以實(shí)驗(yàn)促進(jìn)初中生物學(xué)重要概念的理解

陸 娜 （寧夏石嘴山市惠農(nóng)區(qū)回民學(xué)校 寧夏石嘴山 753600）

1 “重要概念”在生物學(xué)教學(xué)中的地位

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》提出了50 個(gè)重要概念，在第4 部分實(shí)施建議的教學(xué)建議中提到要關(guān)注重要概念的學(xué)習(xí)。課程標(biāo)準(zhǔn)中指出：“概念是對(duì)事物的抽象或概括。生物學(xué)概念是生物學(xué)課程內(nèi)容的基本組成。生物學(xué)重要概念處于學(xué)科中心位置，包括了對(duì)生命基本現(xiàn)象、規(guī)律、理論等的理解和解釋，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)及相關(guān)科學(xué)具有重要的支撐作用?！保?］再者，《新版課程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)·初中生物》指出：“學(xué)好生物學(xué)重要概念是學(xué)好生物學(xué)的關(guān)鍵； 重要概念的內(nèi)涵決定教學(xué)的深度和廣度； 關(guān)注重要概念可以糾正教學(xué)誤區(qū)?！保?］在初中生物學(xué)課堂教學(xué)中必須重視概念教學(xué)。但概念并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的名詞解釋，它一般包含3 方面：術(shù)語、內(nèi)涵和外延，初中生理解概念有一定難度，因此，如何促進(jìn)學(xué)生對(duì)重要概念的理解是迫切需要解決的難題。筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)重要概念的理解。

2 具體措施

中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式包括演示實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)、親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查研究實(shí)驗(yàn)等幾種形式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)的基本形式之一，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，吸引學(xué)生的注意力，為學(xué)生學(xué)習(xí)重要概念提供學(xué)習(xí)情境。筆者認(rèn)為，在日常教學(xué)中圍繞重要概念設(shè)計(jì)一系列生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、好奇心、求知欲，讓學(xué)生在主動(dòng)動(dòng)手動(dòng)腦中理解、獲得生物學(xué)重要概念，并用自己的語言描述對(duì)概念的理解，進(jìn)而提高學(xué)生科學(xué)探究能力。

2.1 以關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)解決術(shù)語類概念術(shù)語是在特定學(xué)科領(lǐng)域用于表示概念的稱謂的集合，在我國又稱為名詞或科技名詞。在初中生物學(xué)教學(xué)中，許多術(shù)語類概念比較抽象，學(xué)生難以理解和表達(dá)。例如： 植物的光合作用、呼吸作用等概念，7年級(jí)學(xué)生理解較為困難。如何解決這一難點(diǎn)？ 光合作用——“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(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程”這一概念隱藏著幾個(gè)關(guān)鍵詞：光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物，其中光合作用的條件、產(chǎn)物可通過“綠葉在光下制造有機(jī)物”這一實(shí)驗(yàn)獲得。教師帶領(lǐng)學(xué)生做好分組實(shí)驗(yàn)，按照實(shí)驗(yàn)操作步驟先讓興趣小組選擇學(xué)校的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行黑暗處理、部分遮光，課上將葉片取下，進(jìn)行酒精脫色，漂洗，滴加碘酒，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出光合作用的產(chǎn)物是淀粉類有機(jī)物，縱觀實(shí)驗(yàn)整體得出光合作用的條件是光照，并通過教師演示金魚藻在光下放出氧氣實(shí)驗(yàn)，得出光合作用的另一產(chǎn)物是氧氣。再結(jié)合多媒體再現(xiàn)科學(xué)家已經(jīng)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論“綠葉在光下吸收二氧化碳”“植物的生活需要水”最終得出光合作用的概念。通過這一系列實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生分析、歸納、綜合，就很容易用自己的語言描述光合作用這一概念，表示學(xué)生理解了此概念。

