中学生物学核心概念教学的策略与实践_教学过程论文

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      核心概念也可称作概念性知识、重要概念、关键概念。美国课程专家埃里克森认为，核心概念是指居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。这些核心概念源于学科中的各种概念、理论、原理和解释体系，为学科之间提供了联系。[1]关于核心概念的定义，不同学者有不同的看法。美国著名教育学家赫德认为，科学课程中的概念和原理都应该能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分，它们被称为核心概念。[1]核心概念的研究是国际上理科教育中的一个重要领域，我国的部分中学课程标准也提出要帮助学生深入理解学科的核心概念。2011年，教育部颁布《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（以下简称《标准（2011年版）》），此次修订最大的变化是：在原有内容标准的十个一级主题下，共列举了相应的50项重要概念。《普通高中生物课程标准（实验）》则明确提出核心概念。

      核心概念教学研究正处在一个探索阶段，不少教师对概念与核心概念的理解比较模糊片面，仅仅将核心概念简单地等同于名词术语或者定义，过于关注零散的信息，没有注重概念之间的联系与情境的运用，将概念以孤立名词解释的方式让学生记忆。目前核心概念教学策略的选择上有时偏于传统，单纯地“讲概念”，一味地“讲定义”，而忽略核心概念的形成过程，以及学生概念获得的思维过程，所以学生只是单纯地背概念，很难迁移应用。

      通过对初中生物学50项重要概念进行充分的专业研讨和课例研究，我们主张将核心概念教学与最优策略进行适切性对应，选择思路主要从以学生为本理念到自主学习实施，从设计教到设计学，依据学情、核心概念、课程资源、教师优势的不同选择最优教学策略。以下是普适性较强的七个中学生物学核心概念教学策略。

      一、建构模型

      建构模型是人们按照特定的科学研究目的，在一定的假设条件下，通过研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂的事物或过程的手段。建构模型作为一种认识手段和思维方式，是科学研究常用的重要方法，也是学生获得科学知识的一种能力。通过模型，有利于抓住事实的最主要的特征和功能，以简化的形式再现原型的各种复杂结构和功能，帮助人们认识生命世界中的本质，以便预测和指导实践。生物学研究中通常建构的模型包括物理模型、数学模型和概念模型等。对模型的灵活运用，可以有效地帮助学生理解科学概念。

      《标准（2011年版）》第七主题中的核心概念是：“DNA是主要的遗传物质，基因是包含遗传信息的DNA片段，它们位于细胞的染色体上。”[2]对此核心概念教学，学生制作DNA模型最切合。由于DNA的结构是微观而且立体的，学生先自己动手制作模型，再配合多媒体动画，就容易建构关于遗传物质的核心概念。教师可以为学生提供简便易行的材料进行模型制作，用矿泉水瓶盖代表脱氧核糖，用同一种颜色的截断电线代表磷酸根，把瓶盖和电线间隔地连接起来代表DNA单链，用四种颜色的截断电线代表四种碱基，通过不同颜色电线连接代表碱基配对，把两个DNA单链通过碱基对构成平面双链，最后扭动双链变成双螺旋DNA模型。值得注意的是，物理模型在学习关于细胞、人体器官的结构和功能等概念时，也发挥着同样的作用。

      二、绘制概念图

      概念图是围绕特定的主题创建的知识结构图，是一种关于概念知识、思维过程或思维结果、系统结构、计划流程等的图形化表征方式，能有效呈现思考过程及知识的关联。绘制概念图是引导学生进行科学概念意义建构的有效教学策略。概念图有利于学生对整个单元、整个生物教材中的知识进行加工、理解和储存，全面系统地掌握和记忆知识要点。概念图更侧重研究概念与概念之间的区别与联系，因此，在概念较多且相互之间有密切联系又极易混淆的知识内容的学习上，绘制概念图是一种很好的教学策略。

      概念图还有利于学生形成完整、系统、清晰和科学的知识体系，促进学生感知、记忆、想象和思维等心理因素的发展。学生通过绘制概念图，可以培养对概念的分析、比较、理解能力，从而加强对概念的内涵和外延的剖析。《标准（2011年版）》十个主题中的核心概念教学，都可以采取绘制概念图的教学策略，但对于初中生身心发展水平来说很有难度，需要循序渐进地实施。

      三、比较研究

      比较研究是指通过观察、分析，找出研究对象的相同点和不同点，是认识事物的一种基本方法。在中学生物学核心概念教学中，可以通过对两个或多个相似、相关概念的比较，让学生找出它们在某一方面的异同，理解它们之间的内在联系。

