邹海妹
(合肥育英学校 安徽合肥 230011)
义务教育阶段的课程标准是依据核心素养所做的顶层设计,而新的《生物课程标准》增加了“重视核心概念的学习”的教学建议,将生物学核心概念(重要概念)分散于内容标准的十个一级主题当中。所谓“生物学核心概念”,是指那些居于生物学科中心和生物学单元教学中心,泛指那些超越某一课堂的,具有持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。“核心概念”是生物学核心问题的最本质的认识,它是对生物学核心问题的科学陈述与最恰当的阐述,是对其他生物学概念的高度概括和总结。它包含对生物学科或生物学分支及教学单元中重要概念、原理、理论等的基本理解和解释,是学生学习中最需要关注的部分,并对学生的生物学素养的形成有着不可替代的作用。
《生物课程标准》凸显“核心概念”的传递,要求教师在设计和组织每个单元的教学活动时,应该围绕核心概念展开,依据核心概念精选恰当的教学活动内容和活动方式,促进学生对核心概念的建立、理解和应用,进而为学生能够在新情景下解决相关问题奠定基础。没有科学的、充满智慧的教学过程,就不可能达到良好的教学效果,注重教学策略也是为了注重结果。因此核心概念教学是中学生物教学的关键,下面笔者简要阐述进行生物学核心概念教学时常用的教学策略。
归纳法是一种从某些个别或特殊生物学现象出发,可以推导出具有普遍意义的一般性生物学原理或规律的方法,这种方法是从个别到一般、从特殊到普遍的推理方式。
例如在讲述植物的呼吸作用概念时,我把复杂、难懂的“呼吸作用”概念通过对种子的对照实验进行探究理解,通过对三组特殊实验现象进行观察,最后归纳出呼吸作用的最本质特征。
1.萌发的种子呼吸时能吸收空气中的氧——引出植物的其他器官呼吸时能吸收空气中的氧——最后得出结论:生物体呼吸时一般需要氧气。
2.萌发的种子呼吸时分解有机物产生二氧化碳和水——引出植物的其他器官呼吸时分解有机物产生二氧化碳和水——最后得出结论:生物体呼吸时分解有机物,产生二氧化碳和水。
3.萌发的种子呼吸时释放出热量——引出植物的其他器官呼吸时释放出热量——最后得出结论:生物体呼吸时把有机物中的化学能变成各种形式的能量。
在进行以上三组对照实验探究之后,我们得出植物呼吸作用的概念:“细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储藏在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要。”这个概念理解起来相对较难,而利用萌发的种子实验能使概念理解变得更加简单,有利于让学生全面认同,由此及彼,由特殊到一般地思考问题,促进学生缜密思维品质的形成。
初中生物学有些概念在语言表述、内涵等方面有相似性,易混淆;或者有些概念具有不兼容性,学生学习起来存在一定的困难。对比法可以使学生更清晰地认识到相应概念的本质属性。
例如,植物光合作用和呼吸作用的原理与过程对初中生而言学习困难较大,在教学中可以通过列表的方式进行对比:
项目光合作用呼吸作用场所叶绿体线粒体条件有光才能进行有光无光都能进行原料二氧化碳和水有机物和氧气产物有机物(主要是淀粉)二氧化碳和水代谢同化作用异化作用能量储存能量释放能量
这样的对比,对学生厘清生物学中的核心概念有着事半功倍的效果。
这种方法主要是将一个完整的概念科学地进行细化和解构,形成要点,加深学生理解概念的内涵、外延、条件、适用范围等。
例如,“基因”是贯穿初中、高中及大学有关生物遗传和变异内容中的核心知识,虽然不同阶段的学习要求有很大的差异,但在初中阶段让学生尽可能形成科学而准确的概念,对后续的学习有很大的帮助。
在教学时,我们可以通过下列问题指导学生进行思考:
1.生物的主要遗传物质是什么?它的结构如何?
2.生物的性状由基因控制,那么基因和DNA 之间的关系如何?
学生讨论、分析这些问题,在此基础上可以概括出基因概念的三个要点:
1.基因是控制生物性状的基本结构单位。
2.基因是控制生物性状的功能单位。
3.基因是具有遗传效应的DNA片段。
概念图以直观形象的方式表现知识结构,有效呈现思考的过程及知识的关联,避免复杂的概念堆砌,以框图的形式将概念及概念之间的意义关系清晰地呈现给学生,促进有意义的学习,提高学习效率。
例如,细胞内主要遗传物质的概念关系可以包容关系图来呈现:
这样通过包含和被包含的图示揭示了细胞内的主要遗传物质的结构逻辑关系。概念图具有简单、直观的特点,能有效地改变学生的认识方式,提高教学效果,还能促进学生的合作学习和创造性学习。
生物学的许多原理、概念具有抽象性的特点,因此教学时可以不断总结教学经验,构建直观生物模型,通过生物学模型演示微观的、抽象的生理过程,帮助学生建构概念。
例如,教学生态系统的概念时,我们可以通过建构“水族箱模型”来完成:先了解水族箱的构成——生物部分和非生物部分,然后在箱内放入鱼类、虾类、螺蛳、砂石、水草等生物。通过建构水族箱,学生明确了生态系统的本质特征:生态系统是生物与环境构成的协调、相对稳定的整体。最后由学生总结出生态系统的概念。
利用模型的演示,可以对概念的学习进行迁移和推理,使学生容易理解概念的类型和主要特征。
生物史本身就是对生物本质认识过程的再现,学习生物史,不但能了解科学家的奋斗史,还能了解生物学知识形成的来龙去脉,还原生物学知识的形成过程。所以生物史本身就是一部生物学知识的“辞书”。
新课标中也提出了利用生物史进行有效教学的观点,可见生物史具有其他内容不可替代的作用。
例如在学习“光合作用的发现”这节课时,我先让学生自主收集光合作用发现史的相关资料,同时以小组的形式进行资料整合,做到人人参与,为概念的形成提供最基本的观点、事实、推论。然后教师围绕光合作用发展史设计问题,引导学生进行科学的思考。学生讲述范·海尔蒙特的实验、普利斯特莱的实验、恩吉尔曼的实验,结合已有的知识,了解光合作用的本质。通过分析一些科学家的实验过程,最后得出光合作用的结论和概念。
上述围绕生物学核心概念教学阐述的一些教学策略,只是众多教学方法中的冰山一角。怎样完成核心概念教学,仁者见仁,智者见智,但最终我们的教学评价目的是一致的:侧重于学生对生物学概念的理解和应用,将学生从一个个孤立的生物学概念的学习中解放出来,使学生形成简化的、实用的、本质的、对未来学习更有支持意义的、内在逻辑性较强的学科基础知识框架,进而形成《生物课程标准》所要求的基本生物科学素养。