“用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”。在實際教學中，教師都會把教學重點放在“樣方如何選取和處理”的問題探討上。如樣方的數(shù)量怎樣確定？樣方的面積如何設置？如果被調(diào)查的對象落在樣方的邊界上又該如何處理……但如果教學僅限于解決上述淺層次的問題，沒有對樣本獲取的隨機性原則進行深入剖析，則“抽樣調(diào)查”這一重要的科學研究方法的介紹極可能淪為知識點的死記硬背。

1.2.3 混淆種群各項特征的區(qū)別與聯(lián)系

種群特征是描述一個種群區(qū)別于同一物種其他種群的一系列在數(shù)量、遺傳和空間上的特點，同時也是研究一個種群進化和發(fā)展變化規(guī)律的重要參數(shù)。一般來說，自然種群有3個基本特征：① 空間特征，即種群具有一定的分布區(qū)域；② 數(shù)量特征，每單位面積（或空間）上的個體數(shù)量（即密度）是變動的；③ 遺傳特征，種群具有一定的基因組成，即系一個基因庫，以區(qū)別于其他物種，但基因組成同樣是處于變動之中的。在人教版教材“種群的特征”一節(jié)的教學要求中，種群的空間特征屬選學內(nèi)容，種群的遺傳特征已前移至必修2“生物的進化”部分。本節(jié)突出介紹種群的數(shù)量特征，包括種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡結(jié)構(gòu)和性別比例。教師在教學過程中應引起重視的是，這幾項特征并非單純的并列關(guān)系，而是有著內(nèi)在的邏輯聯(lián)系和層次區(qū)分的。其中，種群密度是種群最基本特征，而出生率和死亡率、遷入率和遷出率是直接影響種群密度的初級種群參數(shù)，年齡結(jié)構(gòu)和性別比例則是通過影響出生率和死亡率來影響種群密度的次級種群參數(shù)。

2 錯誤資源化應用于“種群的特征”的教學策略

2.1 善于識錯，自然生成

課堂中的錯誤資源并非都是顯性的且能被直接發(fā)現(xiàn)的，一些問題可能是隱形的，還可能被學生下意識的行為所掩蓋。據(jù)華應龍的一次調(diào)查顯示，過半數(shù)以上的學生認為錯誤就等同于失敗或是恥辱，而且隨著年齡的增長對這種態(tài)度的認同感越強。當然，學生的這種隱藏也并非悄無聲息，往往會通過學生的表情、動作、語言等方面?zhèn)鬟f出來。如果教師觀察得不夠仔細，極容易錯失利用時機或處理得不夠妥帖。

在“種群的概念”這一部分的教學中，筆者并沒有直接展示種群的定義，而是根據(jù)學生已接觸過種群這一概念，通過導學案中精心設計的典例“判斷以下哪幾個選項屬于種群”，嘗試把學生在理解種群的概念中易出現(xiàn)的錯誤暴露出來。在師生共同探討“校園內(nèi)某個花壇中各種各樣的草”“某農(nóng)戶屋前后兩個池塘中全部的鯽魚”“蝗災發(fā)生地上東亞飛蝗的全部幼蟲”“一個教室中的全體師生”等幾組不符合種群的概念時，學生頭腦中關(guān)于“種群的概念”逐步明晰化，知道種群是物種的具體存在單位、繁殖單位和進化單位。這正是種群這一核心概念的本質(zhì)所在，遠比教材中“種群是占有一定空間和時間的同一物種個體的集合體”這一定義更準確、更到位。

2.2 引導思錯，深化理解

概念是生物學理論的基礎(chǔ)和精髓，也是思維過程的核心。任何學科的教學都是以概念的教學為基礎(chǔ)進行逐漸深化和系統(tǒng)化的。但學生在學習過程中因沒有掌握概念的內(nèi)涵（即本質(zhì)屬性）而出現(xiàn)“概念不清楚”、“概念掌握不完整”或“概念理解錯誤”等問題，導致出現(xiàn)一系列判斷、推理及結(jié)論的錯誤不勝枚舉。在前面“是否屬于種群”的典例判斷中，學生碰到“一個教室中的全體師生”這個選項時極容易犯錯，此時教師如果直接采用機械式的“撥亂反正”，那這個錯誤就無法達到其應有的教學價值。準確地說，學生是利用課本中“在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的全部個體形成種群”這一定義來判定“一個教室中的全體師生”屬于種群的，這樣的推斷過程看似沒有問題。那“錯”究竟在哪里？

