借助实验促进学生理解初中生物重要概念

摘 要：生物重要概念是初中生物课程的核心内容。实验探究活动可以帮助学生建构生物重要概念，促进对概念的深刻理解与灵活运用。因此，我们对初中生物课程的实施教学应有新的认识、新的实践。

关键词：初中生物；重要概念；实验教学；教学案例；重要价值

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2015）03-0075-04

一、重要概念的提出

2011年新颁布的义务教育《生物课程标准》首次提出“重要概念”，提出让学生通过掌握重要概念来把握生物学科本质和核心内容。初中生物课程共有10个主题，每个主题下设重要概念，每个重要概念下设支撑它的核心内容，重要概念共50个。其中，有些重要概念容易理解，如科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径；有些重要概念比较抽象、微观，如动物细胞、植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构，这些抽象的概念，仅仅依靠传统的讲授或者展示模型图片的方式很难让学生对其深刻理解。

二、实验对促进学生理解重要概念的价值

生物学科是以实验为基础的科学，在生物教学中应该重视实验教学。新课程的重要理念是培养学生的科学素养和终生学习的能力，实验教学恰恰是培养学生动手、动眼、动脑进行科学探究过程。初中生物新课标更加强调实验教学的重要价值和教育教学功能。生物学科中那些抽象、不易理解的重要概念，需要借助实验使其显性化和具体化，比如细胞膜的选择透过性这个重要概念可以借助植物细胞质壁分离与复原实验加以展示；另一方面，在生物教学的某些环节需要借助实验帮助、促进学生理解概念、知识。

综上所述，借助实验促进初中学生对重要概念的理解可以从两个方面体现：有的重要概念比较深奥，可以借助实验剖析概念要素，理解概念内涵，符合学生从感性到理性的认知发展规律；有的重要概念借助实验可对学生理解某些知识起到画龙点睛的作用。当然，这两种情况的实验形式要灵活选择，可以是演示实验，可以是验证实验，还可以是探究实验，要根据教学目的、教学实际去确定。

三、借助实验促进学生理解重要概念的教学案例分析

案例1 骨的结构与成分

教材分析：《骨的结构和成分》是初中生物第二册第八章《生物的运动》第二节《运动的形成》中第二课时内容，是在第一节学习动物运动方式的基础上，探讨动物运动的形成，为学习动物的行为打下基础。本课先让学生观察长骨的内部结构，分析其作用，建立长骨是一个中空的坚实的生活器官的概念；再通过探究鱼骨的成分，增强对骨的成分和特性的感性认识，推测骨的成分与特性的关系。然后，介绍在人的一生中骨的成分是动态变化的，从而使学生增强体育锻炼的思想意识，并为学习运动打下基础。

