高中生物学概念体系的构建及其教学意义

陈　欣陈英水

（1.福建教育学院理科研修部，福建 福州 350025；2.晋江第二中学，福建 晋江 362212）

高中生物学概念体系的构建及其教学意义

陈欣1陈英水2

（1.福建教育学院理科研修部，福建 福州 350025；2.晋江第二中学，福建 晋江 362212）

以“生物2：遗传与进化”模块为例，用描述概念内涵的方式陈述有关重要概念，并以类似于动植物分类检索表的形式，表示该模块的重要概念及其与一般概念之间的相互关系。以期在高中生物学教学中，教师能围绕重要概念这一教学重点设计与实施科学探究活动，帮助学生建构、理解与应用概念，并形成概念体系，提高学生生物科学素养以及教师的单元设计能力，创造优质教学。

概念体系；重要概念；生物科学素养；优质教学

《义务教育生物学课程标准 （2011年版）》（以下简称《义教生物学课程标准》）有一重大的变化，即明确提出了“关注重要概念的学习”，建议教师围绕着生物学重要概念组织并开展教学活动。这标志性变化启示我们应该加强高中生物学重要概念的研究与教学，紧跟国内外生物学课程发展的趋势，促进高中生物学课程改革持续、有效地推进。

一、概述生物学重要概念

《义教生物学课程标准》明确指出：生物学重要概念处于学科中心位置，包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释，对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。由此可见，重要概念的外延较一般的概念更广，它不仅是概念，还可以是原理、规律和理论等。同时，重要概念一般抽象程度较高，属于上位概念，是生物学科的主干知识，它能够有效地组织起与其他生物学一般概念以及大量的生物学事实之间的相互联系，如图1所示。且在目前科学发展水平下，这种对生命基本现象、规律、理论等的理解与解释是正确的。

图1　重要概念的概念图

二、例析高中生物学概念体系的构建

（一）遴选重要概念的依据

根据《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称《高中生物课程标准》）的内容标准，遴选高中生物学重要概念。现以“生物2：遗传与进化”模块为例说明。

“生物2：遗传与进化”模块包括遗传的细胞基础与分子基础、遗传基本规律、生物的变异、人类遗传病及生物的进化等六部分内容。选取的概念性知识主要有减数分裂和受精作用、DNA分子结构及其遗传基本功能、遗传和变异的基本原理及应用、现代进化理论和物种形成等，有利于学生从分子水平和细胞水平理解生命的延续和发展；了解生物进化及其原因，认识生物多样性，形成生物进化的观点，树立正确的自然观。同时，帮助学生了解有关遗传变异原理在促进经济与社会发展、增进人类健康等方面的作用。

从生命系统的角度分析（如图2），可以将“生物2：遗传与进化”模块六部分内容及选取的概念性知识概括为“遗传、变异与进化模型”，如图3所示。

图2　生命系统模型

图3　遗传、变异与进化模型

（二）构建“生物2：遗传与进化”模块概念体系

为了能准确表达对“生物2：遗传与进化”模块重要概念的理解和解释，根据人教版《生物·必修2·遗传与进化》中有关概念的表述，用描述概念内涵的方式陈述“生物2：遗传与进化”模块重要概念，并以阿拉伯数字表示重要概念相互之间、与一般概念之间的关系［1］。

以“2生物通过生殖、发育和遗传实现生命的延续和种族的繁衍，通过进化形成物种多样性和适应性。”对生物2：遗传与进化有关概念性知识进行概括性陈述。

接着，从遗传的物质和结构基础、遗传信息传递和改变的规律、遗传信息的表达、遗传和进化与环境的关系等四个方面陈述生物2：遗传与进化模块中有关重要概念，并搭建概念体系的框架。

一是DNA和染色体分别是生命系统在分子水平、细胞水平上的遗传物质和结构。

二是遗传信息的传递和改变是遵循一定规律的。

三是DNA通过控制蛋白质的合成而表达遗传信息。蛋白质的合成包括转录和翻译。

四是生物的遗传及变异与进化和环境变化是相互作用的。

在第一个条目之下，进一步陈述DNA、DNA与基因、性状的关系、染色体、减数分裂和受精作用等重要概念的内涵，体现分子水平和细胞水平上的遗传物质和结构基础的特点。

“肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验表明：亲代的各种性状是通过DNA遗传给后代的。DNA是绝大多数生物的遗传物质，即DNA是主要的遗传物质。

