例談利用教材圖表生成生物學(xué)概念的策略

鄭丹

[摘? ?要]生物學(xué)概念是生物教學(xué)的重中之重，而教材中的圖表可以作為載體，幫助生成生物學(xué)概念。以《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》的教學(xué)為例，闡述在建構(gòu)主義理論的指導(dǎo)下，如何有效利用教材圖表生成生物學(xué)概念。

[關(guān)鍵詞]教材圖表;生物學(xué)概念;生態(tài)系統(tǒng);能量流動;建構(gòu)主義

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）32-0078-02

生物學(xué)概念是生物本質(zhì)屬性的思維形式，反映了生命現(xiàn)象的本質(zhì)特征，準(zhǔn)確地概括了生物學(xué)事實(shí)的共同屬性，所以說生物學(xué)概念是抽象的。傳統(tǒng)的生物學(xué)概念教學(xué)，一般采取“教師講，學(xué)生背”的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式忽視了學(xué)生的知識背景，沒有顧及學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，學(xué)生很難理解概念的本質(zhì)特征，對概念的內(nèi)涵與外延把握不到位，更不能應(yīng)用概念解釋或解決具體問題。

教材圖表是高中生物知識的重要載體，它是對生物知識直觀形象的高度概括。以這些圖表作為載體，激活學(xué)生的思維，是非常有利于強(qiáng)化學(xué)生對概念的理解和運(yùn)用的。本文以人教版生物必修3中《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》一節(jié)為例，說明如何利用教材圖表生成生物學(xué)概念。

一、利用教材圖表，創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)情境是一個(gè)支持和促進(jìn)學(xué)習(xí)的場所。因此，教學(xué)就是要創(chuàng)設(shè)各種學(xué)習(xí)情境，幫助學(xué)生利用先前的知識和已有的經(jīng)驗(yàn)在當(dāng)前情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)和認(rèn)知，而本節(jié)課情境的創(chuàng)設(shè)是從教材圖表開始的。

首先，展示教材第93頁的 “問題探討”，引導(dǎo)學(xué)生觀看其中的“大洋中的荒島”圖（如圖1），提出問題：如果你像魯濱孫一樣流落到荒島上，身邊僅有一只母雞和15 kg玉米，你是先吃雞，還是先吃玉米？哪種生存策略能讓你生存得更久？運(yùn)用教材圖示，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生利用先前知識寫出食物鏈（網(wǎng)）（如圖2）并分析兩種生存策略的不同。最后，教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”相關(guān)知識，讓學(xué)生初步了解能量流動與食物鏈的聯(lián)系，為“能量流動”概念的生成埋下伏筆。

二、利用教材圖表，引導(dǎo)探究，生成概念

建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的主體作用，教師只是給學(xué)生提供資料，引導(dǎo)、幫助、支持學(xué)生建構(gòu)知識，所以對于“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”概念的教學(xué)，教師要利用教材圖表，引導(dǎo)探究，從而讓學(xué)生自主形成結(jié)論，進(jìn)而生成并理解概念。

1.利用教材圖表，增添細(xì)化，生成概念

教師展示教材第93頁的圖示（如圖3），引導(dǎo)學(xué)生分析相關(guān)信息。

通過分析，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)每個(gè)“個(gè)體”的能量都有輸入和輸出（儲存和散失）。如果將圖中的“個(gè)體”改成“種群”，又會怎樣？ 引導(dǎo)學(xué)生思考，總結(jié)出圖4（教材第93頁圖示），并進(jìn)一步細(xì)化（如圖5）。

上述過程中，學(xué)生初步建立了能量流動的基本思路，也生成了“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”的概念。但是概念的教學(xué)到這是完全不夠的。概念除了有基本含義外，還有內(nèi)涵和外延（深度和廣度）。落實(shí)了概念的基本含義后，教師應(yīng)針對“傳遞”提出問題：輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量來自哪里？又去了哪里？從而引出“能量流動的過程”，深化能量流動的概念。

