石琳
四川师范大学生命科学学院 610101
摘要:生物学概念是高中生物课程内容的重要组成部分,高中生物概念教学直接关系到教学效果的好与坏。本文归纳了现阶段生物教学所面临的状况并进一步剖析其原因。随着新一轮课改的进行,为了更好的达到《普通高中生物学课程标准(2017 年版)》中对学生学科科学素养培养的要求,进行有效教学,加强概念教学的必要性不言而喻。笔者查阅资料并结合自身教学经验,从一般概念和核心概念两个角度针对地提出了概念教学的相关建议,旨在更好的指导日常生物教学工作。
关键词:概念教学;现状;方法
生物学科的知识,可以分为三种[1]:陈述性知识,程序性知识和策略性知识。陈述性知识是有关“是什么”的知识,如概念、基本事实、原理等,程序性知识和策略性知识都是有关“怎么办”,是对陈述性知识的应用,故概念教学就极其关键。《普通高中生物学课程标准(2017 年版)》(以下简称《标准》)也提到内容聚焦大概念,让学生能够深刻理解和应用重要生物学概念,发展生物学科核心素养。在《义务教育生物学课程标准(2011 年版)》中也呈现了 50 个重要概念,这都体现了概念教学的重要性[2]。因此,概念教学是生物学科教育教学的基础,也是目前高中生物教学研究中的热门专题。
一、高中生物教学的现状
(一) 内容多,任务重,效率低。
在高中阶段,生物学科的整体教学质量相对较低。生物课程内容较细微、丰富,注重应用性,知识点也更冗杂。学生需完成必修一、二、三和选修模块的学习,预留复习时间, 就要在两年内完成新课教学。此外,生物实验课花费时间多。因此,生物教学呈现“内容多,任务重,效率较低”的特点。
(二)大环境的忽视
生物科目曾经历三个历史转折点,新课改也将是其发展的重要转折点。生物学科发展历史或多或少地造成了如今生物学发展的尴尬局面:21 世纪是生命科学的世纪,其应用涉及医药,农业,环保,食品,海洋开发等众多领域,但在高中教学阶段生物却长期被忽视, 被视为理科中的文科,课时分配不均,教师严重缺乏,在很多不发达地区初中生物老师多由数学,化学等老师兼职,生物老师跨年级,超课时现象十分严重,严重限制了生物教学的质量和教师专业发展。
二、高中生物学概念的含义及教学方法
按照教材和教参来进行讲解,学生知识掌握程度一般,全面的理解和应用难度较大。生物必修模块、选修模块以及必修和选修模块之间内容交叉多,且具一定的抽象性。因此, 分析高中生物教学面临的现状,高中生物教学则需要采用优质的教学方法来达到有效教学。
(一)生物学概念的含义
概念是对事物的抽象或者概括。具体的说,是共同具有某些特征或者属性的事件、物 体或者现象的一个抽象概括。生物学的概念是我们生物学课程内容基本组成,它包括对生 命的基本现象、基本规律、基本理论的理解和解释。便于更好的进行教学,首先要弄清什 么是生物学概念,在很多一线教师甚至是部分教育专家的眼中,概念即名词或词组,比如
《分子与细胞》涉及到蛋白质、跨膜运输、酶、ATP、细胞呼吸、光合作用等,其实不然, 根据《标准》(如表 1)。我们可以明确,首先概念不等同于名词或词组,概念的表述多采
用陈述句,具有高度概括性又简明扼要,这里的概念实际上是一种认识或看法或解释,这 一点,北师大的刘恩山教授也曾提到过:“查阅各国教育文件发现,少有直接给出概念名 词及其定义,大多是将概念放在一定的背景中,将希望这个学生掌握到的理解程度用完整 句子、小段落的形式表述出来”。
表 1 《标准》中必修部分和选择性必修部分的概念
模块 核心概念
必修
《分子与细胞》 概念 1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位
概念 2 细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖
《遗传与进化》 概念 3 遗传信息控制生物性状,并代代相传
概念 4 生物的多样性和适应性是进化的结果
概念 1 生命个体的结构和功能相适应,各结构协调统一共同完成复杂的生命活动,并
