高中生物復(fù)習(xí)課核心概念教學(xué)策略研究

黃璐璐　林建春

核心概念是學(xué)科內(nèi)容中心的概念性知識，是學(xué)科知識的主干部分。生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，生物學(xué)科核心概念包含了重要的概念、原理和理論，是學(xué)生理解生物學(xué)科內(nèi)容的關(guān)鍵。圍繞核心概念的教學(xué)可以使碎片化的知識形成整體，更有利于學(xué)生的理解和掌握。在高中生物的學(xué)習(xí)過程中，隨著學(xué)生認(rèn)知水平的不斷提高，對生物核心概念的理解也不斷加深。在傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課教學(xué)中，不少教師更多強(qiáng)調(diào)學(xué)生對知識概念的反復(fù)記憶，卻忽略了引導(dǎo)學(xué)生對核心概念更深層次的理解。筆者以“光合作用”復(fù)習(xí)課為例，研究在高中生物復(fù)習(xí)課中落實(shí)核心概念教學(xué)的方法。

光合作用是高中生物的核心概念之一，其定義為：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過程。在新課的教學(xué)中，教師可以通過講授、實(shí)驗(yàn)、演示、組織小組合作探究等方法，引導(dǎo)學(xué)生討論和學(xué)習(xí)光合作用的過程及其影響因素。而在復(fù)習(xí)課的教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容不能局限于對已有知識的重復(fù)記憶，而需要在鑒別、論證的過程中強(qiáng)化對已有知識的理解。因此，筆者嘗試通過以下幾種方式來促進(jìn)學(xué)生對光合作用這一核心概念的深入理解。

1建構(gòu)模型，促進(jìn)核心概念的歸納

奧蘇貝爾認(rèn)為，有意義學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者在新知識和舊知識之間建立起非任意的、實(shí)質(zhì)上的聯(lián)系。學(xué)生在必修一的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了光合作用的過程、光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系以及光合作用的影響因素等內(nèi)容。因此，在復(fù)習(xí)課的教學(xué)過程中，教師可以借助概念模型的構(gòu)建，促進(jìn)學(xué)生對核心概念的歸納整理。

在核心概念的教學(xué)中，借助模型方法將核心概念以概念模型的形式呈現(xiàn)出來，使學(xué)生對整個(gè)體系有更清晰的認(rèn)識。例如，在復(fù)習(xí)完有關(guān)光合作用發(fā)現(xiàn)史的科學(xué)實(shí)驗(yàn)之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)光合作用的概念模型，如圖1所示。在此模型建構(gòu)過程中，學(xué)生不僅要熟知光合作用過程的每一步反應(yīng)，更需要明白光反應(yīng)和暗反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系。

同時(shí)，模型建構(gòu)也可以作為教師的課堂教學(xué)效果的評價(jià)手段之一，反饋學(xué)生對核心概念的掌握情況。例如，在復(fù)習(xí)光合作用的發(fā)現(xiàn)過程時(shí)，教師可以提供以下材料：1939年英國生物化學(xué)家希爾從繁縷葉片中提取出離體的葉綠體，用離體葉綠體的懸浮液與高鐵（Fe³⁺）鹽混合并照光。一段時(shí)間后，試管中的Fe³⁺變成Fe²⁺，同時(shí)放出O₂。根據(jù)這一材料，教師請學(xué)生分析以下兩個(gè)問題：Fe³⁺變成Fe²⁺，說明裝有葉綠體的試管產(chǎn)生了什么性質(zhì)的物質(zhì)？這種物質(zhì)是由什么產(chǎn)生的？

之后，教師提供希爾實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充材料：希爾將整個(gè)裝置放置在黑暗條件下，F(xiàn)e³⁺沒有變化，也沒有O₂的釋放。教師引導(dǎo)學(xué)生通過分析希爾的這組實(shí)驗(yàn)，思考：通過希爾的實(shí)驗(yàn)，能不能將光合作用劃分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段？回答這一問題時(shí)，學(xué)生需要聯(lián)系光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場所和條件。在這基礎(chǔ)上，教師可以提出更高層次的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容：如果要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，可以在希爾實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行怎樣的改進(jìn)？在思考這一問題時(shí)，學(xué)生需要利用所掌握的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，控制實(shí)驗(yàn)的自變量、無關(guān)變量，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)流程圖（圖2），完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2結(jié)合科學(xué)史，促進(jìn)核心概念的理解