再如： 在幫助學(xué)生形成并理解植物的呼吸作用這一概念時(shí)，教師提前2 天做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，將新鮮菠菜和等量經(jīng)沸水處理過的菠菜分別裝入2 個(gè)廣口瓶中密封，置于黑暗的柜子中。上課時(shí)請(qǐng)一位學(xué)生將點(diǎn)燃的蠟燭迅速伸到這2 個(gè)廣口瓶中，觀察蠟燭燃燒情況。學(xué)生發(fā)現(xiàn)新鮮菠菜，蠟燭火焰非常小，最后熄滅，而經(jīng)沸水處理的菠菜蠟燭火焰大。此時(shí)教師提問：為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的變化？ 學(xué)生分析，新鮮菠菜呼吸作用消耗了氧氣，所以蠟燭火焰熄滅，而經(jīng)沸水處理的菠菜細(xì)胞已死，不能進(jìn)行呼吸作用，從而說明了植物呼吸吸入的是氧氣。為了解決植物呼吸呼出的是二氧化碳?xì)怏w，課前2 天教師取2 個(gè)塑料袋，一個(gè)裝入新鮮菠菜，另一個(gè)不放任何材料，均密封置于柜子中。上課時(shí)取出，將這2 個(gè)袋子里的氣體通入澄清石灰水中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)裝有菠菜的那個(gè)袋子澄清石灰水變混濁，另一個(gè)沒變化。學(xué)生分析現(xiàn)象，原來裝有新鮮菠菜的塑料袋，植物進(jìn)行呼吸作用釋放了大量的二氧化碳?xì)怏w，說明植物呼吸作用呼出了二氧化碳?xì)怏w。通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生能用自己的語言表達(dá)呼吸的概念，說明學(xué)生理解了此概念。

通過實(shí)驗(yàn)，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的感知器官，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生始終處于思考狀態(tài)，幫助學(xué)生了解概念的來龍去脈，避免用死記硬背的方式學(xué)習(xí)概念，從而使學(xué)生很好地理解了這些抽象概念。

2.2 以關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)驗(yàn)解決內(nèi)涵類概念內(nèi)涵是一個(gè)概念所反映的事物本質(zhì)屬性的總和，也就是概念的內(nèi)容。例如：在幫助學(xué)生理解“綠色開花植物的生命周期包括種子萌發(fā)、生長(zhǎng)、開花、結(jié)果與死亡等階段”這一重要概念時(shí)，“綠色開花植物的生命周期”這一概念是一個(gè)內(nèi)涵類的概念。本校學(xué)生都來自于農(nóng)村，家里有玉米、蠶豆、向日葵、黃豆、辣椒等多種種子，讓他們將自己喜歡的種子種植在花盆里，定期澆水、適當(dāng)施肥，記錄并體驗(yàn)植物的一系列變化——萌發(fā)、生長(zhǎng)、開花、結(jié)果、死亡。學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)，觀察記錄，體驗(yàn)過程，從而理解綠色開花植物的生命周期。

再如：在幫助學(xué)生理解“科學(xué)探究包括提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)交流這幾個(gè)過程”這一重要概念時(shí)，教師通過一個(gè)簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn)就解決了這個(gè)要時(shí)刻應(yīng)用到科學(xué)探究的內(nèi)涵類概念。筆者將沙棗樹、楊樹的枝條插入裝有紅墨水和清水的瓶中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，學(xué)生發(fā)現(xiàn)裝有紅墨水瓶中的植物枝條和葉片背面都是紅色的，此時(shí)教師提問：觀察到此現(xiàn)象你會(huì)提出什么問題？ （沙棗葉為什么會(huì)變紅？ ）學(xué)生作出假設(shè)：水分能從莖運(yùn)輸?shù)饺~片上，植物莖和葉內(nèi)肯定有導(dǎo)管。如何證明該假設(shè)？ 學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃并實(shí)施（用小刀橫切莖和葉片），通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論（發(fā)現(xiàn)莖的橫切面是紅的）。教師組織學(xué)生表達(dá)交流。學(xué)生通過實(shí)際操作已經(jīng)知道了實(shí)驗(yàn)探究的過程，此時(shí)教師直接告訴學(xué)生生物科學(xué)探究包括提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)交流這幾個(gè)過程，并指出以后的探究活動(dòng)都根據(jù)這幾個(gè)過程開展，學(xué)生就非常容易理解和應(yīng)用了。