2.利用教材圖表，構(gòu)建模型，深化概念

關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的過程，教材中給出了兩幅示意圖，但由于學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，大部分學(xué)生看不懂，也難以理解。對此，教師可在教材圖表的基礎(chǔ)上，將圖示分解簡化，逐步建構(gòu)概念，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地完成對“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”概念的深化理解。

第一步，形成能量流動的基本過程。

在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)了解了能量流動是沿著食物鏈（網(wǎng)）進(jìn)行的，所以可引導(dǎo)學(xué)生畫出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程基本圖解（如圖6）。

第二步，形成能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程。

要求學(xué)生閱讀教材第94頁第2段，小組合作、討論，試著畫出能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程圖解（如圖7）。

第三步，形成能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程。

要求學(xué)生分析能量流經(jīng)第一、第二營養(yǎng)級的不同，畫出能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程圖解（如圖8）。

在這一過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生理解“同化量”，同時(shí)根據(jù)圖解分析出：同化量=攝入量-糞便量。這樣，學(xué)生很好地理解了能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程。以此類推，能量流經(jīng)第三營養(yǎng)級、第四營養(yǎng)級亦如此。

那么，在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動又是怎樣進(jìn)行的呢？

第四步，形成生態(tài)系統(tǒng)能量流動的全過程。

在上述三步的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過合作探究，完成了對能量流動的定性分析（如圖9），由此總結(jié)出各營養(yǎng)級的能量的“一條來源”：來自于太陽能和上一營養(yǎng)級;“三條去路”：呼吸作用所散失、被分解者利用、被下一營養(yǎng)級利用。最終幫助學(xué)生完成了生態(tài)系統(tǒng)能量流動概念的深化理解。

3.利用教材圖表，進(jìn)行圖表轉(zhuǎn)化，量化概念

教師展示圖10，引導(dǎo)學(xué)生通過本圖，分析數(shù)據(jù)，完成表1，計(jì)算出各個(gè)營養(yǎng)級之間的能量出入比。

通過上述一系列活動，總結(jié)出能量流動的特點(diǎn)：單向流動，逐級遞減;傳遞效率為10%～20%，從而解釋圖10中箭頭有“方向”和“粗細(xì)”之分的原因。

三、利用教材圖表，運(yùn)用概念解決具體問題

學(xué)習(xí)知識的目的是應(yīng)用，概念學(xué)習(xí)也是如此。只有通過對所學(xué)概念的具體應(yīng)用，即在新情境中解釋或解決具體問題，才能使概念內(nèi)化到相關(guān)概念體系中去，形成新的知識體系，實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)化。對于“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”概念的運(yùn)用，可做如下處理。

問題1：魯濱孫如何做出科學(xué)決策？

通過整節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能很快做出決策：策略1（見圖2）較好，因?yàn)槭澄镦溤蕉蹋怂@得的能量越多。

問題2：為什么食物鏈一般不超過五個(gè)營養(yǎng)級？

利用教材圖表“能量金字塔”（圖11）可以解析為何生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般為4～5級。因?yàn)樵谝粋€(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。

總之，在建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下，以構(gòu)建模型為思路，利用教材圖表生成生物學(xué)概念是可行、有效的。在利用教材圖表幫助學(xué)生生成生物學(xué)概念時(shí)，學(xué)生通過觀察、分析、討論和總結(jié)，最后生成了生物學(xué)概念，這樣的學(xué)習(xí)過程充滿了樂趣和激情，學(xué)生對知識的掌握也更為牢固。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 王蓉.例談有效運(yùn)用插圖建構(gòu)重要概念的教學(xué)策略[J].中學(xué)生物教學(xué)，2017（10）：22-23.

[2]? 黃志堅(jiān). “生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”（第1課時(shí)）的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)通報(bào)， 2012（12）：18-20.

（責(zé)任編輯? 黃春香）