教師不妨引導學生再往深處思考，這里的“錯”其實與生物學概念自身的特點有很大的關(guān)系。概念是人類在認識過程中，將感知覺器官感覺到的事物的共同特點，從感性概括上升到理性概括，抽出本質(zhì)屬性而成。而生物學概念又區(qū)別于文學、哲學、數(shù)學等其他方面的概念，因為它是在大量觀察生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上形成的，是對復雜的生命現(xiàn)象和活動規(guī)律的高度概括和精煉總結(jié)。正因為所面對的生物學概念的外延如此豐富，所以要概括出生物學概念的內(nèi)涵（即本質(zhì)屬性）就困難得多，往往會面臨概念界定不全面的問題。而“在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的全部個體形成種群”這個種群的定義恰是說明這類問題的絕好實例。

2.3 自主糾錯，辨析提升

值得注意的是，人教版教材在呈現(xiàn)“種群的特征”這一內(nèi)容時，是從問題出發(fā)，落腳于對科學方法的學習：調(diào)查種群密度的方法。因此，讓學生嘗試、模仿、體驗如何用估算法調(diào)查種群密度，是本節(jié)課的重要教學目標。但限于一節(jié)課的時間和借班上課的現(xiàn)狀，實施人教版教材中的探究活動“用樣方法調(diào)查草地上某種雙子葉植物的種群密度”確有困難。筆者及時調(diào)整了授課思路，轉(zhuǎn)而借助于教材“課后練習”中的第一題開展對估算法的教學。該題屬于基礎(chǔ)題，大部分學生很快就發(fā)現(xiàn)解題的關(guān)鍵思路是抓住前后兩次捕獲的帶標記的鯉魚比例保持不變。即第一次取樣并標記的數(shù)目106∶種群中鯽魚的總數(shù)X=第二次取樣被標記的數(shù)目25∶第二次取樣的數(shù)目91，即可計算得出種群中鯽魚的總數(shù)X為385.84，即該池塘中約有386條鯽魚。但對課本中經(jīng)典例題的利用完全可以不僅僅限于得出答案！筆者在此基礎(chǔ)上進一步追問：要得出正確的結(jié)論，捕撈至少幾次？多捕撈幾次的估算結(jié)果會不會更準確些？如果要做第三次捕撈，那第二次捕撈上來的魚作何處理？給鯽魚帶標記的時候需要注意什么問題？第一次捕撈和第二次捕撈之間需不需要時間間隔？每一次捕撈的數(shù)量有沒有具體的要求？

正是在這些無法直接從課本上找到現(xiàn)成答案的問題串的引領(lǐng)下，學生的學習興趣和分析探究的主動性都得到了更大的激發(fā)，并在師生、生生探討溝通的過程中切實掌握了“抽樣調(diào)查”的科學研究方法。在真正領(lǐng)悟了抽樣調(diào)查法的精髓之后，學生再理解后繼的樣方法和標志重捕法的區(qū)別、五點取樣法、等距取樣法、邊緣效應等就容易多了。鄭毓信教授講過：“學生的錯誤不可能單獨依靠正面的示范和反復的聯(lián)系得到更正，它必須是一個‘自我否定的過程，而‘自我否定又以自我反省，特別是內(nèi)在的‘觀念沖突作為必要的前提。”

所以，當教師發(fā)現(xiàn)了錯誤，捕捉到了錯誤，解決了錯誤，還要引導學生進行自我糾錯，讓學生站在新的高度上再去認識這個問題，從而深化學生的自主認識，提高學生的思考探究能力。

2.4 梳理記錯，強化記憶

種群的各數(shù)量特征及各特征之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系和層次區(qū)分也是本節(jié)課的教學難點之一。如果只是按照書本上的出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例進行逐個的概念介紹，則無法體現(xiàn)出種群這一章節(jié)的“整體大于部分之和”的哲學訴求。種群的很多特征是種群內(nèi)個體特征的統(tǒng)計值，如出生率、死亡率、年齡組成和性別比例等，而種群密度和空間特征則是種群所特有的，這可以加深學生對“種群不是個體的簡單累加”的理解。筆者還在課堂上適時插入了于上課前一天晚上才發(fā)布的新聞“中共十八屆五中全會決定全面放開二胎政策”，并與學生開展討論：什么是種群最基本的數(shù)量特征？直接決定種群密度大小的是什么因素？為什么年齡組成可以預測種群未來數(shù)量的動態(tài)信息？噴灑害蟲的性引誘劑是如何達到種群密度明顯下降的目的的？