通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)施并享受整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，從而理解內(nèi)涵類概念，知道概念并不是空洞的，它的內(nèi)涵很豐富通過實(shí)驗(yàn)很容易理解。

2.3 以親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)解決外延類概念 外延指的是概念所適用的范圍、延伸。例如：在幫助學(xué)生理解“反射”這一重要概念時(shí)，除引導(dǎo)學(xué)生明確反射的內(nèi)涵之外，還要讓學(xué)生知道反射的種類包括非條件反射和條件反射這一外延。在教學(xué)過程中，教師先播放視頻：演示“膝跳反射”進(jìn)行示范，學(xué)生認(rèn)真觀看視頻，并2 人一組親自體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生情緒高漲，有的成功，有的失敗。此時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生分析成功的關(guān)鍵和失敗的原因： 成功是因?yàn)橄ヌ瓷鋪聿患八伎?，不是由大腦控制的。失敗的原因是大腦預(yù)先準(zhǔn)備好強(qiáng)行控制不讓小腿跳起。引導(dǎo)學(xué)生分析膝跳反射的神經(jīng)中樞在脊髓，膝跳反射是人生來就會(huì)做的事情，像這樣生來就有的、先天性的反射叫做非條件反射，而實(shí)驗(yàn)失敗的原因是因?yàn)榇竽X參與了，這種反射稱之為條件反射，它是在生活的過程中形成的，是以非條件反射為基礎(chǔ)建立起來的比較復(fù)雜的反射活動(dòng)。學(xué)生通過親身體驗(yàn)，充分體驗(yàn)、理解了反射的2 種類型，并能判斷、舉例非條件反射和條件反射的具體事例。

又如：在幫助學(xué)生理解“生物與環(huán)境相互依賴、相互影響”這一重要概念時(shí)，生物對(duì)環(huán)境的形態(tài)適應(yīng)方式“保護(hù)色”就屬于這一概念的外延。課前，筆者讓學(xué)生裁剪好形狀、大小數(shù)目一樣、顏色不同（白、紅、黃、綠、藍(lán)）的窗花，課上讓學(xué)生將窗花放在大紅紙上，此時(shí)每組請(qǐng)1 位學(xué)生上來，讓他們先轉(zhuǎn)過身，教師將窗花在紅紙上隨意擺放，讓學(xué)生跟隨教師的指令轉(zhuǎn)身迅速拿窗花，每組另選代表統(tǒng)計(jì)這4 位學(xué)生所抓窗花的顏色，并多次實(shí)驗(yàn)取平均值。學(xué)生最后發(fā)現(xiàn)所抓窗花中紅色的最少。通過親身體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)顏色與背景色一致不容易被發(fā)現(xiàn)，學(xué)生因此很容易就理解了保護(hù)色。

通過親身體驗(yàn)，學(xué)生的積極性被充分調(diào)動(dòng)，在和諧愉悅的學(xué)習(xí)氛圍中，加深了對(duì)概念的理解。

總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是一門藝術(shù)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織與創(chuàng)新，直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣和理解程度，尤其是對(duì)重要概念的理解。在生物學(xué)教學(xué)中，教師若能運(yùn)用各種生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)，活躍課堂氣氛，引導(dǎo)學(xué)生積極參與，既可培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生又能在樂趣中習(xí)得生物學(xué)概念。根據(jù)具體的教學(xué)條件，適當(dāng)選用恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)突破重要概念教學(xué)，可起到事半功倍的效果。