高中生物復(fù)習(xí)核心概念教學(xué)策略研究

方偉奇

摘 要 敘述了高中生物一輪復(fù)習(xí)中核心概念教學(xué)是困擾一線教師的難題之一，在教學(xué)中，通過運(yùn)用概念圖、設(shè)計(jì)問題串、演示認(rèn)知過程和利用生物科學(xué)史等教學(xué)策略，引導(dǎo)、幫助學(xué)生建立科學(xué)明晰的概念體系， 從而達(dá)到高三一輪復(fù)習(xí)有效、高效的課堂教學(xué)。

關(guān)鍵詞 高中生物復(fù)習(xí) 核心概念 教學(xué)策略

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

現(xiàn)行《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中明確指出：“注重學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué)，倡導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念?！鄙飳W(xué)核心概念是位于生物學(xué)科中心的概念性知識，包括對重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋。這些內(nèi)容能夠展現(xiàn)當(dāng)代生物學(xué)科圖景，是生物學(xué)科結(jié)構(gòu)的主干部分，并能展現(xiàn)生物學(xué)科的邏輯結(jié)構(gòu);同時，它還具有高度的統(tǒng)領(lǐng)性、包攝性以及引領(lǐng)性，能夠反映核心問題。教師圍繞高中生物復(fù)習(xí)中的核心概念進(jìn)行教學(xué)，能使學(xué)生少走彎路，少繞圈子，直達(dá)問題的主干及核心;圍繞核心概念進(jìn)行教學(xué)，還可把孤立、零亂的知識以點(diǎn)連線，以線帶面地進(jìn)行整合，把相關(guān)的知識進(jìn)行有效的構(gòu)建，從而達(dá)到高三一輪復(fù)習(xí)有效、高效的課堂教學(xué)。

1 核心概念的界定

在高中生物復(fù)習(xí)中，教師經(jīng)常會對一些概念的理解存在偏差，比如對一般概念、重要概念以及核心概念的把握不準(zhǔn)確，定位不精準(zhǔn)，這些都會影響一輪復(fù)習(xí)的有效備考。因此，如何對教材核心概念進(jìn)行界定，而不是簡單通過感性印象對其甄別，顯得尤為重要。美國課程專家埃里克森認(rèn)為：“核心概念是指居于學(xué)科中心，具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的關(guān)鍵性概念、原理或方法。這些核心概念具有廣闊的解釋空間，源于學(xué)科中各種概念、原理、理論和解釋體系，為領(lǐng)域的發(fā)展提供了深入的角度，還為學(xué)科之間提供了聯(lián)系?！眹鴥?nèi)課程專家劉恩山教授也指出：“核心概念是基于整個課程標(biāo)準(zhǔn)某個主題的知識框架中概括總結(jié)出來的，強(qiáng)調(diào)概念之間的關(guān)聯(lián)和概念體系的結(jié)構(gòu)。”基于學(xué)者們的觀點(diǎn)，生物學(xué)教材中的核心概念是能夠反映該教材核心問題，統(tǒng)領(lǐng)包攝教材章節(jié)中的基本概念、事實(shí)、原理及規(guī)律，是構(gòu)建整個生物學(xué)教材的基本骨架，并且能經(jīng)得起時間和實(shí)踐的檢驗(yàn)。

例如，在復(fù)習(xí)《選修3·現(xiàn)代生物科技》中“細(xì)胞工程”這一專題時，筆者通過羅列比較一般概念、重要概念，從而界定出該專題中具有統(tǒng)領(lǐng)和包攝作用的“核心概念”。在“細(xì)胞工程”專題中，一般概念有16個，分別是細(xì)胞工程、脫分化、微型繁殖、胚狀體、外植體、細(xì)胞貼壁生長、接觸抑制、原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)、原生質(zhì)體、合成培養(yǎng)基、愈傷組織、生物反應(yīng)器、細(xì)胞株、細(xì)胞系、克隆。而重要概念有7個，分別是細(xì)胞全能性、植物細(xì)胞組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交、動物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、動物細(xì)胞融合、單克隆抗體。而通過比對、分析和界定后，發(fā)現(xiàn)該專題中的核心概念其實(shí)只有3個，是細(xì)胞全能性、植物組織培養(yǎng)技術(shù)、單克隆抗體。正是這三個核心概念，很好地詮釋了整個細(xì)胞工程的核心內(nèi)容和知識所在。比如一般概念中的脫分化、微型繁殖、胚狀體、外植體、原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)、愈傷組織、細(xì)胞株、細(xì)胞系都是圍繞細(xì)胞全能性這一核心概念進(jìn)行闡述。這樣，通過比較對比，學(xué)生就能夠?qū)@一專題進(jìn)行深刻的理解和感悟了。

