高中生物概念教学难点与突破策略

徐 正 龙

(岳西县教育局，安徽 岳西 246601)



高中生物概念教学难点与突破策略

徐 正 龙

(岳西县教育局，安徽 岳西 246601)

摘要：在分析高中生物概念体系特点和教学难点的基础之上，通过光合作用、有丝分裂、叶绿体与线粒体、同源染色体和基因等典型核心概念教学案例，尝试运用查缺补漏、主线串联、列表比较、正本清源和画概念图等策略破解高中生物概念教学的难点。

关键词：高中生物概念；教学难点；突破策略

近十年来，广大教授生物课的同仁围绕生物概念教学要素[1]、有效方法[2-5]、概念图教学模式[6]等的研究，取得了较为丰硕的成果，然而针对高中生物核心概念教学进行研究的案例资源较为匮乏。在分析高中生物概念体系特点和教学难点的基础之上，尝试运用5种策略，以教学实例方式突破高中生物概念教学的难点，旨在切实提高课堂效率，提高高中生物教学质量。

1高中生物概念体系及其特点

生物学概念是通过抽象、概括而形成的对生物学现象、本质特征或共同属性的反映，包括一些基本的原理、规律和理论，是一种更高级的思维形态，是生物学科知识体系的基础[3]。高中生物大小概念数以千计，围绕“细胞、组织、器官、系统、生物个体、种群、群落、生态系统、生物圈”等生命系统的9个层次依次展开，其体系编排特点如下。

(1)核心概念统领章节。必修1的核心概念为“分子”与“细胞”，遵循系统论的原则，围绕细胞的化学成分、细胞的结构、细胞的功能(物质运输、信息传递、能量转换)、细胞的生命历程等方面来阐述[7]。必修2以“遗传”与“变异” 为核心概念，围绕遗传因子的发现、基因与染色体的关系、基因的本质、基因的表达、基因突变及其他变异、从杂交育种到基因工程、现代生物进化理论等方面来阐明遗传、变异与进化的规律[8]。必修3核心概念为“稳态”与“调节”，主要围绕人体的内环境与稳态、动物和人体生命活动的调节、植物的激素调节、种群与群落、生态系统及其稳定性、生态环境保护等方面来综述[9]。

(2)黑体字凸显概念。课本中重要概念均用黑体字凸显。如酶的概念：“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质”[7]，用黑体字以引起学生视觉注意。

(3)绘制概念图。大多数章节在自我检测栏目设置有“画概念图”练习，其目的是通过画概念图或连线等方式，让学生了解生物概念的上位概念与下位概念的关系，了解同级概念之间的区别与联系，把握生物概念的内涵和外延。

(4)多种方式拓展延伸。如通过“科学史话栏目”介绍“稳态概念的提出与发展”[9]，让学生了解从分子水平到生物圈层次，均存在稳态现象及相应的调节机制。为加深对基因选择性表达的理解，必修2第4章《基因表达》自我检测的思维拓展题中就以胰岛细胞产生胰岛素但不能产生血红蛋白，来探讨基因表达的选择性[8]。《本章小结》对本章基本概念及其重要知识点进行了梳理和适度拓展。

2高中生物概念教学的难点

高中生物概念教学难点主要体现在以下几个方面：

(1)对部分概念缺乏外延拓展。许多生物概念是在总结真核生物生命活动基本规律的基础上提出来的，是一种采用不完全归纳法来描述和定义的，生物科学的蓬勃发展大大拓展了这些概念的外延。如光合细菌及蓝藻的发现，拓展了“光合作用”的外延；病毒的发现对“细胞学说”提出了挑战；在病毒领域发现了逆转录，RNA复制，特别是类病毒、朊病毒的发现，完善和发展了“中心法则”的概念等。许多学生对概念的外延拓展缺乏较为清晰的认识。

(2)部分概念表述容易引起学生误解。如同源染色体的概念，从文字表述来看是来源不同；等位基因的概念，只强调了两者之间的“小异”，未强调两者之间的“大同”；基因选择性表达只强调了细胞之间基因表达的差异性，而未说明细胞存在统一性的一面；拉马克的用进废退学说、达尔文的自然选择学说与现代生物进化理论之间的传承与创新关系等等。

(3)部分教师对概念教学缺乏整合思维。不少教师轻视概念教学，对高中生物学概念钻研不深，难以占领生物概念教学的制高点，其教学方法不当，局限于高中教材生物概念的表述，对教材中“科学家史话”、“本章小结”、“自我检测题”中画概念图的教学和学习资源未加以整合，难以帮助学生正确建构完整的生物学概念体系。

