高中生物概念教學(xué)難點(diǎn)與突破策略

徐 正 龍

(岳西縣教育局，安徽 岳西 246601)

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高中生物概念教學(xué)難點(diǎn)與突破策略

徐 正 龍

(岳西縣教育局，安徽 岳西 246601)

摘要：在分析高中生物概念體系特點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)光合作用、有絲分裂、葉綠體與線粒體、同源染色體和基因等典型核心概念教學(xué)案例，嘗試運(yùn)用查缺補(bǔ)漏、主線串聯(lián)、列表比較、正本清源和畫(huà)概念圖等策略破解高中生物概念教學(xué)的難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高中生物概念；教學(xué)難點(diǎn)；突破策略

近十年來(lái)，廣大教授生物課的同仁圍繞生物概念教學(xué)要素[1]、有效方法[2-5]、概念圖教學(xué)模式[6]等的研究，取得了較為豐碩的成果，然而針對(duì)高中生物核心概念教學(xué)進(jìn)行研究的案例資源較為匱乏。在分析高中生物概念體系特點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，嘗試運(yùn)用5種策略，以教學(xué)實(shí)例方式突破高中生物概念教學(xué)的難點(diǎn)，旨在切實(shí)提高課堂效率，提高高中生物教學(xué)質(zhì)量。

1高中生物概念體系及其特點(diǎn)

生物學(xué)概念是通過(guò)抽象、概括而形成的對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象、本質(zhì)特征或共同屬性的反映，包括一些基本的原理、規(guī)律和理論，是一種更高級(jí)的思維形態(tài)，是生物學(xué)科知識(shí)體系的基礎(chǔ)[3]。高中生物大小概念數(shù)以千計(jì)，圍繞“細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、生物個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈”等生命系統(tǒng)的9個(gè)層次依次展開(kāi)，其體系編排特點(diǎn)如下。

(1)核心概念統(tǒng)領(lǐng)章節(jié)。必修1的核心概念為“分子”與“細(xì)胞”，遵循系統(tǒng)論的原則，圍繞細(xì)胞的化學(xué)成分、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞的功能(物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換)、細(xì)胞的生命歷程等方面來(lái)闡述[7]。必修2以“遺傳”與“變異” 為核心概念，圍繞遺傳因子的發(fā)現(xiàn)、基因與染色體的關(guān)系、基因的本質(zhì)、基因的表達(dá)、基因突變及其他變異、從雜交育種到基因工程、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論等方面來(lái)闡明遺傳、變異與進(jìn)化的規(guī)律[8]。必修3核心概念為“穩(wěn)態(tài)”與“調(diào)節(jié)”，主要圍繞人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)、植物的激素調(diào)節(jié)、種群與群落、生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面來(lái)綜述[9]。

(2)黑體字凸顯概念。課本中重要概念均用黑體字凸顯。如酶的概念：“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)”[7]，用黑體字以引起學(xué)生視覺(jué)注意。

(3)繪制概念圖。大多數(shù)章節(jié)在自我檢測(cè)欄目設(shè)置有“畫(huà)概念圖”練習(xí)，其目的是通過(guò)畫(huà)概念圖或連線等方式，讓學(xué)生了解生物概念的上位概念與下位概念的關(guān)系，了解同級(jí)概念之間的區(qū)別與聯(lián)系，把握生物概念的內(nèi)涵和外延。

(4)多種方式拓展延伸。如通過(guò)“科學(xué)史話(huà)欄目”介紹“穩(wěn)態(tài)概念的提出與發(fā)展”[9]，讓學(xué)生了解從分子水平到生物圈層次，均存在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象及相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制。為加深對(duì)基因選擇性表達(dá)的理解，必修2第4章《基因表達(dá)》自我檢測(cè)的思維拓展題中就以胰島細(xì)胞產(chǎn)生胰島素但不能產(chǎn)生血紅蛋白，來(lái)探討基因表達(dá)的選擇性[8]。《本章小結(jié)》對(duì)本章基本概念及其重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了梳理和適度拓展。

2高中生物概念教學(xué)的難點(diǎn)