2 核心概念教學(xué)

2.1 運(yùn)用概念圖，整合新的核心概念

概念圖是由概念節(jié)點(diǎn)和連線組成的一系列概念的結(jié)構(gòu)化特征，概念節(jié)點(diǎn)是表示某一命題或知識領(lǐng)域的各概念，連線表示各概念間的邏輯關(guān)系。在高中生物復(fù)習(xí)當(dāng)中，教師通過運(yùn)用概念圖進(jìn)行教學(xué)，能清晰有效地呈現(xiàn)教材內(nèi)容，有利于學(xué)生對已有知識進(jìn)行遷移和聯(lián)系，進(jìn)行有效的復(fù)習(xí)備考;同時，也有利于理清相近概念的層級關(guān)系和邏輯關(guān)系，便于學(xué)生對核心概念和相關(guān)概念進(jìn)行梳理和整合，培養(yǎng)學(xué)生對知識遷移、歸納的能力和興趣。例如，在復(fù)習(xí)“植物組織培養(yǎng)”時，教師以必修部分的概念和原理為前提，利用概念圖呈現(xiàn)核心概念和相關(guān)概念的聯(lián)系，在學(xué)生喚醒原有知識的基礎(chǔ)，促進(jìn)理解和掌握新知識（圖1）。

2.2 設(shè)計(jì)“問題串”，引導(dǎo)學(xué)生對核心概念的學(xué)習(xí)

所謂“問題串”，就是指教師為實(shí)現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生已有的知識或經(jīng)驗(yàn)，針對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中將要產(chǎn)生或可能產(chǎn)生的困惑，將教材知識轉(zhuǎn)換為層次分明、具有系統(tǒng)性的一連串問題。在高考生物復(fù)習(xí)時，教師可以圍繞核心概念精心設(shè)計(jì)一組具有針對性、探究性的問題，激發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、探索的欲望，從而培養(yǎng)學(xué)生熱情和動力。如，在講授“單克隆抗體”這一概念時，教師運(yùn)用一組“問題串”（圖2）進(jìn)行巧妙設(shè)問，使得學(xué)生對這一概念的理解更加深刻，不易忘記。

2.3 演示認(rèn)知過程，學(xué)習(xí)核心概念

在高考生物復(fù)習(xí)中，有許多概念是純理論性的，內(nèi)容很抽象，學(xué)生理解起來相對比較困難，久而久之就會有挫敗感，產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。因此，教師在教學(xué)過程中可以適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換教學(xué)方式，把抽象的問題通過演示知識過程來幫助學(xué)生理解抽象的生物學(xué)核心概念。

以“通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)”一節(jié)內(nèi)容中為例，“動作電位”這一核心概念并不是很好理解。教師倘若通過傳統(tǒng)的教學(xué)方式讓學(xué)生看教材，讀概念“由相對靜止變?yōu)轱@著活躍的電位變化過程”，則顯得抽象不易理解。那么，如何通過形象生動的具體指標(biāo)來展示“動作電位”，從而讓學(xué)生掌握一些列的靜息電位、電位差、電荷移動、局部電流等相關(guān)概念呢？教師可以利用圖解（圖3）逐一演示，并加以說明，使學(xué)生有逐步認(rèn)知的過程。

首先，神經(jīng)纖維處于靜息狀態(tài)，即相對靜止時，膜上有一個“內(nèi)負(fù)外正”的電勢差，這電勢差的形成是由靠能量來維持，而維系這一電勢差的能量主要依靠膜上的3個結(jié)構(gòu)。

第一個結(jié)構(gòu)是“Na-K離子泵”，它是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，在消耗一個ATP分子的情況下，能夠向膜外泵出3個Na+，向膜內(nèi)泵入2個K+。這樣一個過程已經(jīng)使得膜外的陽離子偏多。第二個結(jié)構(gòu)稱為“K+通道”，通過前面第一個過程，膜內(nèi)K+濃度明顯高于膜外，于是膜內(nèi)外之間形成一個濃度差，使得膜內(nèi)有一個向外擴(kuò)散K+的趨勢。在靜息狀態(tài)下，膜上僅有K+這個通道會打開，不斷向外運(yùn)輸K+。通過上述兩個結(jié)構(gòu)，膜外的陽離子越聚越多，導(dǎo)致的結(jié)果就形成了一個“內(nèi)負(fù)外正”的狀態(tài)，這就是“靜息電位”。第三個要介紹的是“Na+通道”。前面由于“Na-K離子泵”的作用，膜外的Na+濃度很高，當(dāng)受到某一刺激時，Na+通道會迅速打開，在短時間內(nèi)膜外的Na+會迅速向膜內(nèi)回流，而回流的結(jié)果就使得膜內(nèi)外的電勢差瞬間發(fā)生改變，在一個非常短的時間內(nèi)形成了一個“內(nèi)正外負(fù)”的狀態(tài)，這就是“動作電位”。利用以上圖解，學(xué)生對于電位的形成機(jī)制及概念的相應(yīng)內(nèi)涵與要點(diǎn)都有了一個比較清晰的認(rèn)識，從而也就達(dá)到了對“動作電位”這一核心概念深入理解的目的。

