浅谈高中生物学核心概念及其教学实践，本文主要内容关键词为：浅谈论文,生物学论文,教学实践论文,核心论文,概念论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
《普通高中生物课程标准》（实验）的基本理念之一是“提高生物科学素养”。“生物学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需要的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。”这里所说的“核心的基础内容”，应该指的是生物科学最基本的事实、概念、原理、规律和模型等，也可以把这些内容归结为生物学核心概念范畴。这样看来，核心概念的教学就成为中学生物教学的基石。
一、生物学概念教学的重要性
1.生物学概念的界定
对概念的界定不同领域有不同的认识，简单地说：概念就是人们对客观事物的一般属性和本质属性的反映。掌握概念的实质是个体通过积极的思维活动，把握同类事物和现象的共同本质属性。同理，生物学概念应是人们经过大脑的积极思维，对生命现象和生命活动规律的一般属性和本质属性的抽象概括，并用符号标志。
生物学概念作为生物学知识结构的基本要素之一，是构成学生学习内容的基本骨架，是生物学知识的基本单位。在中学阶段，学生对生物学概念的认识，大致有以下3种理解；一是对复杂的生命现象和活动规律的高度概括和精炼的总结，一般包括基本概念、原理、法则、学说、模型和理论等；二是将生命现象和事实用比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识，它是剥离了表象的一种更高级的思维过程；三是“对生命的结构、生理现象及规律的精确而本质的阐述，也是学生进一步研究生物学现象与规律的基础，且有很强的客观性、概括性和抽象性”。
2.高中生物学的核心概念
到目前为止，虽然对“生物学核心概念”的理解众说纷纭，还没有一个全面准确的界定，但是笔者认为，核心概念应该比单纯的知识性概念或词语（基本概念）更具有概括性和统领性。不同的知识层次，其核心概念是不一样的。高中生物学的核心概念，应该建立在高中课程标准和教学目标的基础上，是高中教材中各个章节的重点内容。
图1
核心概念应该包含着许多相关信息和基本概念。若将“高中生物学知识内容”比喻成大树的主干，核心概念应相当于次主干。例如，在“蛋白质”一节的教学中，若确定“生命活动的主要承担者——蛋白质”是核心概念的话，与这个核心概念有关的一些概念的层次关系如图1所示。由此看来，对核心概念的学习，既包括其内涵部分：蛋白质本身所具有的复杂结构层次和与其相适应的多样的生理功能；还应包括其外延内容：蛋白质作为有机高分子化合物，是重要的生命物质。只有这样才能真正理解和全面认识蛋白质的本质特征，才能真正体会“蛋白质是生命活动的主要承担者”的含义。
以此类推，“细胞是基本的生命系统”“有机高分子化合物是重要的生命物质”“基因是生物遗传、变异和进化的基础”等，都应属于不同层次的核心概念。
3.核心概念在教学中的地位
生物学核心概念是生物学知识的主干，是构成各个知识系统的关键部分，是分析各类生物学问题，进而解决这些问题的关键。如果说生物学概念是学生学习内容的基本骨架，那么核心概念应该是“骨架”中的支点。学生若能将生物学的核心概念的内涵和外延理解透彻，弄清核心概念与基本概念间的层次关系，就能很好地把握生物学学习的“脉搏”，就能清楚、准确、全面地学好生物学知识。
可见，准确理解核心概念是掌握生物学知识的关键，一切分析和推理也主要是依据核心概念和应用概念进行的，因此生物学核心概念的教学在整个教学过程中至关重要。学生只有深刻理解和准确掌握了生物学科中的核心概念，才能建构良好的学科知识体系，并能加以运用。
二、核心概念的教学实践
如何引导使学生切实领会和掌握核心概念，并在此基础上与新概念建立联系，从中受到生物学思维的训练？笔者以为，生物学概念的教学一般来说要经历概念的形成、概念的揭示及表述、概念的辨析和概念的应用等几个主要阶段。而核心概念的教学是需要相关概念（因素）支撑的。
1.利用已有知识，重新建构认知层次
在教学中，如何利用学生已有的、彼此间又相对孤立的概念建立相关联系，并建构新的概念？尝试在“蛋白质”一节的教学中，利用概念教学的方法和手段，将学生已有的知识，从感性到理性，建立相关概念关系网，强化核心概念“蛋白质是生命活动的主要承担者”，有助于学生对学科知识整体与局部、系统与层次的把握，逐渐认识生物大分子物质的本质特征及在生命世界里的作用。具体操作步骤如下：