高中生物概念教學(xué)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)對(duì)部分概念缺乏外延拓展。許多生物概念是在總結(jié)真核生物生命活動(dòng)基本規(guī)律的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，是一種采用不完全歸納法來(lái)描述和定義的，生物科學(xué)的蓬勃發(fā)展大大拓展了這些概念的外延。如光合細(xì)菌及藍(lán)藻的發(fā)現(xiàn)，拓展了“光合作用”的外延；病毒的發(fā)現(xiàn)對(duì)“細(xì)胞學(xué)說(shuō)”提出了挑戰(zhàn)；在病毒領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄，RNA復(fù)制，特別是類(lèi)病毒、朊病毒的發(fā)現(xiàn)，完善和發(fā)展了“中心法則”的概念等。許多學(xué)生對(duì)概念的外延拓展缺乏較為清晰的認(rèn)識(shí)。

(2)部分概念表述容易引起學(xué)生誤解。如同源染色體的概念，從文字表述來(lái)看是來(lái)源不同；等位基因的概念，只強(qiáng)調(diào)了兩者之間的“小異”，未強(qiáng)調(diào)兩者之間的“大同”；基因選擇性表達(dá)只強(qiáng)調(diào)了細(xì)胞之間基因表達(dá)的差異性，而未說(shuō)明細(xì)胞存在統(tǒng)一性的一面；拉馬克的用進(jìn)廢退學(xué)說(shuō)、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)與現(xiàn)代生物進(jìn)化理論之間的傳承與創(chuàng)新關(guān)系等等。

(3)部分教師對(duì)概念教學(xué)缺乏整合思維。不少教師輕視概念教學(xué)，對(duì)高中生物學(xué)概念鉆研不深，難以占領(lǐng)生物概念教學(xué)的制高點(diǎn)，其教學(xué)方法不當(dāng)，局限于高中教材生物概念的表述，對(duì)教材中“科學(xué)家史話(huà)”、“本章小結(jié)”、“自我檢測(cè)題”中畫(huà)概念圖的教學(xué)和學(xué)習(xí)資源未加以整合，難以幫助學(xué)生正確建構(gòu)完整的生物學(xué)概念體系。

3高中生物概念教學(xué)難點(diǎn)突破的5種策略

生物課案例教學(xué)能夠幫助學(xué)生深刻理解高中生物核心概念，文章提出5種策略，以5個(gè)案例來(lái)探索突破高中生物概念教學(xué)難點(diǎn)的思路和方法，以拓展學(xué)生思維，提高教學(xué)效果。

策略一：查缺補(bǔ)漏——光合作用概念教學(xué)

查缺補(bǔ)漏，如給學(xué)生補(bǔ)充初中生物學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生了解生物的幾大類(lèi)群及其代表生物，雖多花費(fèi)了一點(diǎn)時(shí)間，但能幫助學(xué)生糾正對(duì)高中生物概念的誤解，構(gòu)建比較完整的生物學(xué)知識(shí)體系，學(xué)生感覺(jué)收獲頗多，正所謂“磨刀不誤砍柴工”。

在學(xué)習(xí)《能量之源——光與光合作用》[7]一節(jié)內(nèi)容之后，可以向?qū)W生拋出這樣一個(gè)問(wèn)題：葉綠體是光合作用的必要條件嗎？并引導(dǎo)學(xué)生回歸課本尋找答案。

許多學(xué)生在查找之后，毫不猶豫地回答：“是”。的確，文獻(xiàn)[7]表述為“光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程”。教師不必立馬否定學(xué)生的答案，可以請(qǐng)大家將課本翻到第9頁(yè)[7]，回顧一下藍(lán)藻的知識(shí)。許多學(xué)生了解到藍(lán)藻屬于原核生物，無(wú)葉綠體，含有葉綠素和藻藍(lán)素，也能進(jìn)行光合作用之后，會(huì)自我否定先前的錯(cuò)誤答案。

在引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突之后，教師再給學(xué)生講其中的緣由。原來(lái)，初、高中生物學(xué)是以高等綠色植物為背景材料來(lái)闡述光合作用概念的，其生物知識(shí)框架是不完整的，對(duì)生物分類(lèi)了解不多，在理解有關(guān)高中生物學(xué)概念時(shí)，就存在片面的、誤解的現(xiàn)象。

“那為什么要出現(xiàn)葉綠體這樣的細(xì)胞器呢？”教師可以請(qǐng)學(xué)生進(jìn)一步了解葉綠體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的原理來(lái)回答。學(xué)生會(huì)領(lǐng)悟到，光合作用的出現(xiàn)早于葉綠體的出現(xiàn)，葉綠體的出現(xiàn)，大大提升了光合作用的效率。

同理，當(dāng)教師拋出“線粒體是有氧呼吸的必要條件嗎？”學(xué)生就可以自己查找相關(guān)知識(shí)，自己做出正確的判斷了。

策略二：主線串聯(lián)——有絲分裂概念教學(xué)