3高中生物概念教学难点突破的5种策略

生物课案例教学能够帮助学生深刻理解高中生物核心概念，文章提出5种策略，以5个案例来探索突破高中生物概念教学难点的思路和方法，以拓展学生思维，提高教学效果。

策略一：查缺补漏——光合作用概念教学

查缺补漏，如给学生补充初中生物学知识，让学生了解生物的几大类群及其代表生物，虽多花费了一点时间，但能帮助学生纠正对高中生物概念的误解，构建比较完整的生物学知识体系，学生感觉收获颇多，正所谓“磨刀不误砍柴工”。

在学习《能量之源——光与光合作用》[7]一节内容之后，可以向学生抛出这样一个问题：叶绿体是光合作用的必要条件吗？并引导学生回归课本寻找答案。

许多学生在查找之后，毫不犹豫地回答：“是”。的确，文献[7]表述为“光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程”。教师不必立马否定学生的答案，可以请大家将课本翻到第9页[7]，回顾一下蓝藻的知识。许多学生了解到蓝藻属于原核生物，无叶绿体，含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用之后，会自我否定先前的错误答案。

在引发学生认知冲突之后，教师再给学生讲其中的缘由。原来，初、高中生物学是以高等绿色植物为背景材料来阐述光合作用概念的，其生物知识框架是不完整的，对生物分类了解不多，在理解有关高中生物学概念时，就存在片面的、误解的现象。

“那为什么要出现叶绿体这样的细胞器呢？”教师可以请学生进一步了解叶绿体的结构特点，运用结构与功能相适应的原理来回答。学生会领悟到，光合作用的出现早于叶绿体的出现，叶绿体的出现，大大提升了光合作用的效率。

同理，当教师抛出“线粒体是有氧呼吸的必要条件吗？”学生就可以自己查找相关知识，自己做出正确的判断了。

策略二：主线串联——有丝分裂概念教学

给学生一个核心概念，以该核心概念作为思维主线，把一系列生物学概念串联起来，可以称之为主线串联法。比如，有丝分裂是学生难以理解的概念之一，尽管很多教师运用多媒体把有丝分裂间期、前期、中期、后期、末期染色体和DNA的主要特征展示给了学生，学生通过死记硬背记住有关概念，但颇为疑惑。教师可以提醒学生围绕课本中“确保染色体精确地平均分配”[7]这句话来思考下列问题：

(1) 为什么间期染色体要复制、前期染色体要缩短变粗？

(2) 为什么前期核仁要消失、核膜要解体？

(3) 为什么要出现纺锤丝或星射线，进而形成纺锤体？

(4) 为什么纺锤丝要牵引染色体以着丝点在赤道板上有规律排列？

(5) 为什么是着丝点先分裂，纺锤丝后牵引染色体到达细胞两极？

(6) 为什么末期会出现细胞板或凹陷隘裂？重新出现核仁和核膜？

学生有了 “确保染色体精确地平均分配”这根思维主线，就能把有丝分裂各个时期染色体和DNA的一系列行为特征串联起来，解决了疑惑，从而加深了对有丝分裂这一过程概念的理解。

策略三：列表比较——线粒体与叶绿体概念教学

列表比较，可以将两个相近或相反概念进行解构，从概念的各个层面来分析、比较、理解概念，最终能帮助学生建构清晰明了的概念体系。如在学习线粒体与叶绿体这两类细胞器时，教师可以引导学生从“存在范围”、“形状”、“结构”、“特有化学成分”、“功能”等维度来列表比较，进行概念学习。通过列表比较法，既强调两者之间的差异，也强调两者之间的相同点，如都是双膜结构、都是能量转换器、都含有少量DNA和少量RNA、都能自我复制，都属于半自主性细胞器。甚至可以结合整个生态系统，强调这两类细胞器之间的密切合作关系。先通过叶绿体的光合作用，将太阳能转变为有机物中的化学能，通过食物链，各级生物从有机物中获得能量，再通过各级生物线粒体的有氧呼吸，释放大量能量，满足生命体各种生命活动的需要。

高中生物学中许多概念，如光合作用与呼吸作用、光反应与暗反应、有丝分裂与减数分裂、体液免疫与细胞免疫、神经调节与体液调节等，均可以采用列表比较法进行概念教与学。

策略四：正本清源——同源染色体概念教学

正本清源，即教师在进行高中生物概念教学时，追本溯源，让学生深刻理解概念的内涵。同源染色体的概念是高中学生最难理解的概念之一。学好这个概念，相当于找到了理解减数分裂和遗传三大定律的一把金钥匙。同源染色体[8]，配对两条染色体，形状、大小一般都相同，一条来自父方，另一条来自母方。一些勤于思考的学生会提出疑问：“一条来自父方，另一条来自母方，来源不同啊？怎么叫同源染色体呢？”

