優(yōu)化概念教學(xué)，提高教學(xué)效率

姚友美

一、案例背景

生物概念常以最簡潔的語言概括事物的本質(zhì)和屬性，是生物學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，是學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)的基石?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)于生物學(xué)概念的學(xué)習(xí)提出了相關(guān)要求：“注重使學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué)，倡導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念。”《標(biāo)準(zhǔn)》課程目標(biāo)要求學(xué)生“獲得生物學(xué)基本事實(shí)、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識(shí)”。不僅課程標(biāo)準(zhǔn)重視概念知識(shí)、關(guān)注概念學(xué)習(xí)，近年來生物高考也更加注重考查學(xué)生對(duì)概念的掌握和應(yīng)用水平，但在日常教學(xué)中經(jīng)常會(huì)聽到學(xué)生抱怨：“生物難學(xué)”，“生物知識(shí)又多又雜還難”，等等，學(xué)生抱怨和畏難的原因之一就是高中生物有大量概念需要識(shí)記、理解、運(yùn)用，僅必修教材中比較重要的概念就約有450個(gè)，平均每節(jié)課要涉及4—5個(gè)重要概念，而當(dāng)前生物概念教學(xué)效率不太高，很多學(xué)生不僅學(xué)得困難成績還不太理想。如何在高中生物課堂中有效地開展、強(qiáng)化生物概念教學(xué)，幫助學(xué)生理解和積累生物學(xué)概念，把握概念間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化，并在此基礎(chǔ)上解決生物學(xué)問題，已成為每一個(gè)高中生物老師面臨的、要研究和解決的難題。

二、案例描述

3月29日，我參加了一項(xiàng)關(guān)于關(guān)于優(yōu)化概念教學(xué)提高課堂教學(xué)效率的教研活動(dòng)，有幸去南京外國語學(xué)校聽了兩節(jié)關(guān)于概念教學(xué)的課，其中一節(jié)是陳老師上的高一新授課——“DNA分子結(jié)構(gòu)”。

