例析促進(jìn)高中生物重要概念形成的幾種教學(xué)方法

馬晨晨+解凱彬

摘 要 通過分析多個教學(xué)片斷，闡述了教學(xué)過程中立足學(xué)生思維發(fā)展的先學(xué)后教、關(guān)注史實及定位學(xué)習(xí)起點、促進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)階等方法的運用，突顯生物學(xué)重要概念的傳遞，提高重要概念的教學(xué)水平，幫助學(xué)生建構(gòu)良好的知識結(jié)構(gòu)，鍛煉學(xué)生科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞 重要概念 科學(xué)思維 先學(xué)后教 生命科學(xué)史 學(xué)習(xí)進(jìn)階

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

生物學(xué)重要概念位于學(xué)科的中心位置，是對生命基本現(xiàn)象、規(guī)律、理論等的理解和解釋，對學(xué)生學(xué)習(xí)具有重要的支撐作用。教師圍繞重要概念組織教學(xué)，能促進(jìn)學(xué)生形成逐步優(yōu)化的知識結(jié)構(gòu)，訓(xùn)練科學(xué)思維。

目前，中學(xué)生物學(xué)課堂大多仍只強調(diào)學(xué)生對知識的記憶，忽視學(xué)生對重要概念的理解。已有專家、教師對這一現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，如圍繞生物學(xué)重要概念創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計；或繪制概念圖對所學(xué)的概念進(jìn)行重排、組織和轉(zhuǎn)換，但對不同教學(xué)方法的總體研究較少。下面試圖通過呈現(xiàn)若干真實的教學(xué)片斷，分析指向重要概念建構(gòu)的課堂教學(xué)思路，提出運用先學(xué)后教、生命科學(xué)史教育、定位學(xué)習(xí)起點等教學(xué)方法，以加深學(xué)生對生物學(xué)重要概念的理解。

1 教學(xué)方法及案例分析

1.1 先學(xué)后教，發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)

“先學(xué)后教”翻轉(zhuǎn)傳統(tǒng)的師生關(guān)系，學(xué)生“先學(xué)”、教師“后教”，使學(xué)生成為教學(xué)的主體，教師成為指導(dǎo)者和輔助者，從而保證教學(xué)的指向性，加深學(xué)生對重要概念的領(lǐng)悟。

教學(xué)片斷1：“生物膜的流動鑲嵌模型”。

學(xué)生自主學(xué)習(xí)“生物膜結(jié)構(gòu)的探索過程”，教師引導(dǎo)學(xué)生將探索過程的每一步依時間順序列出有關(guān)科學(xué)家所進(jìn)行的實驗以及所得出的推論或結(jié)論，并且思考這一系列探索過程中“環(huán)環(huán)相扣”的連接點。

教師及時搜集學(xué)生自主學(xué)習(xí)中遇到的問題，并針對性補充相關(guān)知識，進(jìn)一步講解重要概念。教師學(xué)習(xí)小組展開討論，如膜中的脂質(zhì)分子排列成怎樣的連續(xù)兩層？熒光標(biāo)記實驗中被標(biāo)記的均勻分布實際上是哪種物質(zhì)運動的結(jié)果？

“細(xì)胞膜”這一教學(xué)內(nèi)容位于高中生物學(xué)《必修1·分子與細(xì)胞》，包括“生物膜的流動鑲嵌模型”的這一重要概念，主要內(nèi)容為科學(xué)家探索細(xì)胞膜化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)的科學(xué)史和生物膜流動鑲嵌模型。

本節(jié)課中，教師以明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生先閱讀教材，形成對生物膜流動鑲嵌模型的初步認(rèn)識。師生共同總結(jié)科學(xué)家的探索歷程，思考每個實驗的結(jié)論及推論，并找到各實驗間彼此緊密聯(lián)系、不斷深入的連接點，從而提升思維的廣度。當(dāng)學(xué)生更深入探索遇到困難時，教師及時提供知識背景和拓展材料的支持，相似相溶原理有助于學(xué)生對“膜是由脂質(zhì)組成”這一推論的理解，電子顯微鏡的原理則幫助學(xué)生理解膜在電子顯微鏡下呈現(xiàn)“暗—亮—暗”3層結(jié)構(gòu)所得的推論。

