高中生物学教学中固定点的选定与利用

孙家林

知识同化理论认为，人类的学习过程是一个以已有知识同化新知识的过程。通过同化，新的知识不断被纳入已有的知识结构，原有的知识结构得以更新和顺应，并为下一步接纳新知识奠定基础。在高中生物学教学中，为了帮助学生顺利接纳新知识，教师需要充分研究并利用学生认知结构中可接纳新知识的固定点。对学生头脑中已经存在的可以作为固定点的清晰概念，教师要予以充分利用；对学生头脑中虽然存在但比较模糊的概念，要先点亮再使用；对学生学习需要，但头脑中缺乏的作为固定点的概念，要先铆定后使用。

1 选择并充分利用学生大脑中可作为固定点的清晰概念

牢固、清晰、可利用的已有概念是学生学习新知识的基础。在教学过程中，教师首先需明确学生头脑中是否有可帮助接纳新知识的概念。如果学生大脑中有可作为固定点的清晰概念，教师需明确已有知识和新知识之间的逻辑关系，即明确已有知识对新知识而言是上位知识、下位知识，还是并列结合知识。在此基础上，教师根据具体教材和学情，帮助学生顺利完成新旧知识的整合和加工，促使学生将新知识纳入已有的知识结构。

以高中生物“光合作用”的学习为例，初中时，学生已学过有关“光合作用”知识，而且教师发现学生可以较为清晰地说出光合作用的概念及其检验方法。笔者研究高中教材发现，本节“光合作用的探究历程”“捕获光能的色素和结构” “光合作用过程”和“光合作用原理的应用”四部分内容都是对光合作用概念的进一步扩展和精细化，都属于光合作用概念的下位知识，所以本节教学内容的学习可以学生已有的光合作用的概念为依托，展开师生的对话和教学。

上课伊始，教师提问：哪位同学能说出光合作用的概念？学生边陈述，教师边板演，以反应式的形式写出光合作用的概念：

为了继续本节相关知识的学习，教师可以继续提出以下问题：

（1） 光合作用的反应式真的是这样吗？你能设计实验予以证明吗？

（2） 光合作用的反应式为什么是这个样子？科学家是怎样知道的？

（3） 光合作用的反应式能代表光合作用的真实历程吗？如果不能代表，其真实过程是怎样的？是哪位科学家用什么方法得到的？

（4） 光合作用的反应场所在哪里？它有什么样的特殊结构以完成对这一功能？

（5） 你觉得影响光合速率的外界条件有哪些？为什么？这些外界条件真的能够影响光合速率吗？请设计实验给予探究并得出相应结论。

前4个问题都属于陈述性知识。其中对于第（1）个问题，学生可通过回顾初中的学习内容，回答；对于（2）～（4）个问题，教师可以通过指导学生阅读教材回答之。

第（5）个问题是属于智慧技能，教师可以根据学生拟定的不同实验方案，与学生展开充分的对话，对比之，肯定之，修订之，完善之。并在此基础上，教师鼓励学生选定合适的实验方案展开实验操作，得出相应实验结果和结论。

上述内容的学习都是围绕学生已有知识“光合作用的概念”而展开的。由于学生在初中已经学过光合作用的概念，对该概念掌握的牢固而清晰，所以教师依托“光合作用的概念”，展开本节的教学，有效且高效。这一方法还可以应用于“细胞呼吸”等知识的学习。

2 点亮学生的头脑中需作为固定点的模糊概念

在新知识的学习中，当需作为固定点的知识在学生头脑中虽然存在但比较模糊时，教师应当帮助学生使相应概念清晰化，然后再展开新知识的学习。

以“生命活动的主要承担者——蛋白质”的学习为例。本节重点在于让学生解决“为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者”和“蛋白质为什么能成为生命活动的主要承担者”两个问题。要清楚“蛋白质能成为生命活动主要承担者的原因”，必须证明蛋白质的结构种类具有多样性。然而，当教师问学生“什么是结构”时，学生往往回答说“结构就是事物的构造”。那么什么是“构造”呢？学生就答不上来了。学生要构建“蛋白质的结构种类具有多样性”，首先要弄清什么是“结构”。

“结构是系统的要素组成及要素的排列秩序”。 在教学过程中，教师可通过学生查阅资料和师生对话，使学生“结构”的概念明确化，从而点亮学生头脑中“结构”的概念。生物体内构成蛋白质的共有20种氨基酸，由于构成各种蛋白质的氨基酸的种类不一样，数量不一样，排列顺序不一样，再加上肽链的空间结构不同，所以蛋白质的结构种类非常多，足以满足结构和功能的一一映射，于是学生可以从结构和功能两个方面构建起“蛋白质是生命活动的主要承担者”这一概念。

“结构”这一概念被点亮以后，教师还可以以此同化核酸的结构、细胞的基本结构、生物膜的结构、群落的结构、生态系统的结构等概念。同理，点亮模糊概念“功能”、“稳定性”，可以促进学生对生物膜的功能、生态系统的功能和生态系统稳定性的学习。

3 铆定学生头脑中需作为固定点的未知概念

在新知识的学习中，当作为固定点的知识在学生头脑中不存在时，教师应当先帮助学生构建相应概念作为固定点，然后再展开新知识的学习。

以“物质跨膜运输的实例”的教学为例。本节课的教学难点在于“探究并形成细胞可以与周围溶液形成渗透系统，细胞膜相当于半透膜”的概念。由于学生头脑中缺乏“渗透系统”的概念，为了便于开展新知识的学习，教师需要首先在学生大脑中铆定一个新的概念——渗透系统。教师可通过渗透装置的演示实验，引导学生分析形成渗透系统的组成要素，归纳发生渗透作用的基本条件，构建渗透系统的概念。然后，教师以渗透系统的概念为固定点，通过引领学生观察并分析哺乳动物的成熟红细胞在质量分数分别为0.9%、10%的NaCl溶液和蒸馏水中的形态变化，提出“动物细胞可以与周围溶液形成渗透系统、细胞膜相当于半透膜”的假说。再根据假说—演绎思想，教师引导学生推知植物细胞在高浓度溶液中会发生质壁分离，再移至低浓度溶液又会发生质壁分离复原的预期实验结果，并予以证明。最后，学生形成“细胞可以与周围溶液形成渗透系统，细胞膜相当于半透膜”的概念。

“渗透系统”的概念是以例证—规则的方式形成的。“滲透系统”的概念的铆定给“细胞可以与周围溶液形成渗透系统，细胞膜相当于半透膜”的概念找到了清晰而牢固的固定点，也为“渗透压”概念的学习埋下了伏笔。同理，铆定未知概念也是学习生命系统、系统的整体性等概念的有效手段。

总之，高中生物学知识是初中生物学知识的扩展和深化。在高中生物学教学中，教师选择清晰而牢固的知识固定点，有利于学生对新知识的固定和整合，是促进学生学习的有效手段。