淺談高中生物學(xué)核心概念教學(xué)

王建貞

【摘 要】生物學(xué)概念的教學(xué)中，通過整體備課、學(xué)生實驗和綜合實踐活動，可以引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建核心概念，實現(xiàn)概念知識與科學(xué)系統(tǒng)整合及遷移應(yīng)用，有助于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】核心概念；整體備課；生物科學(xué)素養(yǎng)；遷移應(yīng)用

隨著高中生物學(xué)課程改革的深入開展，越來越多的的高中生物學(xué)教師關(guān)注生物學(xué)核心概念的教學(xué)，嘗試引導(dǎo)學(xué)生從繁雜的“單純”概念的記憶中解脫出來，轉(zhuǎn)向?qū)诵母拍畹臉?gòu)建和深層次的理解，實現(xiàn)零散的概念知識科學(xué)系統(tǒng)的整合及遷移應(yīng)用，有效地提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

一、高中生物學(xué)核心概念是學(xué)科中心的概念

高中生物學(xué)知識包括生命科學(xué)事實、基本原理、科學(xué)概念、模型等類型，人教版高中生物課程標準教材將核心概念等同于核心知識。劉恩山教授認為，核心概念是基于課程標準某個主題的知識框架中概括總結(jié)出來的，特別強調(diào)概念之間的關(guān)聯(lián)和概念體系的結(jié)構(gòu)。筆者經(jīng)過近兩年的高中生物科學(xué)概念學(xué)法指導(dǎo)研究認為，高中生物核心概念主要是指位于學(xué)科中心的概念性知識，包括概念、原理、模型、規(guī)律及理論，是學(xué)科知識的主干部分。一般用陳述句表述核心概念。核心概念與我們平時所說的普通定義或概念等有較大區(qū)別。以“群落”這一核心概念為例，人教版《高中生物·必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》對“群落”的表述是“同一時間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合。”而從核心概念角度來看，“群落”是種群概念研究的延續(xù)，是多種有直接、間接關(guān)系的生物種群有機組合在一起；有一定的物種組成（物種豐富度）；有特定的空間結(jié)構(gòu)、邊界和范圍；在一定的變化條件下還可能發(fā)生群落演替。引導(dǎo)學(xué)生形成正確的核心概念，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，形成正確的知識體系，促進生物科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

二、核心概念教學(xué)的三個基本環(huán)節(jié)

1.發(fā)揮整體備課優(yōu)勢，凸顯核心概念

整體備課是相對于我們教師或集備組平時的課時備課而言的，其是依據(jù)系統(tǒng)論的系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計的一種模式，即對某個教學(xué)模塊的整體設(shè)計。教師在整體備課中，要綜合考慮課程標準、學(xué)生具體學(xué)情及教學(xué)內(nèi)容，對學(xué)科知識進行整體上創(chuàng)造性教學(xué)設(shè)計。整體備課是教師在進行逐個課時備課之前要實施的一個環(huán)節(jié)，事關(guān)該模塊教學(xué)，起到高屋建瓴的作用。

整體備課時要注意凸顯核心概念在整個模塊知識框架中的位置，在充分了解學(xué)生的原有知識儲備、符合各模塊或單元知識內(nèi)在邏輯的基礎(chǔ)上，嘗試圍繞核心概念開展教學(xué)活動，幫助學(xué)生形成每個模塊內(nèi)部及各個模塊間的知識體系或知識網(wǎng)絡(luò)。

如在《高中生物·必修1·分子與細胞》細胞代謝模塊的整體備課中，我們要重視“細胞呼吸”核心概念的地位。在學(xué)生的前概念知識基礎(chǔ)上，要針對如何引導(dǎo)學(xué)生探究酵母菌細胞呼吸方式、細胞呼吸過程的分析、呼吸概念的歸納等知識進行備課，還要備光合作用有關(guān)內(nèi)容，以及《高中生物·必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中的有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動概念。在教學(xué)時，注意“細胞呼吸”這一核心概念與光合作用聯(lián)系，為后續(xù)生態(tài)系統(tǒng)能量流動概念教學(xué)奠定基礎(chǔ)，促進學(xué)生形成有關(guān)概念體系。