上課開始陳老師拿出了三個(gè)興趣小組學(xué)生制作的DNA雙螺旋模型，這是學(xué)生課前自學(xué)后制作的，當(dāng)時(shí)就感覺這些學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力都很強(qiáng)。陳老師以這些模型引入課題，隨后展示“資料1”，引導(dǎo)學(xué)生回憶DNA的基本單位脫氧核苷酸的組成和種類，這是“溫故知新”，在學(xué)生已有知識(shí)框架上增加新知識(shí)，我上課時(shí)也是這樣操作的。但隨后陳老師在學(xué)生鞏固了原有知識(shí)后，要求學(xué)生利用已發(fā)下去的教學(xué)模具，每人制作兩個(gè)脫氧核苷酸模型。此時(shí)我就感覺此法甚好，我也上過相關(guān)內(nèi)容，但是制作模型是在DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)性內(nèi)容講授完之后才開始的，沒有如陳老師這般逐步構(gòu)建模型，逐步引導(dǎo)學(xué)生形成相關(guān)概念。而且要求每個(gè)學(xué)生制作兩個(gè)脫氧核苷酸，這既杜絕了“渾水摸魚”又調(diào)動(dòng)了每個(gè)人的積極性，學(xué)生也在制作過程中強(qiáng)化了相關(guān)概念。果然當(dāng)每個(gè)同學(xué)舉起雙手展示成果時(shí)，課堂氣氛就更活躍了，在后面聽課的我，看著學(xué)生可愛的模樣也感覺一樂。這時(shí)陳老師開始全面巡視觀察了，這是找什么呢？——典型錯(cuò)誤，她展示出一對(duì)一錯(cuò)的兩個(gè)模型，問道：“同學(xué)們看看這兩個(gè)模型哪個(gè)是對(duì)的？”學(xué)生開始觀察后指出：“左手的對(duì)”、“堿基、磷酸應(yīng)該在兩邊”，這一環(huán)節(jié)加深了學(xué)生對(duì)脫氧核苷酸整體結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生也小有成就感。陳老師趁熱打鐵展示“資料2”，請(qǐng)學(xué)生觀察討論脫氧核苷酸如何連接一條鏈，之后教師總結(jié)“兩個(gè)相鄰脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接磷酸和脫氧核糖，形成鏈狀結(jié)構(gòu)”。學(xué)生儲(chǔ)備了相關(guān)理論知識(shí)后，陳老師的下一項(xiàng)要求也下達(dá)了：“現(xiàn)在請(qǐng)每個(gè)同學(xué)動(dòng)手將自己制作的兩個(gè)脫氧核苷酸連接起來”，學(xué)生完成后展示陳果時(shí)，老師又來“找錯(cuò)”了，成功找到了一個(gè)“典型”，舉起來請(qǐng)學(xué)生觀察：“這個(gè)模型對(duì)嗎？”學(xué)生仔細(xì)觀察之后回答：“不對(duì)。”陳老師追問：“為什么？怎么更改？”學(xué)生：“上下兩個(gè)堿基應(yīng)該是平行的，轉(zhuǎn)一下。”這時(shí)的學(xué)生不管是做對(duì)的還是做錯(cuò)的，對(duì)脫氧核苷酸鏈的連接方式和磷酸二酯鍵的印象就更深了，陳老師又要求制作第二條鏈，學(xué)生就加深了對(duì)脫氧核苷酸鏈結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。一環(huán)接一環(huán)，下一步的教學(xué)內(nèi)容就緊接而來了，“資料3——堿基互補(bǔ)配對(duì)：A=T，G=C，DNA是兩條鏈”，“那么兩條鏈如何連接？”學(xué)生小組討論起來，然后開始制作DNA的平面結(jié)構(gòu)，陳老師巡視并指導(dǎo)，小組模型制作好之后，教師挑選出兩個(gè)：“請(qǐng)學(xué)生觀察有沒有錯(cuò)？”因?yàn)椴煌瑝A基對(duì)有不同顏色，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)了問題：“左邊那組模型的堿基配對(duì)錯(cuò)誤。”陳老師適時(shí)重申配對(duì)原則，然后又舉起兩組模型：“這兩組又是哪個(gè)對(duì)呢？”下面就有學(xué)生笑了“像蟲子的那個(gè)不對(duì)”。DNA分子每一條鏈都有一個(gè)游離磷酸基團(tuán)，那組模型的游離磷酸在了DNA兩條鏈的同一端，這就表示兩條鏈?zhǔn)峭蚱叫卸皇欠聪蚱叫?。“反向平行”這一知識(shí)點(diǎn)，如果學(xué)生不仔細(xì)看圖、認(rèn)真思考就會(huì)忽略，且教學(xué)模具的脫氧核糖是圓的而不是課本中的五邊形，學(xué)生容易制作出“蜈蚣”形狀的DNA。制作模型時(shí)將游離的磷酸放在“對(duì)角線”的兩頭，才可以體現(xiàn)“反向平行”。我上課時(shí)引導(dǎo)學(xué)生觀察圖片上“脫氧核糖”的方向得出該知識(shí)點(diǎn)，陳老師在學(xué)生自主學(xué)習(xí)出錯(cuò)時(shí)才將“DNA兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)欠聪蚱叫小边@一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加以強(qiáng)調(diào)，這種方法透著探究學(xué)習(xí)的思想，學(xué)生制作模型、比較不同之后獲得正確認(rèn)識(shí)，效果更好。因?yàn)閷W(xué)生“撞南墻”之后對(duì)正確知識(shí)的印象更深，對(duì)自己“摸索”得來的知識(shí)記憶更深刻，理解更全面些，學(xué)習(xí)效果比教師直接“注入”或“強(qiáng)調(diào)”幾遍的更好。在學(xué)生掌握DNA平面結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師給出了“資料4——DNA的空間結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu)”，問道：“怎樣形成螺旋狀呢？”學(xué)生對(duì)此很清楚：“擰一下，”陳老師挑選出一組的模型并擰起來：“這一組做得很長，同學(xué)們看，這雙螺旋結(jié)構(gòu)是不是很明顯”，“是，我也再做一些接上去”，有學(xué)生對(duì)長長的DNA很感興趣，接著制作起來。隨后陳老師進(jìn)行了下一環(huán)節(jié)的教學(xué)：“現(xiàn)在請(qǐng)各組派出一個(gè)代表，上來展示一下你們組的成果，其他同學(xué)看看，這幾個(gè)DNA是不是一樣？”學(xué)生觀察之后表示：“不一樣?！苯處熥穯枺骸盀槭裁床煌?？”同學(xué)們有了不同的答案：“長短不同”，“堿基對(duì)不一樣多”，“堿基對(duì)排列順序不同”……陳老師又問：“那么，這些不同能反映DNA的什么結(jié)構(gòu)特性呢？有很多種是什么特性？一組一個(gè)樣是什么特性？”學(xué)生討論后回答：“多樣性、特異性?！标惱蠋熥穯枺骸岸鄻有允怯卸嗌俜N？”學(xué)生思考起來，教師板書演示了一個(gè)有ATCG四個(gè)堿基對(duì)的DNA片段，然后問道：“如果再增加一對(duì)，可能有幾種？”學(xué)生：“四種?！苯處熧澩⒆穯枺骸斑@個(gè)位置再增加一對(duì)，有幾種？”學(xué)生：“四種?！标惱蠋熥穯枺骸澳窃黾觾蓚€(gè)堿基對(duì)，共有幾種排列順序？”學(xué)生：“四乘四，八種?！标惱蠋熥穯枺骸叭绻黾觧對(duì)，就是……”學(xué)生齊答：“4n?！标惱蠋熆偨Y(jié)：“這就是多樣性的計(jì)算方法4n，n是堿基對(duì)。每個(gè)DNA有各自的排列順序，所以具有特異性。DNA的第三個(gè)特性是穩(wěn)定性，從哪里體現(xiàn)？”學(xué)生：“磷酸和脫氧核糖交替鏈接構(gòu)成基本骨架、雙螺旋結(jié)構(gòu)?！敝链酥饕谡n內(nèi)容告一段落，進(jìn)入小結(jié)和練習(xí)鞏固環(huán)節(jié)。