      此策略在生物概念教学中已得到广泛应用。通过类比、列表等方式，可以在动、植物细胞的结构，动、植物体的结构层次，光合作用与呼吸作用，血管类型，血液成分，动物的类群，动物的行为，细菌、真菌与病毒，免疫，等等诸多重要概念的教学中就概念的内涵和外延展开分析、学习，帮助学生以系统的思维快捷、清晰地建构概念。如，光合作用和呼吸作用，可列表对比如下：

      

      四、运用科学史

      生物科学史是人类探索生命奥秘的整个科学研究过程，体现了科学家严谨的逻辑思维和系统的知识结构，蕴含着丰富的科学研究方法。因此，在生物教学中，如果能够适时地运用科学史进行相关核心概念的教学，使学生在学习概念的同时渗透生物科学素养，就可以培养学生思维的创造性和严谨性。

      例如，学习“细菌”时，为了帮助学生提高对科学探究的理解和认识，体验科学过程与科学方法，可以利用法国科学家巴斯德研究肉汤变质问题的典型案例。这是巴斯德的经典实验之一。教师向学生介绍巴斯德在微生物学上的重要贡献，以及巴斯德发现细菌等微生物存在的实验过程及推理，使学生如身临其境，体验科学探究的发展和形成过程，从而有效理解“微生物通常包括病毒、细菌、真菌等类群”这一核心概念。

      五、体验探究过程

      “科学探究”是初中生物核心概念的重要组成部分。生物学课程中的“科学探究”，是为学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动，教师应积极提供机会让学生亲自尝试和体验科学探究的过程。“体验”指通过实践来认识周围的事物，学生不仅要用脑思考，还要用眼睛观看，用耳朵聆听，用嘴巴诉说，用手操作，即用自己的身体去亲自经历，用自己的心灵去亲自感悟，达到认知过程和情感体验过程的有机结合，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。

      例如，在“生物的遗传变异和环境因素的共同作用，导致了生物的进化”这一核心概念教学中，为了让学生体会动物保护色的形成，可以用彩色的吹塑纸作为背景，模拟动物生存的环境，用彩色的小纸片代表动物不同体色的变异类型，用小纸片作为“猎物”，学生则作为“捕食者”。学生经过多次“捕猎”后发现，与背景色颜色相近的小纸片（“幸存者”）最多，通过游戏体验到保护色的形成是自然选择的结果。

      六、实施真实学习

      真实学习是通过展开真实世界的问题与任务让学生进行学习。实施真实学习需要教师作为引导者和促进者支持学生的真实实践，让学生在尝试解决真实世界问题，完成真实任务的过程中习得知识和概念。在讲授生物学核心概念时，教师要和客观实际结合起来，使学生在理论和实践的结合中理解和掌握概念，同时引导他们运用掌握的概念解决各种实际问题。实施真实学习，在新的情景中运用概念，是生物学核心概念教学的最佳策略。

      比如：讲到“微生物通常包括病毒、细菌、真菌等类群”这一核心概念，可以让学生结合禽流感、艾滋病、手足口病、非典等传染病，了解病毒的危害和防治知识；讲到“滥用抗生素”的后果的时候，可以联系“超级细菌”案例，让学生自己谈谈产生“超级细菌”的原因；学生通过识别和描述校园或公园中多种动物栖息地和丰富度，用自己收集的数据研究生物的多样性概念。总之，生物学的知识与我们的生活密不可分，学生在日常生活中就可以学习和了解到许多有关生物方面的知识。

      七、优化教学媒体

      多媒体辅助教学，是将计算机作为教学媒体，为学生提供一个良好的学习环境，使学生通过人机交互的方式进行学习的一种新型教学形式。计算机和多媒体的画面更加形象、具体，能更好地满足学生的心理需求。不仅如此，它还可以营造出色彩缤纷、图文并茂的教学情景，化抽象为形象，化静为动，化微观为宏观，使学生积极参与情感体验，运用多种感官主动参与学习的认知活动，从而激发求知欲望，有利于建构核心概念。

      目前中学生物教学媒体的选择和应用存在着一些误区和错误的观念，很多教师在应用教学媒体时，缺乏以学生为本的观念，盲目崇拜现代教学媒体，代替传统教学媒体的使用，用计算机大屏幕完全取代传统的黑板。对于生物学这门学科，让学生动手做实验的机会比较多，而有的教师则用计算机模拟完全取代生物学现象的实际观察，或是通过看别人做实验的视频取代学生亲自动手做实验。为了凸显核心概念的教学，必须对传统媒体和现代媒体进行优化选择。选择教学媒体时模型优于多媒体图片，多媒体动画优于静态图。比如，关于视觉形成的教学中，对眼球结构的学习应优先选择眼球模型，关于受精过程的教学中应优先选择动画和视频。

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