优化概念教学，提高教学效率

姚友美

一、案例背景

生物概念常以最简洁的语言概括事物的本质和属性，是生物学科知识结构的基础，是学生学习生物知识的基石。《普通高中生物课程标准》对于生物学概念的学习提出了相关要求：“注重使学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念。”《标准》课程目标要求学生“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。不仅课程标准重视概念知识、关注概念学习，近年来生物高考也更加注重考查学生对概念的掌握和应用水平，但在日常教学中经常会听到学生抱怨：“生物难学”，“生物知识又多又杂还难”，等等，学生抱怨和畏难的原因之一就是高中生物有大量概念需要识记、理解、运用，仅必修教材中比较重要的概念就约有450个，平均每节课要涉及4—5个重要概念，而当前生物概念教学效率不太高，很多学生不仅学得困难成绩还不太理想。如何在高中生物课堂中有效地开展、强化生物概念教学，帮助学生理解和积累生物学概念，把握概念间的联系，实现知识结构化，并在此基础上解决生物学问题，已成为每一个高中生物老师面临的、要研究和解决的难题。

二、案例描述

3月29日，我参加了一项关于关于优化概念教学提高课堂教学效率的教研活动，有幸去南京外国语学校听了两节关于概念教学的课，其中一节是陈老师上的高一新授课——“DNA分子结构”。

上课开始陈老师拿出了三个兴趣小组学生制作的DNA双螺旋模型，这是学生课前自学后制作的，当时就感觉这些学生自主学习能力和动手能力都很强。陈老师以这些模型引入课题，随后展示“资料1”，引导学生回忆DNA的基本单位脱氧核苷酸的组成和种类，这是“温故知新”，在学生已有知识框架上增加新知识，我上课时也是这样操作的。但随后陈老师在学生巩固了原有知识后，要求学生利用已发下去的教学模具，每人制作两个脱氧核苷酸模型。此时我就感觉此法甚好，我也上过相关内容，但是制作模型是在DNA结构的相关知识性内容讲授完之后才开始的，没有如陈老师这般逐步构建模型，逐步引导学生形成相关概念。而且要求每个学生制作两个脱氧核苷酸，这既杜绝了“浑水摸鱼”又调动了每个人的积极性，学生也在制作过程中强化了相关概念。果然当每个同学举起双手展示成果时，课堂气氛就更活跃了，在后面听课的我，看着学生可爱的模样也感觉一乐。这时陈老师开始全面巡视观察了，这是找什么呢？——典型错误，她展示出一对一错的两个模型，问道：“同学们看看这两个模型哪个是对的？”学生开始观察后指出：“左手的对”、“碱基、磷酸应该在两边”，这一环节加深了学生对脱氧核苷酸整体结构的感性认识，学生也小有成就感。陈老师趁热打铁展示“资料2”，请学生观察讨论脱氧核苷酸如何连接一条链，之后教师总结“两个相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接磷酸和脱氧核糖，形成链状结构”。学生储备了相关理论知识后，陈老师的下一项要求也下达了：“现在请每个同学动手将自己制作的两个脱氧核苷酸连接起来”，学生完成后展示陈果时，老师又来“找错”了，成功找到了一个“典型”，举起来请学生观察：“这个模型对吗？”学生仔细观察之后回答：“不对。”陈老师追问：“为什么？怎么更改？”学生：“上下两个碱基应该是平行的，转一下。”这时的学生不管是做对的还是做错的，对脱氧核苷酸链的连接方式和磷酸二酯键的印象就更深了，陈老师又要求制作第二条链，学生就加深了对脱氧核苷酸链结构的认知。一环接一环，下一步的教学内容就紧接而来了，“资料3——碱基互补配对：A=T，G=C，DNA是两条链”，“那么两条链如何连接？”学生小组讨论起来，然后开始制作DNA的平面结构，陈老师巡视并指导，小组模型制作好之后，教师挑选出两个：“请学生观察有没有错？”因为不同碱基对有不同颜色，学生很快发现了问题：“左边那组模型的碱基配对错误。”陈老师适时重申配对原则，然后又举起两组模型：“这两组又是哪个对呢？”下面就有学生笑了“像虫子的那个不对”。DNA分子每一条链都有一个游离磷酸基团，那组模型的游离磷酸在了DNA两条链的同一端，这就表示两条链是同向平行而不是反向平行。“反向平行”这一知识点，如果学生不仔细看图、认真思考就会忽略，且教学模具的脱氧核糖是圆的而不是课本中的五边形，学生容易制作出“蜈蚣”形状的DNA。制作模型时将游离的磷酸放在“对角线”的两头，才可以体现“反向平行”。我上课时引导学生观察图片上“脱氧核糖”的方向得出该知识点，陈老师在学生自主学习出错时才将“DNA两条脱氧核苷酸链是反向平行”这一结构特点加以强调，这种方法透着探究学习的思想，学生制作模型、比较不同之后获得正确认识，效果更好。因为学生“撞南墙”之后对正确知识的印象更深，对自己“摸索”得来的知识记忆更深刻，理解更全面些，学习效果比教师直接“注入”或“强调”几遍的更好。在学生掌握DNA平面结构相关知识的基础上，教师给出了“资料4——DNA的空间结构是双螺旋结构”，问道：“怎样形成螺旋状呢？”学生对此很清楚：“拧一下，”陈老师挑选出一组的模型并拧起来：“这一组做得很长，同学们看，这双螺旋结构是不是很明显”，“是，我也再做一些接上去”，有学生对长长的DNA很感兴趣，接着制作起来。随后陈老师进行了下一环节的教学：“现在请各组派出一个代表，上来展示一下你们组的成果，其他同学看看，这几个DNA是不是一样？”学生观察之后表示：“不一样。”教师追问：“为什么不同呢？”同学们有了不同的答案：“长短不同”，“碱基对不一样多”，“碱基对排列顺序不同”……陈老师又问：“那么，这些不同能反映DNA的什么结构特性呢？有很多种是什么特性？一组一个样是什么特性？”学生讨论后回答：“多样性、特异性。”陈老师追问：“多样性是有多少种？”学生思考起来，教师板书演示了一个有ATCG四个碱基对的DNA片段，然后问道：“如果再增加一对，可能有几种？”学生：“四种。”教师赞同并追问：“这个位置再增加一对，有几种？”学生：“四种。”陈老师追问：“那增加两个碱基对，共有几种排列顺序？”学生：“四乘四，八种。”陈老师追问：“如果增加n对，就是……”学生齐答：“4n。”陈老师总结：“这就是多样性的计算方法4n，n是碱基对。每个DNA有各自的排列顺序，所以具有特异性。DNA的第三个特性是稳定性，从哪里体现？”学生：“磷酸和脱氧核糖交替链接构成基本骨架、双螺旋结构。”至此主要授课内容告一段落，进入小结和练习巩固环节。