选择 《稳态与调节》 通过一定的调节机制保持稳态
性必 概念 2 生态系统中的各种成分相互影响,通过实验系统的物质循环、能量流动和信息
修 《生物与环境》 传递,生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态
概念 3 发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品
概念 4 细胞工程通过细胞水平上的操作,获得有用的生物体或其产品
《生物技术与工程》 概念 5 基因工程赋予生物新的遗传特性
概念 6 生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来安全与伦理问题
(二)生物学概念的分类
掌握概念的含义后,要对概念进行分类,一般认为概念可以分为核心概念和一般概念, 也可借用奥苏贝尔的上位概念和下位概念进行分类,笔者查阅资料发现,研究生物学核心概念的界定和划分的人少之又少,只有近几年朱晓林[3]、刘燕等人[4]的相关文献。因此对概念进行分类的必要性就显而易见。只有掌握了核心概念和一般概念的区分,才能更好的进行概念的教学,明确教什么,学什么。
(三)生物学概念教学加强的必要性
生物学概念是我课程内容的基本组成,因此概念教学必要性不言而喻。
为了达到《标 准》中学科核心素养的要求,在教学效率低下的情况下,如何按质按量的完成生物学科的 教学,国内开展了大规模的概念教学科研、教学活动。在概念教学的相关教学研究中,一 线教师总结了丰富的经验,例如刘志彬[5]、谢奇[6]等人的研究具有十分重要的参考价值。
生物学概念可从内涵、外延以及概念所处的结构层次来进行理解。概念的内涵是其所描述对象的本质特征,外延是其成立的范围和条件。例如:“酶”是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。这一概念的内涵是“活细胞产生的、具有催化作用的有机物”。其外延是“一切活细胞产生的、具有催化作用的蛋白质和 RNA”。概念所处的结构层次可借用奥苏贝尔的上位概念与下位概念来理解。具有从属关系的两个概念中外延较大的概念即为上位概念,外延较小的则为下位概念。如“细胞代谢”和“细胞呼吸”这两个生概念,“细胞代谢”是上位概念,“细胞呼吸”是下位概念。
针对生物学概念的理解,笔者整理资料和结合自身教学经验,提出了以下几种概念教 学方法:
1.一般概念的教学方法
(1)讲解剖析概念法
这一方法针对一般概念(简单或难度较小的生物学概念)。结合学生认知特点和所授 课程的学科特点,这种概念的学习一般可用直接讲解的方法,对概念进行解读、剖析。这
一方法在王金灿《高中生物概念教学初探》[7]可以查阅借鉴,比如“光合作用”是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放氧气的过程。概念都有其组成要素,类似于记叙文中的 6 要素,一个完整的概念也有其特定的要素, 对象:绿色植物,场所:叶绿体,条件:光照,原料:二氧化碳、水,产物:有机物,氧气。根据字面意思去讲解、理解和学习这一生物学概念的内涵。但直接讲解剖析有一个弊端,即讲授法的枯燥无味,这需要教师拥有生动的语言,熟练的讲解技巧,也可尝试利用学生的想象能力对概念进行加工,修饰,将细胞看作厂房,叶绿体看作机器,光看作动力, 二氧化碳和水看作原材料,有机物看作主产品,氧气看作附属产品,化抽象概念为生活的具体实例。探究概念的外延,最好的办法之一就是多质疑、提问,比如,场所一定是叶绿体吗?光合作用产物有哪些?光能有什么作用?氧气从哪里产生的?随着问题的解决,“光合作用”概念的外延已基本清楚。内涵和外延的学习还可以从生物学概念提出的背景、科学史来入手。
(2)对比分析法