這一節(jié)課上，學(xué)生在制作DNA模型和不斷挑錯(cuò)糾錯(cuò)的過程中，一步步構(gòu)建出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)這一概念，既從感性層面觀察、認(rèn)識(shí)了DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又從邏輯層次上理解掌握了DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特性。從學(xué)生課堂反應(yīng)和鞏固練習(xí)看，通過構(gòu)建模型構(gòu)建概念的教學(xué)模式，課堂教學(xué)效率比“注入式”或“說文解字式”的教學(xué)模式高，教學(xué)效果更好些。

三、案例反思

陳老師的這節(jié)課上，學(xué)生通過制作模型逐步構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的概念，在制作模型過程中對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有了很深的認(rèn)識(shí)。雖然我上課時(shí)也讓學(xué)生制作模型，但對(duì)比陳老師的授課模式教學(xué)方式來看，陳老師的更勝一籌。因?yàn)槲疑险n時(shí)是將DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)全部教授下去，才讓學(xué)生制作模型，實(shí)際上這依然是講授式的教學(xué)，制作模型起的是驗(yàn)證和鞏固的作用，模型有助于學(xué)生觀察DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，感性地認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)特性，但并沒有真正起到幫助學(xué)生構(gòu)建概念的作用，這不是高效的概念教學(xué)。

什么是概念教學(xué)？怎樣進(jìn)行更有效，更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，更有助于學(xué)生掌握生物概念？這是值得研究的問題，也是一線教師面臨的難題。我認(rèn)為概念教學(xué)的淺層含義就是教師教授學(xué)生概念及相關(guān)知識(shí)或技能，提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。為了提高課堂教學(xué)效率，就需要優(yōu)化概念教學(xué)，教師要注重學(xué)生前概念的了解，教授的過程、方法都要因?qū)W情而異，基于學(xué)生的認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)教學(xué)，幫助學(xué)生建構(gòu)概念，更好地落實(shí)和實(shí)踐生物科學(xué)素養(yǎng)的課程理念和實(shí)現(xiàn)生物學(xué)的三維課程目標(biāo)。[美]J·S·布魯納曾說：“概念學(xué)習(xí)是人類學(xué)習(xí)的核心。”生物學(xué)概念不僅是生物學(xué)科領(lǐng)域中的基礎(chǔ)內(nèi)容，而且反映了學(xué)習(xí)者的知識(shí)和能力水平及對(duì)概念的掌握和應(yīng)用水平。高中生物概念雖然很多但很重要，正確認(rèn)識(shí)和運(yùn)用生物概念，不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)的基石，而且有助于提高分析綜合等思維能力和生物學(xué)素養(yǎng)，因此加強(qiáng)概念教學(xué)優(yōu)化概念教學(xué)是提高生物教學(xué)效率的重要方法。

優(yōu)化概念教學(xué)，實(shí)施有效概念教學(xué)策略的原則有：科學(xué)性、趣味性、參與性、應(yīng)用性、可測(cè)性。現(xiàn)在多是用“注入式”或“說文解字式”的生物概念教學(xué)模式，這種教師灌輸和學(xué)生死記硬背的教學(xué)模式不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲和積極性，課堂教學(xué)效率較低。課堂上有機(jī)地將概念呈現(xiàn)給學(xué)生，才能有效提高課堂效率，而作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生，主觀能動(dòng)性充分發(fā)揮了，積極性、求知欲調(diào)動(dòng)起來了，課堂教學(xué)才能順利進(jìn)行，概念教學(xué)效率才能提高。陳老師的這節(jié)課，學(xué)生在制作模型和糾錯(cuò)的一系列活動(dòng)中提高了學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)機(jī)，提高了參與度和課堂的趣味性。模型一步步從小到大的制作——從基本單位脫氧核苷酸到脫氧核苷酸單鏈再到雙鏈、平面結(jié)構(gòu)、立體雙螺旋結(jié)構(gòu)，知識(shí)點(diǎn)一點(diǎn)一點(diǎn)有機(jī)地從簡單到復(fù)雜的呈現(xiàn)，更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生更容易接受，并在每一制作環(huán)節(jié)之后都有“比較、挑錯(cuò)、糾正”的小環(huán)節(jié)，在對(duì)比中評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果、強(qiáng)化正確認(rèn)知，模型糾錯(cuò)和習(xí)題鞏固環(huán)節(jié)提高了教學(xué)的可測(cè)性和應(yīng)用性。這種用構(gòu)建模型的方法學(xué)習(xí)復(fù)雜抽象的概念，比灌輸、死記硬背的更易于理解掌握，運(yùn)用起來更靈活。這種模型方法在很多章節(jié)教學(xué)中都可以應(yīng)用，如學(xué)生在學(xué)習(xí)呼吸作用時(shí)也可以適當(dāng)應(yīng)用，讓學(xué)生閱讀、討論后逐步構(gòu)建有氧呼吸的三階段模型。