这一节课上，学生在制作DNA模型和不断挑错纠错的过程中，一步步构建出DNA分子双螺旋结构这一概念，既从感性层面观察、认识了DNA结构特点，又从逻辑层次上理解掌握了DNA结构特点和特性。从学生课堂反应和巩固练习看，通过构建模型构建概念的教学模式，课堂教学效率比“注入式”或“说文解字式”的教学模式高，教学效果更好些。

三、案例反思

陈老师的这节课上，学生通过制作模型逐步构建DNA双螺旋结构的概念，在制作模型过程中对DNA的结构特点有了很深的认识。虽然我上课时也让学生制作模型，但对比陈老师的授课模式教学方式来看，陈老师的更胜一筹。因为我上课时是将DNA结构特点相关知识点全部教授下去，才让学生制作模型，实际上这依然是讲授式的教学，制作模型起的是验证和巩固的作用，模型有助于学生观察DNA结构特点，感性地认识结构特性，但并没有真正起到帮助学生构建概念的作用，这不是高效的概念教学。

什么是概念教学？怎样进行更有效，更符合学生的认知规律，更有助于学生掌握生物概念？这是值得研究的问题，也是一线教师面临的难题。我认为概念教学的浅层含义就是教师教授学生概念及相关知识或技能，提高学生的生物学素养。为了提高课堂教学效率，就需要优化概念教学，教师要注重学生前概念的了解，教授的过程、方法都要因学情而异，基于学生的认识设计教学，帮助学生建构概念，更好地落实和实践生物科学素养的课程理念和实现生物学的三维课程目标。[美]J·S·布鲁纳曾说：“概念学习是人类学习的核心。”生物学概念不仅是生物学科领域中的基础内容，而且反映了学习者的知识和能力水平及对概念的掌握和应用水平。高中生物概念虽然很多但很重要，正确认识和运用生物概念，不仅是学生学习生物知识的基石，而且有助于提高分析综合等思维能力和生物学素养，因此加强概念教学优化概念教学是提高生物教学效率的重要方法。

