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tvt体育本期荐读丨刘恩山:跨学科概念“因果关系”的内涵及其生物学教学建议
发布:2023-02-26 03:37:03 浏览:

  tvt体育文章来源:靳冬雪, 刘恩山. 跨学科概念“因果关系”的内涵及其生物学教学建议[J]. 生物学通报, 2023, 58(2): 5-8.

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  《生物学通报》2023年全新改版,为响应国家加强科学教育的号召,满足广大读者关于科学教育学习交流的需求,新增“科学教育综述”“科学教育研究”2个特色栏目。刊发科学(包括生物学、化学、物理学、地理学等)教育领域内热点、重点话题的相关文章,助力青少年掌握自然科学的基本知识和基本技能,体验科学探究,养成科学精神,全面培养和提高科学素养。

  《义务教育生物学课程标准 (2022年版)》增设了跨学科实践主题,因果关系是重要的跨学科概念之一,它作为科学与工程学的核心,对促进学生理解科学知识及人们探索和改造自然的方式具有关键的作用。本刊2023年第2期刊发的《跨学科概念“因果关系”的内涵及其生物学教学建议》一文,阐述了因果关系的地位、判断依据及在生物学教学中的应用建议,是一篇很好的科学教育研究类文章,本期荐读。

  因果关系是人们基于长期的生产生活实践总结出的用于理解和预测事物及其变化的基本法则。它作为跨学科概念之一,是促使学生理解生物学概念、顺利开展科学探究与跨学科实践的重要知识。因果关系具有相对性、时序性、确定性、复杂性和普遍性,能够起到预测、解释和干预的作用。科学研究中常使用控制变量法和对照实验法为鉴定因果关系、区别因果关系与相关关系提供证据。生物学教师在教学中落实因果关系概念时,可以结合科学探究及跨学科实践等活动,开展基于证据的论证,同时注意概念的外显化,帮助学生理解因果关系,tvt体育最终促进生物学学科核心素养的达成。

  我国新颁布的《义务教育生物学课程标准 (2022年版)》增设了跨学科实践主题,这是基础教育生物学课程改革的重要变化之一。在跨学科实践中,学生需要在产品设计与制作过程中充分运用学科概念与跨学科概念,理解科学、技术、工程学与数学等学科之间的相互联系,解决实际问题。《普通高中生物学课程标准(2017年版 2020年修订)》 也指出,加强学科间的横向联系,促进学生对跨学科概念和过程的理解,发展生物学学科核心素养。因果关系是重要的跨学科概念之一,它作为科学与工程学的核心,对促进学生理解科学知识及 人们探索和改造自然的方式具有关键的作用。对因果关系的讨论和理解不能完全脱离具体的情境,因此,生物学教师在教学中可以引导学生在科学探究及跨学科实践等活动中论证因果关系,并将因果关系这一概念明确外显于学生。

  事物或者由该事物而生的相互作用事件、该事物的组成因素作为原因,由此形成新的事物或者事物状态的变化作为结果,二者之间的关系则为因果关系。在因果关系中,对原因和结果的界定是相对的。相同的事物在不同的情境下,可能是原因,tvt体育也可能是结果。

  因果关系还具有确定性和复杂性。在具体的研究情境里,人们得出的因果关系结论往往具有“或然性”。这与因果关系具有确定性并不矛盾,因为确定性并非指某个原因必定会引起某个特定的结果。

  客观世界是一个有着内在联系的整体,这些联系交错复杂,而科学研究的主要活动就是揭示其中的因果关系。对因果关系的掌握将帮助人们理解各种现象与进程的运转机制,回答“为什么是这样”的问题。

  由此可见,无论在自然界还是在人类社会中, 因果关系的存在都极为普遍,它对于人类探索并改造客观世界有着极为重要的作用。人们通过探究和解释因果关系增加对世界的理解,又通过应用因果关系把客观世界建设得更加美好。

  控制变量法与对照实验法是科学研究中被广泛用于探究因果关系的方法。人们通常会先注意到事物的模式,进而提出“为什么会有这种模式”的问题, 也即其中的因果关系。密尔(Mill)五法是寻求因果关系的基本方法,包括求同法、求异法、求同求异并用法、共变法和剩余法,这5种方法相互联系,常常结合使用。

  判断2个变量是否属于因果关系高度依赖证据的使用。因果关系具有确定性,原因事件和它带来的结果事件都是客观存在的。然而,人们所采集到的观测数据未必能够将客观存在的原因和结果全部覆盖,得到完全原因或者完全结果。

  从上述的介绍中可以发现,人们对因果关系的探索依赖证据的收集和推理,而设计和制作工程学产品则为思考和使用因果关系提供了很好的机会。因此,本研究建议生物学教师在教学中借助科学探究活动、跨学科实践、论证式教学策略等,引导学生探究并应用因果关系,同时明确讨论这一概念的含义,加深学生的理解。

  几百年来,许多学者对因果关系的定义、tvt体育基本性质以及寻求方法等作出过丰富和深入的论述。这些观点各有不同,至今也并未形成统一的理论,也没有万无一失的寻求因果关系的方法。这 些讨论抽象而复杂,tvt体育想要全部理解并不容易。本研究选取其性突出、契合标志性国际科学教育文件学习要求的内涵加以介绍。因果关系是产生于实践并应用于实践的抽象概念,因此,教师在教学中可以紧密结合科学探究和跨学科实践等活动,tvt体育促使学生参与基于证据的论证活动,并结合其学习活动过程外显因果关系的含义与特征等。对因果关系这一跨学科概念的掌握,能够加深学生对生物学概念、科学与工程学实践的理解,促进生物学学科核心素养的达成。

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