在高中生物課堂開展“先學(xué)后教”的教學(xué)時，教師應(yīng)盡可能將先學(xué)教材放在課堂內(nèi)并保證時間，尊重學(xué)生的主體地位和個體差異，讓學(xué)生獨立、充分地自學(xué)。對學(xué)生的問題、困惑，教師應(yīng)提供相應(yīng)的拓展資料，組織學(xué)生開展交流討論。在生生、師生互動中，學(xué)生把握重要概念的內(nèi)涵，在積極的學(xué)習(xí)活動中產(chǎn)生學(xué)習(xí)生物的濃厚興趣，激發(fā)思維的主動性。教師要設(shè)計合理有效的隨堂練習(xí)和反饋，使學(xué)生應(yīng)用剛剛理解的重要概念，加深理解、內(nèi)化，最終建構(gòu)良好的生物學(xué)知識結(jié)構(gòu)，不斷發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力。

1.2 關(guān)注史實，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

生命科學(xué)史描繪了生命科學(xué)起源和概念、原理的發(fā)展過程，揭示了自然科學(xué)的本質(zhì)，展現(xiàn)了客觀真理的發(fā)現(xiàn)歷史，呈現(xiàn)了科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)世界觀，具有重要教育價值。

教學(xué)片斷2：“光合作用的探究歷程”。

實驗一：海爾蒙特的實驗。

實驗現(xiàn)象：將200磅的土壤烘干裝入桶內(nèi)，種植一株5磅重的柳樹苗，只用雨水澆灌土壤。培育5年后，柳樹重169磅3盎司，土壤只減重2盎司。

實驗討論：① 海爾蒙特實驗提出了什么樣的問題？② 植物體積累的物質(zhì)到底來自哪里？③ 海爾蒙特提出什么假設(shè)？④ 實驗的結(jié)果是什么？⑤ 實驗的直接結(jié)論是什么？⑥ 推論（間接結(jié)論）又是什么？

大膽假設(shè)：假如土壤減少的重量約為160磅，能不能說明植物積累的物質(zhì)主要來自土壤？

深度思考：這個問題給我們什么啟示？海爾蒙特實驗忽略了什么？為什么？

小組討論：

① 請和你的同學(xué)討論交流對于人類對光合作用探究歷程的感悟和體會。

② 光合作用中產(chǎn)生的有機物就僅僅是糖類嗎？說出具體理由。

在高中生物學(xué)《必修1·分子與細(xì)胞》中，“光合作用”這一教學(xué)主題包含若干重要概念，在掌握光合作用的探索過程這一重要概念的基礎(chǔ)上，學(xué)生能夠更好學(xué)習(xí)光合作用的過程等重要概念。

本課以完整的科學(xué)發(fā)現(xiàn)歷程為主線，深入挖掘科學(xué)史，將學(xué)生有關(guān)光合作用的前概念與科學(xué)史上光合作用概念的演變有機結(jié)合，利用精心設(shè)計的問題進(jìn)行引領(lǐng)，讓學(xué)生了解光合作用知識的產(chǎn)生和發(fā)展，深入理解光合作用這一重要概念。教師層層設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維；同時大膽運用假設(shè)，啟迪學(xué)生認(rèn)識到海爾蒙特的實驗忽略了空氣和陽光等因素對實驗的影響，真正使教學(xué)源于科學(xué)史但超越科學(xué)史，推動學(xué)生的推理、再認(rèn)知，認(rèn)識到科學(xué)探究的本質(zhì)，批判性思維得到發(fā)展，科學(xué)思維水平得到提升。

將生命科學(xué)史融入生物課堂教學(xué)中，教師可以通過介紹各種基本理論從實驗中產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，挖掘和闡述生物科學(xué)知識的形成，全面提高學(xué)生的概念理解水平；可以在知識教學(xué)中滲透科學(xué)家獨到的科學(xué)方法，使學(xué)生體悟到創(chuàng)造性的科學(xué)思維；可以以歷史重演的方式，還原知識的形成過程，讓學(xué)生建構(gòu)新的重要概念，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)思維品質(zhì)和科學(xué)思維能力。