生物学中一般概念数量多,且有很多概念名称相近,含义类似,恰又基本都出现在同一节或章中,比如《分子与细胞》模块中的主动运输和被动运输,细胞板和赤道板,半透膜和选择透过性膜等;《遗传与进化》模块中的等位基因和非等位基因,同源染色体和非同源染色体,基因突变和基因重组等。对于这类概念的教学和学习,首先要做到辨析,其次才是应用。辨析,即区分,故对比分析法的使用会事半功倍,这一方法也被很多一线教师和教育专家所推崇。不同概念之间即使存在一些相似点,但深追其本质会发现,概念的要素(属性)之间存在不同。对比分析法即去同求异。比如:等位基因是指位于同源染色体上的控制相对性状的基因,比如 D 和 d,即孟德尔提出的一对遗传因子,书写形式上为同一字母的大小写,非等位基因位于非同源染色体上,也可位于同源染色体上,是相对与等位基因提出的概念,除去等位基因以外的基因即为非等位基因,比如 D 和 A,即孟德尔说的不同对遗传因子,书写形式上为不同字母。
(3)构建概念图法
生物教材的编写分模块,模块下分章节,内容多且细,因此归纳总结有利于教师教和学生的学。一线教师应用较广的方法即:构建概念图法。概念图的开发是以奥苏贝尔的教育心理学为基础,对于学生的有意义学习有其独到的优势[8],概念图反映了概念间的纵向和横石琳向联系,有助于我们理解概念的含义,同时便于教师组织教学内容。因此,概念图教学策略的应用也将是未来教学改革的主流趋势。概念图的构建需从学与教两个角度来进行分析,首先教师能够学习和构建本节或本章甚至本模块的概念图,其次才谈概念图的教学, 指导学生进行概念图的制作和修改已有的概念图。比如“基因表达”概念图的构建(图 1), 在概念图的绘制规范指导下进行下列步骤:选择特定的知识领域;确定所用到的概念;绘制草图;修正。教师在新课授完或复习课上,可以课堂留白,布置概念图的任务,作为学生学习的工具,将课堂交还给学生,体现学生的主体地位,也可以作为教师教学效果的评价工具,利于教师及时跟进学生的学习效果和查漏补缺。
图 1 基因表达概念图
2.核心概念的教学方法
参照《标准》,我们不难发现,生物学核心概念有其强大的概括性,其内涵和外延的教学和解读不是在短时间就可以完成的,因此核心概念的教学是一个漫长的过程。这也需要我们认识到,生物学的学习是一个系统的过程,高中生物学的学习是在初中生物学的基础上进行的,核心概念的教学目标的达成,则需要在一般概念的基础上进一步升华,归纳。 这里,笔者仍推荐构建概念图法,概念图法的优势在于其范围可大可小,串联新旧知识, 建立系统的知识框架来把握概念的意义。在概念图教学的基础上,还应该在日常教学过程中注意情感态度价值观目标的达成,培养学生的学科核心素养。
三 结束语
生物概念教学可以达到提高教学效率,促进教师教与学生学的效果,因而在实际教学过程中应用较广。我们也发现,在高中生物教学阶段,生物的学习需结合一定的理论基础。 学生在进入高中生物的学习以前,初中、小学的学习以及日常生活经验为他们奠定了一定的学习基础,有他们自己独特的关于生命现象的解释,即前科学概念[9],其中不乏有很多错误概念,因此高中生物概念教学不仅仅是对概念含义的理解和延伸,更是纠正学生错误概念,构建正确的生命观,价值观和人生观,进而培养学生的生物核心素养的必要途径。
参考文献
[1]教育学基础/全国十二所重点师范大学联合编写[M].北京:教育科学出版社,2008.12 [2]程龙玲 对高中生物概念教学方法的研究[J].学周刊,2016(13):84-85
[3]朱晓 林生物学核心概念的界定和基本划分[J].生物学教学,2010,35(12):20-22 [4]刘燕 刍议高中生物学教材中核心概念的界定和基本划分[J].理科考试研究:高中版,2015,22(12):96-96
[5]刘志彬 高中生物概念的教学方法分析[J].生物技术世界,2016(3):236-236 [6]谢奇 高中生物概念教学的几点体会[J].新一代月刊,2012(11):177-177 [7]王金灿 高中生物概念教学初探[J].内蒙古教育(职教版),2012(9):52-53 [8]刘恩山 中学生物学教学论[M].高等教育出版社,2003:82-84
[9]刘恩山 中学生物学教学论[M].高等教育出版社,2003:171-171