給學(xué)生一個(gè)核心概念，以該核心概念作為思維主線，把一系列生物學(xué)概念串聯(lián)起來(lái)，可以稱(chēng)之為主線串聯(lián)法。比如，有絲分裂是學(xué)生難以理解的概念之一，盡管很多教師運(yùn)用多媒體把有絲分裂間期、前期、中期、后期、末期染色體和DNA的主要特征展示給了學(xué)生，學(xué)生通過(guò)死記硬背記住有關(guān)概念，但頗為疑惑。教師可以提醒學(xué)生圍繞課本中“確保染色體精確地平均分配”[7]這句話(huà)來(lái)思考下列問(wèn)題：

(1) 為什么間期染色體要復(fù)制、前期染色體要縮短變粗？

(2) 為什么前期核仁要消失、核膜要解體？

(3) 為什么要出現(xiàn)紡錘絲或星射線，進(jìn)而形成紡錘體？

(4) 為什么紡錘絲要牽引染色體以著絲點(diǎn)在赤道板上有規(guī)律排列？

(5) 為什么是著絲點(diǎn)先分裂，紡錘絲后牽引染色體到達(dá)細(xì)胞兩極？

(6) 為什么末期會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞板或凹陷隘裂？重新出現(xiàn)核仁和核膜？

學(xué)生有了 “確保染色體精確地平均分配”這根思維主線，就能把有絲分裂各個(gè)時(shí)期染色體和DNA的一系列行為特征串聯(lián)起來(lái)，解決了疑惑，從而加深了對(duì)有絲分裂這一過(guò)程概念的理解。

策略三：列表比較——線粒體與葉綠體概念教學(xué)

列表比較，可以將兩個(gè)相近或相反概念進(jìn)行解構(gòu)，從概念的各個(gè)層面來(lái)分析、比較、理解概念，最終能幫助學(xué)生建構(gòu)清晰明了的概念體系。如在學(xué)習(xí)線粒體與葉綠體這兩類(lèi)細(xì)胞器時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從“存在范圍”、“形狀”、“結(jié)構(gòu)”、“特有化學(xué)成分”、“功能”等維度來(lái)列表比較，進(jìn)行概念學(xué)習(xí)。通過(guò)列表比較法，既強(qiáng)調(diào)兩者之間的差異，也強(qiáng)調(diào)兩者之間的相同點(diǎn)，如都是雙膜結(jié)構(gòu)、都是能量轉(zhuǎn)換器、都含有少量DNA和少量RNA、都能自我復(fù)制，都屬于半自主性細(xì)胞器。甚至可以結(jié)合整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)這兩類(lèi)細(xì)胞器之間的密切合作關(guān)系。先通過(guò)葉綠體的光合作用，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中的化學(xué)能，通過(guò)食物鏈，各級(jí)生物從有機(jī)物中獲得能量，再通過(guò)各級(jí)生物線粒體的有氧呼吸，釋放大量能量，滿(mǎn)足生命體各種生命活動(dòng)的需要。

高中生物學(xué)中許多概念，如光合作用與呼吸作用、光反應(yīng)與暗反應(yīng)、有絲分裂與減數(shù)分裂、體液免疫與細(xì)胞免疫、神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)等，均可以采用列表比較法進(jìn)行概念教與學(xué)。

策略四：正本清源——同源染色體概念教學(xué)

正本清源，即教師在進(jìn)行高中生物概念教學(xué)時(shí)，追本溯源，讓學(xué)生深刻理解概念的內(nèi)涵。同源染色體的概念是高中學(xué)生最難理解的概念之一。學(xué)好這個(gè)概念，相當(dāng)于找到了理解減數(shù)分裂和遺傳三大定律的一把金鑰匙。同源染色體[8]，配對(duì)兩條染色體，形狀、大小一般都相同，一條來(lái)自父方，另一條來(lái)自母方。一些勤于思考的學(xué)生會(huì)提出疑問(wèn)：“一條來(lái)自父方，另一條來(lái)自母方，來(lái)源不同??？怎么叫同源染色體呢？”