优化概念教学，实施有效概念教学策略的原则有：科学性、趣味性、参与性、应用性、可测性。现在多是用“注入式”或“说文解字式”的生物概念教学模式，这种教师灌输和学生死记硬背的教学模式不能充分调动学生的求知欲和积极性，课堂教学效率较低。课堂上有机地将概念呈现给学生，才能有效提高课堂效率，而作为学习主体的学生，主观能动性充分发挥了，积极性、求知欲调动起来了，课堂教学才能顺利进行，概念教学效率才能提高。陈老师的这节课，学生在制作模型和纠错的一系列活动中提高了学习兴趣、动机，提高了参与度和课堂的趣味性。模型一步步从小到大的制作——从基本单位脱氧核苷酸到脱氧核苷酸单链再到双链、平面结构、立体双螺旋结构，知识点一点一点有机地从简单到复杂的呈现，更符合学生的认知规律，学生更容易接受，并在每一制作环节之后都有“比较、挑错、纠正”的小环节，在对比中评价学习效果、强化正确认知，模型纠错和习题巩固环节提高了教学的可测性和应用性。这种用构建模型的方法学习复杂抽象的概念，比灌输、死记硬背的更易于理解掌握，运用起来更灵活。这种模型方法在很多章节教学中都可以应用，如学生在学习呼吸作用时也可以适当应用，让学生阅读、讨论后逐步构建有氧呼吸的三阶段模型。

陈老师通过引导学生制作模型构建DNA双螺旋结构概念的教学方法很有效，但有些生物概念的学习需要教师引导学生探究，才能更好地形成概念、理解概念，甚至有时还需要增加实践的机会，学生才能更好地掌握、应用生物概念，从而不仅能运用生物学概念解题，更能应用到社会生活中。如光合作用这样的核心概念，形成概念的前提在于光合作用的发现史，重点在叶绿体进行的能量转换、物质转化过程，难点在影响光合作用的因素和生活生产实践中的原理应用。教学中学生可在教师引导下进行探究实验或验证实验，研究光合作用过程图学习光合作用过程，思考、探究影响光合作用因素及实践应用，构建概念图并使知识结构化。在教学中要创设良好的概念教学生态，充分发挥学生的主体作用，以学生为中心进行教学，让学生在构建光合作用这一核心概念的同时体会学习的乐趣，而教师起好引导的作用、导演的作用就很好了。当然如果是复习课，就可以以题目为载体进行概念教学，分析、比较、综合、运用之后理解掌握概念形成知识网。

教无定法，有效的概念教学策略方法很多：概念图、讲授（归纳式、演绎式）、维恩图、探究、讨论、游戏、角色扮演，等等，不同的教学内容、不同的学情可以用不同的方法或者多种方法，如DNA结构这节课可以利用“回眸历史—解开DNA分子结构之谜”的科学史创设问题情境，利用生物学事实设计问题引导学生沿着科学家们走过的道路一步步探究、构建出DNA的模型。也可以借助现代的教育技术手段如微视频等辅助概念教学，提高教学效率。当然不管用什么教学方法方法，教师的正确引导、讲解是必要的，学生的记忆、反复练习也是必要的。

概念教学方法很多，但它的核心任务是纠正、补充、完善学生的前概念，建构正确概念和认知体系。每一个概念都有内涵和外延，生物学概念的内涵是指反映生命现象和生命活动规律的本质特征；外延是指内涵所适应的范围和条件，准确理解概念的内涵和外延是掌握概念的先决条件。学生真正明白概念的内涵和外延，才能区分相似概念、归纳相关概念，并最终建立概念体系、构建知识网。例如：基因的概念——基因是有遗传效应的DNA片段。“遗传效应”“DNA”是基因概念的内涵，体现了基因的本质是DNA，作用是控制蛋白质合成、生物性状。基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体的关系，基因的存在场所等是基因概念的外延，教授基因概念时可以借助维恩图或列表帮助学生理解。

生物概念是生物学科理论的基础和精髓，高中生物概念教学已经是大势所趋，研究概念教学，优化概念教学，提高教学效率已成为生物教师的重要任务。我将在教学过程中继续探索更适合学生的概念教学法，提高教学效率和学生学习生物的兴趣。