(1)出示几种蛋白质分子结构简式，说明蛋白质的元素组成，认同蛋白质是由众多元素组成的物质。
(2)比较几种不同类型的化合物（见表1），说明组成蛋白质分子的原子数量多、分子质量大。
表1
(3)揭示生物大分子化合物的本质特点。以碳链为骨架的蛋白质、核酸、糖类、脂质等有机化合物，是构成细胞生命大厦的基本框架。但是，它们是否都属于生物大分子化合物呢？引导学生分析表2，就很容易发现：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体即生物大分子是以碳链为骨架的，“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”。脂质相对分子质量较小，不是由单体组成的多聚体，因此不是真正的生物大分子。
表2
2.利用变式方法，揭示生物学概念的本质
在核心概念的教学中，对于一些相关概念的学习，用变式教学方法把事物的本质特征和非本质特征区别开来，并形成应用概念的能力，有利于学生理解概念的形成过程。如在引导学生认识氨基酸时，利用变式的方法，从具体到抽象，从特殊到一般，认识氨基酸的结构简式、通式、名称、性质，为揭示氨基酸和蛋白质的关系、认识蛋白质的本质奠定基础。具体做法如下：
(1)举例说明蛋白质是由一些结构功能相同或相似的功能团组成的多聚体，这种多聚体水解后的产物就是氨基酸，得出蛋白质的基本组成单位是氨基酸。
(2)比较几种氨基酸分子结构简图，引导学生得出氨基酸分子结构通式。说明不论是何种氨基酸，它们都有共同的结构特点，即每种氨基酸分子至少含有一个氨基
和一个羧基(-COOH)，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子（中央碳原子）上。
(3)引导学生认识氨基酸的性质。根据氨基酸的通式，可以看出氨基酸是两性化合物，氨基是碱性的，羧基是酸性的。如果R基上带有氨基，称为碱性氨基酸。组成蛋白质的20种氨基酸，其结构只是R基不同。利用资料分析的方法，引导学生得出：组成生物体的蛋白质的氨基酸有20种，根据体内能否自身合成，又分为必需氨基酸（8种）和非必需氨基酸两种类型。
(4)巩固应用。给出几种化合物的分子结构式（图2），让学生判断哪些是氨基酸，进一步加强对氨基酸这一概念的理解和认识。
图2
3.利用比较分析，理解概念间的内在联系
生物学是研究生物各个层次的结构、种类、功能、行为、发展和起源进化以及与环境关系的科学。与核心概念“蛋白质是生命活动的主要承担者”有关的一些基本概念之间，也往往表现为层次性、发展性、从属性和因果性。
例如，“氨基酸→二肽→多肽”是一组表示为层次关系的概念；氨基酸通过脱水缩合形成肽，“氨基酸”和“肽”又属于因果关系的概念；组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和多肽链的空间构象的多样性，决定了蛋白质功能的多样性，进而揭示出“一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者”的本质属性。这是一组从属性兼因果性概念。
蛋白质分子的空间结构容易受环境条件的影响而改变。酸、碱、高温等因素很容易破坏蛋白质的空间结构，蛋白质空间结构一旦发生变化，也就丧失了正常的生理功能。这些都表现出蛋白质作为生命的物质，在生命的系统中，结构与功能高度适应的特点。
通过“蛋白质”一节教学实践，明确核心概念的内涵和外延，确立基本概念与核心概念的层次与逻辑关系，突出对核心概念的理解和掌握，并加以应用。只有这样，才能将生物教学落到实处，才能很好地揭示出生命科学的客观规律和本质特征，以达到提升学生生物科学素养的目的。
三、生物学概念教学的实践反思
目前，对生物学核心概念的教学还只是初级阶段，主要存在的问题是核心概念的内涵和外延的界定还有待进一步商榷。研究表明，不同层次的知识内容，其核心概念的确定是不一样的。对核心概念的教学，一要看教师对相关知识的认识和理解水平；二要看学习者的知识背景和接受程度。笔者认为，虽然核心概念的教学还处于不断探讨之中，但是教师都应通过自己的教学，帮助学生构建学科知识体系和相关的概念图，不断强化生物学科的基本观点，构建多样的有效教学策略。