在《高中生物·必修3·內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)》模塊教學(xué)前，用系統(tǒng)論思想指導(dǎo)整體備課，人體細胞是人生命活動最基本的結(jié)構(gòu)層次；常見的人體細胞舉例；每個細胞內(nèi)可以相對獨立地進行一系列細胞代謝活動；人體細胞生活在內(nèi)環(huán)境中；內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定與人體細胞的關(guān)系；植物體維持穩(wěn)定性的機制；生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)。每個層次都是個獨立的系統(tǒng)，都要維持相對穩(wěn)定才能行使正常功能。因此，針對一個模塊知識的整體備課讓我們站得更高，看得更遠，從而全盤把握。

2.創(chuàng)設(shè)生物實驗情境，提升核心概念的建構(gòu)能力

結(jié)合生物學(xué)是一門實驗學(xué)科的特點，教師精心創(chuàng)設(shè)實驗情境，指導(dǎo)學(xué)生動手進行實驗探究，并進行實驗反思與總結(jié)，促進核心概念的構(gòu)建。

在核心概念“細胞呼吸”教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)以下實驗情境，引導(dǎo)學(xué)生進行實驗，探究酵母菌的呼吸方式。

（1）實驗小組通過預(yù)習(xí)，嘗試配制酵母菌培養(yǎng)液。由此，學(xué)生建立“細胞呼吸過程需要分解有機物，常見的是葡萄糖”的認識。

（2）通過創(chuàng)設(shè)外界通入氧氣、不接外面氧氣兩種實驗情境進行對照實驗，學(xué)生獲得“細胞呼吸包括有氧呼吸、無氧呼吸兩種方式”的觀點。

（3）通過有氧、無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物的檢測，學(xué)生自然得出“細胞呼吸包括有氧呼吸、無氧呼吸兩種方式，產(chǎn)物有二氧化碳、酒精等”。

（4）引導(dǎo)學(xué)生分析：本實驗中單一的自變量是什么呢？因變量、無關(guān)變量又是什么？

（5）思考、討論：反應(yīng)底物選擇葡萄糖溶液的理由是什么？本實驗選擇的有氧、無氧條件是如何完整實現(xiàn)？本實驗檢測實驗產(chǎn)物的如何歸類？

（6）如果要比較兩種呼吸方式放出的熱量多少，本實驗還可以進行哪些拓展？

通過逐步深入的實驗探究，使得學(xué)生建立對“細胞呼吸”這一核心概念的正確認識：細胞呼吸是指細胞通過分解有機物，常見的是葡萄糖，以有氧呼吸或無氧呼吸的方式氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳、酒精等，同時放出能量的過程。

3.結(jié)合生活實踐情境，提高概念遷移應(yīng)用能力

檢驗概念掌握情況的標準是學(xué)生能否靈活應(yīng)用概念，能否做到學(xué)以致用。如在“種群”概念教學(xué)中，努力給學(xué)生創(chuàng)造應(yīng)用已學(xué)概念的機會。由理想狀態(tài)下細菌分裂的后代數(shù)量分析入手，學(xué)生建立Nn=2n的數(shù)學(xué)模型；進一步思考：若在一個有限的培養(yǎng)基中細菌分裂的后代數(shù)量又如何變化；有機地結(jié)合課本中的實例建立“S”型增長、“J”型增長曲線的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生思考：外來入侵物種最可能朝哪一種增長曲線的方向發(fā)展？“S”型增長曲線的1/2K值和K值對于保護有益動物、防治有害動物有什么啟示？在學(xué)生自學(xué)基礎(chǔ)上分小組進行的數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)，并應(yīng)用模型進行分析，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的思路。

學(xué)生結(jié)合有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)核心概念知識多次實地考察學(xué)校附近的高洋農(nóng)場，分析其農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，上網(wǎng)查閱、研究國內(nèi)外最優(yōu)的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，在此基礎(chǔ)上提出合理化的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的建議，并在研究性學(xué)習(xí)成果展示會上展示、交流，獲得老師、同學(xué)的一致好評。

總之，教師在整體備課的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生開展生物科學(xué)實驗和生物綜合實踐活動，能夠提高核心概念教學(xué)的有效性。此外，教師還要進一步改變教學(xué)方式，促進學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生生動活潑地、主動地從諸多事物及其變化中去尋求規(guī)律，構(gòu)建、理解、應(yīng)用科學(xué) 概念。