1.DNA分子的双螺旋结构模型的主要特点是：DNA分子是由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸是交替连接、排列在链的外侧，构成基本骨架，碱基排列在链的内侧；两条DNA分子链上的碱基按照碱基互补配对原则连接成碱基对。

组成DNA分子的碱基只有4种，但碱基对的排列顺序则千变万化。碱基序列的多样性构成了DNA分子的多样性，DNA分子由此能够储存丰富的遗传信息。碱基的特定的排列顺序，则构成DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。

2.DNA分子上分布着多个基因，基因是具有遗传效应的DNA片段。

（1）基因指导蛋白质的合成而实现控制生物体的性状。基因控制酶的合成从而控制代谢过程，进而控制生物体的性状。基因还能控制蛋白质的结构而直接控制生物体的性状。

（2）基因与性状之间不是简单的对应关系。有些性状是由多个基因共同决定的，有的基因可决定或影响多种性状的。

3.摩尔根的果蝇杂交实验证实了基因位于染色体上，基因与染色体的行为具有平行关系。

位于性染色体上的基因控制的性状在遗传中总是与性别相关联，这种现象称为伴性遗传。”

同理，在其他三个条目之下还可以进一步细分，分别陈述遗传信息传递和改变的规律及其应用方面的重要概念，如分离定律、自由组合定律、DNA半保留复制、基因突变、基因重组、染色体变异、生物育种、人类遗传病、人类基因组计划等等。遗传信息的转录、翻译及中心法则等遗传信息表达的重要概念，反映生命系统在遗传和变异过程中DNA、RNA和蛋白质等各组分间的相互关系。以及遗传和进化与环境的关系方面的重要概念，如遗传、变异、生物进化、自然选择、生物的多样性等。

此外，还可以应用概念图、生物图表等概念模型形式构建概念体系［2］。

三、概念体系构建的教学意义

（一）提高学生生物科学素养

教师备课时梳理重要概念、一般概念以及生物学事实及其相互之间的关系，有利于教师把握教学重点、教学深度与广度。并在教学过程中，根据学生认知水平及教师自身素质，围绕重要概念这一教学重点，充分利用各种课程资源，应用阅读、思考、讨论、演示、讲授、动手实验、探究等多种教学方法，帮助学生以丰富、形象、生动的生物学事实为基础，建构、理解与应用概念。同时，有计划、有步骤地指导学生先尝试以文字描述或概念图等形式归纳1课时的重要概念，再尝试总结单元的、模块的、乃至高中生物学课程的重要概念。通过构建不同形式、不同层次的概念性知识结构，帮助学生形成概念体系。有利于引导学生在“做生物学”的过程中“学生物学”“理解生物学”，并掌握概念性知识学习的方法，这对提高学生生物科学素养具有重要的意义。

（二）促进高中生物学的优质教学

构建概念体系有利于促进教师研究教材、深入分析教学内容，根据《高中生物课程标准》的要求，制定切实可行的教学目标，合理组织各种科学探究活动，帮助学生习得生物学概念的同时，更为重要的是帮助学生学会运用诸如结构与功能相适应、生物进化等生物学基本观点认识生命世界解释生命现象；体验归纳与概括、演绎与推理、模型与建模及批判性思维等科学思维方法；能够针对特定的生物学现象，开展观察、提问、实验设计和实施、结果交流与讨论等探究性学习。为此，教师有必要提高分析 （Analysis）、设计（Design）、开发（Development）、实施（Implement）、评价（Evaluation）等单元设计能力［3］，这对促进高中生物学的优质教学具有重要的意义。

［1］李红菊，刘恩山.中小学生物学课程中生态学重要概念的筛选及其表述［J］.生物学通报，2010（10）.

［2］陈欣.概念模型在高中生物学重要概念教学中的应用［J］.中学生物教学，2014（10）.

［3］钟启泉.学会单元设计［N］.中国教育报，2015-6-12.

G633.91

A

1673-9884（2016）05-0100-03

2016-03-15

教育部2014年重点课题（DHA140330）、2015年福建省社会科学规划项目一般课题（FJ2015B168）

陈欣（1963-），女，福建福州人，福建教育学院理科研修部副教授。