在開展“種群的特征及關(guān)系”這一內(nèi)容的教學中，一方面，教師不要急于把參考答案直接拋給學生，而要留給學生自主探究的空間，發(fā)揮學生之間的互補效應。作為同輩群體，由于他們思維方式、學習環(huán)境、知識背景都較為相似，更加了解彼此的想法，他們之間的信息溝通也更為通暢，而且對于彼此的困惑在哪，相比教師而言更加清晰。面對一個問題，A生犯了錯誤，B生可以從一個新的角度給予闡述，同時C生也會有自己不同的思考。那么出現(xiàn)錯誤的A生會在和同學B、C甚至更多同學的交流中找到自己錯誤的根源，并解答自己的困惑，由此得出的正確答案更能讓學生自己接受。另一方面，教師通過引導，讓學生們在相互傾聽中分析、質(zhì)疑和總結(jié)，最終在理解核心概念的基礎(chǔ)上繪制出種群各特征之間的層次和內(nèi)在邏輯聯(lián)系圖解。

3 高中生物學教學中實施錯誤資源化的價值追求

3.1 滿足深化課程改革、提高課堂教學效率的需求

《高中生物課程標準（實驗）》指出：課程資源是決定課程目標能否有效達成的重要因素。充分利用現(xiàn)有的課程資源，積極開發(fā)新的課程資源，是深化課程改革、提高教學效益的重要途徑。錯誤資源是在動態(tài)教學過程中生成的，屬于生成性的課程資源。在新課改的大背景下，課程資源的開發(fā)不再是專家教授、教研員的專項任務，每位教師都應積極參與其中，要善于發(fā)現(xiàn)并積極利用一切可以為課堂、為學生的成長所用的課程資源。將錯誤這樣一種獨特教學資源進行最大限度地、及時地、有效地應用，讓其服務于教學，以促進學生的學力發(fā)展。因為課堂并不是容納了錯誤就好，而是把錯誤融化為教學不可或缺的資源才精彩。精彩在于教師藝術(shù)地處理了隨機生成的差錯，巧妙彰顯了錯誤的寶貴價值，把真正富有價值的內(nèi)涵植入了學生的生命。

3.2 突出學生在課堂上的主體地位

科學知識之于學習者不是放之四海皆準的客觀規(guī)律和普遍真理，每位學習者都有著自己獨特的經(jīng)驗背景，他們都以自己的方式建構(gòu)對知識的理解，從而會出現(xiàn)對問題的“猜測性解釋”，其中“混雜著錯誤、偏見、夢想、希望”。只有弄清不同學生、不同錯誤的性質(zhì)及原因，才能采取有針對性的糾正措施，這不僅有助于錯誤問題的根本性解決，而且營造的和諧寬松的課堂氛圍還能幫助學生在思考解決問題的過程中掌握學習的方法，形成和提高探索能力、思辨能力，更能激發(fā)學生克服困難的勇氣，使其和體驗到問題解決后的成功感。

3.3 促進教師教育教學能力的提高

課堂錯誤具有動態(tài)性、生成性，是在教師的教學預設之外的，那么如何將這些生成性內(nèi)容轉(zhuǎn)化為可利用的課程資源，這對教師的教學能力是一個很大的挑戰(zhàn)。它需要教師開動腦筋，認真分析學生的思維特點，并根據(jù)學生的不同特點給予有針對性的指導。根據(jù)課堂錯誤的類型和根源，及時調(diào)整教學策略，安排適宜的教學內(nèi)容，在與學生的互動溝通中完善教學，積累豐富的教學經(jīng)驗。同時，可能還有一些錯誤是在課堂上無法及時妥當處理的，因為教師個體也存在知識和思維的局限性，這類錯誤對教師更有重大的意義。教師可以在課下進行系統(tǒng)的反思，找到教學中的漏洞，尤其是錯誤發(fā)生高頻區(qū)。另一方面，也可以及時補充教師的儲備知識，拓寬教師的視野，促進教師教育教學能力的提高。

總之，對待課堂錯誤無論是教師還是學生都應該樹立正確的觀點，哲學家卡爾·波普認為：“人人都必然會犯錯誤，即便最偉大的、智慧的思想家也會有不例外。所以更何況一個還不成熟的學生。”我國教育學家王策三也曾指出：“作為學習主體的教師和學生，由于各人的能力極其有限，所以認識結(jié)果也自然是有限的。沒有任何人能夠脫離這種認識和能力的有限性，所以也就沒有人能夠把這樣有限的認識轉(zhuǎn)化為絕對的無限的認識。”所以說，教學中出現(xiàn)的錯誤不可怕，關(guān)鍵在于教師如何處理它。錯誤也絕不是阻礙進步的根源，關(guān)鍵在于教師怎么利用它。

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