陳老師通過引導(dǎo)學(xué)生制作模型構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)概念的教學(xué)方法很有效，但有些生物概念的學(xué)習(xí)需要教師引導(dǎo)學(xué)生探究，才能更好地形成概念、理解概念，甚至有時(shí)還需要增加實(shí)踐的機(jī)會(huì)，學(xué)生才能更好地掌握、應(yīng)用生物概念，從而不僅能運(yùn)用生物學(xué)概念解題，更能應(yīng)用到社會(huì)生活中。如光合作用這樣的核心概念，形成概念的前提在于光合作用的發(fā)現(xiàn)史，重點(diǎn)在葉綠體進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，難點(diǎn)在影響光合作用的因素和生活生產(chǎn)實(shí)踐中的原理應(yīng)用。教學(xué)中學(xué)生可在教師引導(dǎo)下進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，研究光合作用過程圖學(xué)習(xí)光合作用過程，思考、探究影響光合作用因素及實(shí)踐應(yīng)用，構(gòu)建概念圖并使知識(shí)結(jié)構(gòu)化。在教學(xué)中要?jiǎng)?chuàng)設(shè)良好的概念教學(xué)生態(tài)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，以學(xué)生為中心進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生在構(gòu)建光合作用這一核心概念的同時(shí)體會(huì)學(xué)習(xí)的樂趣，而教師起好引導(dǎo)的作用、導(dǎo)演的作用就很好了。當(dāng)然如果是復(fù)習(xí)課，就可以以題目為載體進(jìn)行概念教學(xué)，分析、比較、綜合、運(yùn)用之后理解掌握概念形成知識(shí)網(wǎng)。

教無定法，有效的概念教學(xué)策略方法很多：概念圖、講授（歸納式、演繹式）、維恩圖、探究、討論、游戲、角色扮演，等等，不同的教學(xué)內(nèi)容、不同的學(xué)情可以用不同的方法或者多種方法，如DNA結(jié)構(gòu)這節(jié)課可以利用“回眸歷史—解開DNA分子結(jié)構(gòu)之謎”的科學(xué)史創(chuàng)設(shè)問題情境，利用生物學(xué)事實(shí)設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家們走過的道路一步步探究、構(gòu)建出DNA的模型。也可以借助現(xiàn)代的教育技術(shù)手段如微視頻等輔助概念教學(xué)，提高教學(xué)效率。當(dāng)然不管用什么教學(xué)方法方法，教師的正確引導(dǎo)、講解是必要的，學(xué)生的記憶、反復(fù)練習(xí)也是必要的。

概念教學(xué)方法很多，但它的核心任務(wù)是糾正、補(bǔ)充、完善學(xué)生的前概念，建構(gòu)正確概念和認(rèn)知體系。每一個(gè)概念都有內(nèi)涵和外延，生物學(xué)概念的內(nèi)涵是指反映生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的本質(zhì)特征；外延是指內(nèi)涵所適應(yīng)的范圍和條件，準(zhǔn)確理解概念的內(nèi)涵和外延是掌握概念的先決條件。學(xué)生真正明白概念的內(nèi)涵和外延，才能區(qū)分相似概念、歸納相關(guān)概念，并最終建立概念體系、構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)。例如：基因的概念——基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段?！斑z傳效應(yīng)”“DNA”是基因概念的內(nèi)涵，體現(xiàn)了基因的本質(zhì)是DNA，作用是控制蛋白質(zhì)合成、生物性狀?；蚺c脫氧核苷酸、DNA、染色體的關(guān)系，基因的存在場(chǎng)所等是基因概念的外延，教授基因概念時(shí)可以借助維恩圖或列表幫助學(xué)生理解。

生物概念是生物學(xué)科理論的基礎(chǔ)和精髓，高中生物概念教學(xué)已經(jīng)是大勢(shì)所趨，研究概念教學(xué)，優(yōu)化概念教學(xué)，提高教學(xué)效率已成為生物教師的重要任務(wù)。我將在教學(xué)過程中繼續(xù)探索更適合學(xué)生的概念教學(xué)法，提高教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。