学生认知分析：

1.知识方面：

学生已有知识：已经知道人体的运动离不开骨，并且对骨的坚硬性有一定认识。

待解决的问题：骨的内部结构；骨是否是生活器官；骨的成分和特性。

2.能力方面：

学生已有能力：按实验要求、步骤进行操作，会用一定的方法进行实验观察。

仍需训练的能力：根据实验材料、用具等进行实验设计的能力；对实验现象进行分析、归纳的能力；小组合作、交流探索知识和解决问题的能力。

教学实施过程：

小游戏引课：老师说出肱骨、股骨、尺骨等骨的名称，学生两人站在讲台上，其中一位根老师说的骨名称快速在另一位同学身上指出来，其他学生认真观察、评判。

教师提问：从形态方面看，刚才我们说的骨都是什么骨？学生答：长骨。

长骨在人体中主要起什么作用？

生物体的结构与功能是适应的，是什么样的结构使长骨具有这样的功能呢？这节课就来学习骨的内部结构。

请学生观察已经锯开一段的长骨：

观察方法：一看二摸。

观察顺序：从外到内，从上到下。

教师和学生一起总结骨的结构和功能。

展示图片并提问：

1.姚明的长骨中是黄骨髓，为什么还能捐献骨髓造血干细胞？如果配型相合，从那里取骨髓？

2.青少年为什么能够不断长高？

3.骨折后愈合的骨是什么结构？

4.为什么老人比小孩更容易发生骨折呢？

过渡：老人比小孩更容易发生骨折是因为他们骨的特性不同。下面我们来学习骨的特性。

学生以小组为单位观察鱼肋骨，感受骨的坚硬和弹性。

为什么骨既坚硬又有一定的弹性，这和什么有关呢？

你知道骨里有什么物质吗？

展示骨粉的营养成分表，学生从中里获取信息，归纳骨的组成物质有两大类：有机物和无机物。

提出假设：骨的成分对骨的特性有决定性影响。

引导学生思考：骨中含有机物和无机物两类物质，是二者共同决定骨的特性，还是其中之一决定骨的特性？我们该如何进行探究？

学生提出可把两类物质分开，单独地研究一类物质的作用。

提问：显然，鱼肋骨中的有机物和无机物难于简单分开，怎么办呢？

学生提出可以去除骨中的一类物质，研究剩下的另一类物质的作用。

学生根据实验材料、用具，设计实验以探究骨的成分与特性之间的关系。

演示碳酸钙粉末在盐酸中溶解的实验，展示小麦种子燃烧的实验图片，引导学生分析实验中所发生的变化以及鱼肋骨的作用。

提问：你知道在实验中要注意哪些安全问题吗？

根据学生回答教师出示：

1.正确使用酒精灯和火柴。

2.盐酸对皮肤、眼等有伤害， 不要直接接触。

3.小心使用玻璃器具。

学生根据设计进行实验，观察实验现象并获得结果，教师再展示用羊肋骨做实验的结果：演示煅烧后的羊肋骨一敲即碎；用醋酸浸泡五天左右的羊肋骨可以打个结。

知识的应用：

⑴ 出示学生课堂上标准的坐姿图片。

提问：老师为什么要求学生在课堂上要保持正确的坐姿？

⑵出示公共汽车上年轻人未给老人让座的图片，请学生对该现象加以评论，并说明其科学道理。

案例分析：《骨的结构与成分》的教学表象是要求学生学习、掌握骨的结构与特有的成分，实质上则是向学生传授生物学中非常重要的观念：结构决定性质，性质决定功能。本课的教学直接影响学生对动物行为知识的认知、理解与掌握。“骨”存在于学生的生活中，但学生没有过多关注，教师通过摸骨和说骨的小活动，提高学生的学习积极性，随后通过两个实验：燃烧实验和盐酸消化实验，让学生了解骨的成分，因为成分虽看不见，但可以借助实验让学生对骨的成分有感性认识。学生在学习相关的化学知识基础上，可以总结出燃烧实验中消耗的是有机物，留下粉末是无机物；盐酸消化实验让学生体会钙是骨的主要成分。通过两个实验，让学生对骨的成分有了比较清晰认识，随后举出老人和小孩的故事，让学生对骨的知识有所升华，不同年龄段的人骨的成分不同，进而对学生进行品德教育，与生活实际联系，将知识运用到生活中。

案例2：种子萌发的环境条件

教学实施过程：上课之前，老师事先发给学生不同的种子，学生用菜豆、玉米、绿豆和自己搜集的种子进行发芽实验。从而认识种子萌发需要水、温度、空气等条件。期间，有些学生有了新发现：“老师，我用绿豆种子做实验，把绿豆分成等量的两组，一组放在有空气的瓶子里，另一组放在全是水的瓶子里，按道理后者没有空气，不应该萌发，可是为什么两组都萌发了呢？种子萌发是不是不需要空气啊？”提出一个问题比解决一个问题更重要。探究的目的就是要训练学生发现和提出问题吗？老师心中很高兴，请大家为这位同学释疑，并提醒注意实验条件的变量控制问题和设计对照实验问题。学生都陷入了沉思，过了五分钟，有学生发言：“我们可以找两个塑料袋内，将其中的一个塑料袋内的空气都挤出去并密封；另一个塑料袋则打开充满气，作为对照。然后将绿豆种子分别放入两个塑料袋中，提供相同的适宜温度、水分，看看哪个袋中的种子萌发，就可以验证种子萌发需不需要空气了。”老师听后满意地说：“这个办法不错，能够控制空气这一条件变量。大家还有没有别的方法验证种子萌发是否需要空气呢？”学生再度陷入沉思，不久，又有学生发言：“可以用罐头瓶做实验。”同学们都很好奇，睁大眼睛想看看他葫芦里卖的是什么药。该生继续说：“我们可以选择两个相同大小的罐头瓶，在其中一个瓶中放入燃烧的蜡烛，就能把瓶中的氧气完全消耗，达到一个无氧的环境了。”有的学生还提出改用较大的菜豆种子来做实验。经过学生的一番思考，小组同学交流与探讨，对两瓶绿豆种子都萌发找到了原因：由于所用的绿豆种子小，数量少，只需少量氧气就能萌发，如果提供多些材料或是严格控制氧气量，种子就难于萌发。最后，大家达成共识：种子的萌发需要充足的空气。此外，我们还开展了系列的探究活动，将萌发的种子移栽到花盆里，让学生每天观察并记录幼苗的生长发育情况。幼苗从子叶脱落，到开始长出幼叶。从植株长高，到开花，最后结出了“豆角”，学生不仅观察到种子萌发、生长、开花、结果、死亡等不同阶段，还体会了关爱生命的情感，为深入理解绿色开花植物生命周期的核心概念奠定了基础。

案例分析：绿色开花植物的生命周期包括种子萌发、生长、开花、结果、死亡等阶段。这是第四个主题生物圈中的绿色植物的重要概念。怎样才能使学生深入理解这一概念？带领学生进行探究实验是最好的选择。新课程标准的最大变化在于关注重要概念的学习，在概念教学时切忌让学生死记硬背，而是用描述概念内涵的方式来传递概念，这样可以更好的围绕生物学重要概念来组织并开展教学活动，通过实验教学可以更加有效地提高教学效益，有助于学生对于知识的深入理解和迁移应用。本节课教师通过让学生不断思考、不断提问、不断解决问题的教学方法，利用实验方法让学生发现问题、提出问题，在实验的同时，培养了学生质疑的精神、创新的精神，这也是新课标提倡的科学素养的重要组成部分。学生平时不会太多关注种子的萌发条件，所以利用实验的方式让学生对其有更深刻的理解，同时还培养了学生团队精神和合作意识，更重要的是培养了科学的思维方式和求真的科学态度，这是对于促进重要概念理解有重要价值。

四、结语

实验教学很重要，借助实验教学能促进学生对生物学核心概念有更深刻的理解。实验是促进学生对优质概念深刻理解的重要教学方式和手段，实验教学还可培养学生学习能力提高学生的生物学科素养，并能学以致用，尤其是实验思想与方法的迁移应用。我们要利用好实验教学，让初中生物课程重要概念在提高学生生物素养中绽放更加灿烂的光彩。