生物學(xué)的發(fā)展是由許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)的積累匯聚而成的，而在生物科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展過程中，用詳實(shí)的資料記錄對生物科學(xué)發(fā)展具有重大影響的實(shí)驗(yàn)，以及科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)中的思維過程和方法就是生物科學(xué)史。生物學(xué)科學(xué)史是一個(gè)個(gè)生物學(xué)核心概念的發(fā)展過程。因此，在復(fù)習(xí)課中以科學(xué)史為背景，教師引導(dǎo)學(xué)生分析思考科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)思路，更能促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)核心概念的深層次理解。

人類歷史上對光合作用的研究最早可以追溯到1648年比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特對柳樹生長所需原料的探究。在這幾百年的時(shí)間里，無數(shù)科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)匯集在一起形成了今天對光合作用這一核心概念的認(rèn)識。到目前為止，已有12位科學(xué)家因研究光合作用的相關(guān)過程而榮獲諾貝爾獎。在復(fù)習(xí)課中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明光合作用所需要的條件，促進(jìn)學(xué)生理解光合作用相關(guān)的核心概念。如給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)材料：某種綠色植物若干、光源、不透光的錫箔紙、碘液等。教師提出問題：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明光合作用需要光？根據(jù)教師所給的實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生很容易聯(lián)系薩克斯的實(shí)驗(yàn)。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生分析薩克斯實(shí)驗(yàn)的過程及產(chǎn)物，并提出問題：除了檢測糖類之外，還可以通過什么指標(biāo)來檢測光合作用的強(qiáng)度？學(xué)生會很容易想到：光合作用的產(chǎn)物包括糖類和O₂，因此，除了用碘液檢測之外，還可以通過O₂的生成來檢測光合作用的產(chǎn)物。由此引出關(guān)于恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)分析。

教師在復(fù)習(xí)課中結(jié)合科學(xué)史，不僅能讓學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，更有利于學(xué)生理解核心概念的形成過程，進(jìn)而提高復(fù)習(xí)課堂的有效性。

3聯(lián)系生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)情境促進(jìn)核心概念的應(yīng)用

教師在高中生物復(fù)習(xí)課中運(yùn)用情境教學(xué)的方式，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究的興趣，促進(jìn)學(xué)生更好地理解核心概念并將核心概念運(yùn)用于生活實(shí)際。光合作用是自然界中最常見的生命現(xiàn)象之一，在復(fù)習(xí)教學(xué)引入時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊的植物，進(jìn)一步激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。

例如，筆者通過展示校園大榕樹的圖片，引導(dǎo)學(xué)生從榕樹的生長過程思考光合作用的作用，從而引入關(guān)于光合作用過程的探索歷程。在復(fù)習(xí)完光合作用發(fā)現(xiàn)史、建構(gòu)光合作用過程的模型之后，教師再次展示大榕樹的圖片，并要求學(xué)生由這棵大榕樹出發(fā)，思考光合作用對榕樹生長發(fā)育的作用以及榕樹的光合作用對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的作用。學(xué)生不僅要知道光合作用是綠色植物利用CO₂和水，在葉綠體中制造有機(jī)物同時(shí)放出O₂的過程，更需要理解在這個(gè)過程中植物吸收光能并利用光在含碳分子之間形成的強(qiáng)有力的化學(xué)鍵，從而獲得了能量。作為生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，榕樹通過光合作用將光能固定成化學(xué)能，并通過食物鏈和食物網(wǎng)流經(jīng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。

在運(yùn)用情境教學(xué)模式的時(shí)候，教師要注意所選的情境需貼合學(xué)生的生活實(shí)際，最好能引起學(xué)生的共鳴。同時(shí)，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)更多地引導(dǎo)學(xué)生將生物學(xué)理論延伸到現(xiàn)實(shí)生活中，通過解釋身邊常見的生命現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)對生物核心概念的深入理解。

除了光合作用之外，高中生物學(xué)中還有很多核心概念。在進(jìn)行復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師可利用核心概念建立知識體系，進(jìn)而妥善處理教材中的相關(guān)資料，使得教材中的資源可以得到最大程度的利用。而在每一節(jié)課中，核心概念就是該節(jié)課的主線，教師可以采用不同的教學(xué)方法使主線更加清晰明了，如建構(gòu)模型、結(jié)合科學(xué)史以及情境教學(xué)等方法。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)需要對教師提供的材料進(jìn)行主動建構(gòu)。因此，在具體的教學(xué)過程中，教師可以依據(jù)建構(gòu)主義理論的指導(dǎo)，側(cè)重學(xué)生核心概念的構(gòu)建過程，使學(xué)生真正理解概念，并能將核心概念用于生活實(shí)際。