教師要依據(jù)生物生殖方式進(jìn)化的知識(shí)來(lái)答疑解惑，跟學(xué)生說(shuō)明最原始的單細(xì)胞生物染色體是成單存在的，在進(jìn)化過(guò)程出現(xiàn)了染色體復(fù)制之后不分裂或兩個(gè)單細(xì)胞生物發(fā)生融合，這樣會(huì)產(chǎn)生染色體成對(duì)存在的單細(xì)胞生物個(gè)體，它們?cè)谶m應(yīng)環(huán)境方面占有明顯優(yōu)勢(shì)，通過(guò)自然選擇，這種變異得到了積累和發(fā)展，即出現(xiàn)了二倍體生物。二倍體生物在有性生殖過(guò)程中，通過(guò)減數(shù)分裂和受精作用讓這對(duì)染色體分分合合，所以“同源”是指染色體的進(jìn)化起源相同，近期來(lái)源反而不同。

高中生物學(xué)中許多概念，如基因的選擇性表達(dá)，等位基因的概念等，均可以采取正本清源法，引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用聯(lián)系的觀點(diǎn)、進(jìn)化的觀點(diǎn)、統(tǒng)一性原理拓展思維深度，深刻理解生物科學(xué)概念的本質(zhì)。

策略五：畫(huà)概念圖——基因概念教學(xué)

在高中生物概念教學(xué)中，教師巧設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生閱讀、思考、討論、交流、合作、畫(huà)概念圖，使學(xué)生思維可視化，從而能夠有效地幫助學(xué)生建構(gòu)較為完整的高中生物概念體系。

基因概念是高中生物學(xué)中的核心概念之一。在教材[8]中沒(méi)有繪制基因結(jié)構(gòu)的概念圖，也沒(méi)有給出非編碼區(qū)、編碼區(qū)、啟動(dòng)子、內(nèi)含子、外顯子、終止子等概念，但在做題時(shí)又提及這些下位概念。

在教授新課或進(jìn)行第一輪復(fù)習(xí)時(shí)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生一起來(lái)畫(huà)基因結(jié)構(gòu)及功能的概念圖，具體做法如下：

(1)引導(dǎo)學(xué)生理解并陳述“基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段”，結(jié)合課本資料分析，在雙鏈DNA的模式圖上間隔標(biāo)注若干個(gè)真核基因(斷裂基因)，在另一個(gè)雙鏈DNA的模式圖上緊密標(biāo)注若干個(gè)原核基因(某兩個(gè)基因之間重疊排列)。

(2)引導(dǎo)學(xué)生一起繪制真核基因結(jié)構(gòu)的模式圖，標(biāo)注非編碼區(qū)和編碼區(qū)，在非編碼區(qū)上游結(jié)構(gòu)中要凸顯啟動(dòng)子，在非編碼區(qū)下游結(jié)構(gòu)中要凸顯終止子，在編碼區(qū)結(jié)構(gòu)中要標(biāo)注n個(gè)外顯子和(n-1)個(gè)內(nèi)含子。教師要向?qū)W生說(shuō)明，原核基因編碼區(qū)無(wú)外顯子和內(nèi)含子之分，可以將整個(gè)編碼區(qū)視為一個(gè)外顯子。

(3)師生一起繪制真核基因轉(zhuǎn)錄模式圖，即真核基因編碼區(qū)經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生RNA前體，經(jīng)剪切去掉內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄區(qū)段，將外顯子轉(zhuǎn)錄區(qū)段拼接成mRNA。

(4)師生共同完成mRNA翻譯合成初級(jí)蛋白質(zhì)產(chǎn)物的過(guò)程圖解。

這個(gè)概念圖繪制完成后，學(xué)生對(duì)基因與DNA的關(guān)系、基因突變的實(shí)質(zhì)、cDNA文庫(kù)、逆轉(zhuǎn)錄、真核生物基因怎樣拼接到原核生物基因組中的一系列問(wèn)題就會(huì)迎刃而解了。

教師還可以列舉控制rRNA和tRNA合成的基因，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生理解 “遺傳效應(yīng)”真實(shí)內(nèi)涵，整個(gè)基因結(jié)構(gòu)都具有遺傳效應(yīng)，像非編碼區(qū)中的啟動(dòng)子和終止子，編碼區(qū)中的內(nèi)含子和外顯子，是“具有遺傳效應(yīng)的DNA片段”的重要組分，且不可將“具有遺傳效應(yīng)的DNA片段”[8]錯(cuò)誤理解為“能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的DNA片段”。

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文章編號(hào)：1007-4260(2016)01-0163-04

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.01.043

作者簡(jiǎn)介：徐正龍，男，安徽岳西人，碩士，安徽岳西縣中學(xué)高級(jí)教師，研究方向?yàn)橹袑W(xué)生物教學(xué)。E-mail:yxzxxzl@163.com

*收稿日期：2015-09-03

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-03-15 17:05網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20160315.1705.043.html