1.3 定位起點，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階提升

學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識前具有一定的思想水平、知識和能力儲備，這是學(xué)習(xí)的起點。通過對某一內(nèi)容的不斷學(xué)習(xí)，學(xué)生對該內(nèi)容的理解和思考不斷深入，經(jīng)過多個進(jìn)階的中間水平，最終達(dá)成以重要概念為主線的學(xué)習(xí)進(jìn)階提升。

教學(xué)片斷3：“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來—自然選擇學(xué)說”。

師：進(jìn)化生物學(xué)家梅爾基于五項觀察，將達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說解析為三項推論構(gòu)成的生物進(jìn)化模型，那么大家對此如何理解的呢？

師：大家思考的時候要注意達(dá)爾文進(jìn)化理論和拉馬克進(jìn)化學(xué)說的區(qū)別。

教師板書總結(jié)自然選擇學(xué)說的簡要模型：

“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來”是高中生物學(xué)《必修2·遺傳與進(jìn)化》第七章第一節(jié)的內(nèi)容。通過本節(jié)拉馬克的用進(jìn)廢退學(xué)說和達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說等進(jìn)化理論的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)建構(gòu)關(guān)于進(jìn)化理論的重要概念。

課前，教師在剖析學(xué)生學(xué)情后，確定學(xué)習(xí)起點為：學(xué)生對進(jìn)化的現(xiàn)象以及有關(guān)理論有最基本的了解和認(rèn)識，并據(jù)此組織課堂教學(xué)。課堂開始時，教師通過提問錨定學(xué)習(xí)進(jìn)階的終點。經(jīng)過組內(nèi)交流討論，學(xué)生達(dá)成對達(dá)爾文進(jìn)化理論的基本認(rèn)識，同時教師以漸進(jìn)式的提問引導(dǎo)，把握學(xué)生學(xué)習(xí)的中間認(rèn)知狀態(tài)。通過高效的生生討論和平等的師生對話，學(xué)生逐步建構(gòu)了自然選擇學(xué)說的簡要模型。教師結(jié)合板書運用科學(xué)語言進(jìn)一步強調(diào)生物進(jìn)化的原料、動力等，加深學(xué)生對自然選擇學(xué)說這一重要概念的理解。

開展基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)以整合的概念體系為核心、圍繞少數(shù)概念進(jìn)行，教師依據(jù)課程與教材內(nèi)容，理解終點目標(biāo)，注意同一主題內(nèi)容的不同學(xué)段間的銜接，制定整體的課堂教學(xué)策略。具體實施教學(xué)時，教師以精心設(shè)計的驅(qū)動問題和錨基任務(wù)為起點，創(chuàng)設(shè)具體的任務(wù)情境，關(guān)注“學(xué)習(xí)進(jìn)階”中的局部突破以及學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)階中的中間水平，促進(jìn)學(xué)生形成遞進(jìn)的科學(xué)概念，落實重要概念的教學(xué)，推動學(xué)生整合科學(xué)思維與科學(xué)態(tài)度。

2 教學(xué)方法的實踐反思

教師采用先學(xué)后教、呈現(xiàn)生命科學(xué)史經(jīng)典案例、定位學(xué)習(xí)起點等教學(xué)方法能夠幫助學(xué)生獲得生物學(xué)事實、現(xiàn)象、信息，同時鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，既讓學(xué)生建立生物學(xué)重要概念，達(dá)成對生命的理解，體驗生物學(xué)知識的形成過程，也激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)探索實踐的熱情和興趣，在深層次學(xué)習(xí)中感悟生物學(xué)思想、方法，真正達(dá)成促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)（圖1）。

通過生物課堂教學(xué)，學(xué)生能夠以生物學(xué)事實、現(xiàn)象為支撐，以科學(xué)思維方法為途徑，理解生物學(xué)重要概念，最終應(yīng)用所學(xué)知識去解釋生命世界中的“是什么（what）”“為什么（why）”以及“怎么樣（how）”等問題。

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