教师要依据生物生殖方式进化的知识来答疑解惑，跟学生说明最原始的单细胞生物染色体是成单存在的，在进化过程出现了染色体复制之后不分裂或两个单细胞生物发生融合，这样会产生染色体成对存在的单细胞生物个体，它们在适应环境方面占有明显优势，通过自然选择，这种变异得到了积累和发展，即出现了二倍体生物。二倍体生物在有性生殖过程中，通过减数分裂和受精作用让这对染色体分分合合，所以“同源”是指染色体的进化起源相同，近期来源反而不同。

高中生物学中许多概念，如基因的选择性表达，等位基因的概念等，均可以采取正本清源法，引领学生运用联系的观点、进化的观点、统一性原理拓展思维深度，深刻理解生物科学概念的本质。

策略五：画概念图——基因概念教学

在高中生物概念教学中，教师巧设问题情境，引导学生阅读、思考、讨论、交流、合作、画概念图，使学生思维可视化，从而能够有效地帮助学生建构较为完整的高中生物概念体系。

基因概念是高中生物学中的核心概念之一。在教材[8]中没有绘制基因结构的概念图，也没有给出非编码区、编码区、启动子、内含子、外显子、终止子等概念，但在做题时又提及这些下位概念。

在教授新课或进行第一轮复习时，教师可以指导学生一起来画基因结构及功能的概念图，具体做法如下：

(1)引导学生理解并陈述“基因是具有遗传效应的DNA片段”，结合课本资料分析，在双链DNA的模式图上间隔标注若干个真核基因(断裂基因)，在另一个双链DNA的模式图上紧密标注若干个原核基因(某两个基因之间重叠排列)。

(2)引导学生一起绘制真核基因结构的模式图，标注非编码区和编码区，在非编码区上游结构中要凸显启动子，在非编码区下游结构中要凸显终止子，在编码区结构中要标注n个外显子和(n-1)个内含子。教师要向学生说明，原核基因编码区无外显子和内含子之分，可以将整个编码区视为一个外显子。

(3)师生一起绘制真核基因转录模式图，即真核基因编码区经转录产生RNA前体，经剪切去掉内含子转录区段，将外显子转录区段拼接成mRNA。

(4)师生共同完成mRNA翻译合成初级蛋白质产物的过程图解。

这个概念图绘制完成后，学生对基因与DNA的关系、基因突变的实质、cDNA文库、逆转录、真核生物基因怎样拼接到原核生物基因组中的一系列问题就会迎刃而解了。

教师还可以列举控制rRNA和tRNA合成的基因，进一步引导学生理解 “遗传效应”真实内涵，整个基因结构都具有遗传效应，像非编码区中的启动子和终止子，编码区中的内含子和外显子，是“具有遗传效应的DNA片段”的重要组分，且不可将“具有遗传效应的DNA片段”[8]错误理解为“能指导蛋白质合成的DNA片段”。

参考文献:

[1]李高峰, 唐艳婷. 科学概念教学五要素[J].生物学教学, 2010,35(2):9-11.

[2]钟小玲.对生物学概念进行比较教学[J].生物学教学, 2009,(5):69-70.

[3]孙 勤.学生对生物学概念理解偏差的分析及解决对策[J].生物学通报,2012,37(12) : 23-24.

[4]罗锡明,徐作英.生物学概念教学模式的建构探析[J].新课程研究, 2011(3) : 50-52.

[5]卢江山.生物学概念蕴涵价值的体现[J].青少年日记, 2011(8):63.

[6]李越，袁燕.维恩图在生物教学中的运用[J].中学生物学教学，2012(3)：17-18.

[7]朱正威， 赵占良. 普通高中课程标准实验教科书生物必修1 [M]. 北京：人民教育出版社，2007.

[8]朱正威， 赵占良. 普通高中课程标准实验教科书生物必修2 [M]. 北京：人民教育出版社，2007.

[9]朱正威， 赵占良. 普通高中课程标准实验教科书生物必修3 [M]. 北京：人民教育出版社，2007.

文章编号：1007-4260(2016)01-0163-04

中图分类号：G633.91

文献标识码：A

DOI：10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.01.043

作者简介：徐正龙，男，安徽岳西人，硕士，安徽岳西县中学高级教师，研究方向为中学生物教学。E-mail:yxzxxzl@163.com

*收稿日期：2015-09-03

网络出版时间：2016-03-15 17:05网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20160315.1705.043.html