可見，演示認(rèn)知是學(xué)習(xí)核心概念的一個重要策略，也是學(xué)習(xí)教材內(nèi)容，掌握學(xué)科知識的必要能力。通過演示知識呈現(xiàn)過程，使得許多抽象的概念知識形象易懂，從而提高高考生物復(fù)習(xí)的有效性。

2.4 利用生物科學(xué)史，構(gòu)建核心概念

全國新課標(biāo)卷Ⅰ相對廣東卷而言，更注重生物科學(xué)史的考查。利用科學(xué)史促進(jìn)高中生物核心概念建構(gòu)，也是高中生物復(fù)習(xí)當(dāng)中的一個重要策略。以科學(xué)發(fā)展史為材料，讓學(xué)生重走科學(xué)家的研究歷程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，使學(xué)生體會概念的建構(gòu)過程，加深對核心概念的理解。

例如，“DNA是遺傳物質(zhì)”的探索歷程就是一個很好的素材。此前，孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的性狀由遺傳因子控制;摩爾根通過果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明了基因位于染色體上;科學(xué)家接下來又發(fā)現(xiàn)：染色的成分是蛋白質(zhì)和DNA，而染色體在遺傳上具有連續(xù)性和穩(wěn)定性。因此，探究遺傳物質(zhì)的本質(zhì)無疑就落在蛋白質(zhì)和DNA上了。對遺傳物質(zhì)的早期推測，一開始就有人認(rèn)為是蛋白質(zhì)，他們的理由是：蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸，氨基酸多種多樣的排列可能蘊(yùn)含遺傳信息，因而認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體主要的遺傳物質(zhì)。但又有不少人對這一觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，挑戰(zhàn)這一觀點(diǎn)的有以下幾個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：1928年，格里菲思利用小鼠作為實(shí)驗(yàn)對象，進(jìn)行了肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，得出了“已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子”的結(jié)論，但是轉(zhuǎn)化因子究竟是什么，格里菲斯卻未能搞清楚。緊接著，1940年艾弗里為了搞清楚什么是“轉(zhuǎn)化因子”，以肺炎雙球菌作為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。他設(shè)法把S型細(xì)菌的各種成分相互分離，分別單獨(dú)和R型細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有添加了S型細(xì)菌DNA成分的培養(yǎng)基上，部分R型會轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，并且這種轉(zhuǎn)化后的S型細(xì)菌可以進(jìn)行增殖，于是艾弗里得出了“轉(zhuǎn)化因子是DNA，DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)”這一結(jié)論。遺憾的是，艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。于是1952年，赫爾希和蔡斯以“T2噬菌體”為實(shí)驗(yàn)材料，利用“放射性同位素標(biāo)記”技術(shù)，完成了另一個更具有說服力的實(shí)驗(yàn)：“首先分別利用35S、32P標(biāo)記的細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體進(jìn)行同位素標(biāo)記，然后將帶標(biāo)記元素的噬菌體與大腸桿菌進(jìn)行混合培養(yǎng)，觀察同位素的去向?！比绱?，巧妙地把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開，直接、單獨(dú)地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用，從而進(jìn)一步證明了“DNA是遺傳物質(zhì)”。

教師通過講解“遺傳物質(zhì)的探索過程”這一生物科學(xué)史，讓學(xué)生清楚地認(rèn)識到科學(xué)探究是要經(jīng)歷了“發(fā)現(xiàn)問題—作出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—得出結(jié)論”的過程，從而形成質(zhì)疑與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及良好的生物科學(xué)素養(yǎng)。同時，通過對發(fā)現(xiàn)史進(jìn)行梳理，“DNA是遺傳物質(zhì)”這一核心概念也得到了構(gòu)建。

3 小結(jié)

總之，高中生物復(fù)習(xí)教學(xué)關(guān)鍵在于核心概念的構(gòu)建，針對不同的概念類型和教學(xué)內(nèi)容，有選擇地運(yùn)用概念圖、設(shè)計(jì)問題串、演示認(rèn)知過程和利用生物科學(xué)史等策略進(jìn)行核心概念的重構(gòu)，是提高高中生物復(fù)習(xí)的重要策略。同時，教師還要加強(qiáng)學(xué)生梳理、歸納知識的能力，幫助他們正確理解和內(nèi)化相關(guān)概念，從而提高概念教學(xué)的有效性。

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