創(chuàng)設多種情境 助力概念教學
——以“細胞通過分解有機分子獲取能量”為例

上海市松江區(qū)立達中學 周 峰

“雙新”課改的不斷深入對概念教學提出了更高要求，即教師在設計和組織每個單元教學活動時，應當圍繞大概念和重要概念展開，依據(jù)重要概念精選恰當?shù)慕虒W活動和活動方式[1]。概念是人的思維對事物類化的產(chǎn)物，因此概念教學意在對學生思維進行培養(yǎng)，而情境創(chuàng)設意在調(diào)動學生感官與思維，當情境創(chuàng)設與概念教學相結(jié)合，就能有助于推動概念教學目標的落實[2]?，F(xiàn)以“細胞通過分解有機分子獲取能量”為例，將概念教學分為三個階段：誘導參與階段、概念建構(gòu)階段、概念遷移應用階段，創(chuàng)設多種情境，助力概念教學。

一、誘導參與階段

（一）創(chuàng)設生活情境

創(chuàng)設合適的生活情境， 并將其貫穿于整個概念教學中，在引發(fā)學生學習興趣、激發(fā)學生學習動機的同時，還能將抽象知識基于生活情境進行構(gòu)建， 引導學生力學篤行，進行有效教學[3]。

在本節(jié)教學一開始，教師為學生播放了傍晚時分螢火蟲在樹叢中飛舞的視頻，點點螢火，燦若星河，瞬間吸引了學生的注意力，輔以“螢火蟲的尾部為什么能發(fā)光”的問題，激發(fā)學生探究欲望。因概念具有邏輯性，所以整節(jié)課的概念教學都是圍繞“螢火蟲發(fā)光”這一情境進行的，學生在掌握本節(jié)概念教學目標的同時，也能夠解決與螢火蟲相關(guān)的實際生活問題。

（二）創(chuàng)設比較情境

“概念轉(zhuǎn)變”理論強調(diào)引發(fā)學生認知沖突是形成正確概念的重要一環(huán)。當學生發(fā)現(xiàn)利用前概念不能解決所面臨問題時，就會激發(fā)學習動機，產(chǎn)生學習欲望。 因此，在概念教學中可以通過創(chuàng)設比較情境，將前概念與新概念屬性互相對比，引起學生認知沖突。

在探討螢火蟲發(fā)光直接供能物質(zhì)時，班級有學生認為直接供能物質(zhì)應是葡萄糖，也有學生提出是脂肪，還有學生認為直接供能物質(zhì)應是糖原。 為驗證學生觀點是否正確，教師進行演示實驗，最終發(fā)現(xiàn)分別滴加葡萄糖溶液、昆蟲油和糖原溶液的三支試管都不能發(fā)出熒光，此時學生會對自己的前概念產(chǎn)生質(zhì)疑，形成認知沖突，教師立即向?qū)W生拋出一個新概念——ATP。

二、概念建構(gòu)階段

（一）創(chuàng)設表達情境

信息提取能力是學生處理習題、解決問題時應具備的首要能力， 近年來隨著命題者越來越注重問題的情境化，導致試題素材越來越貼近生活，以真實問題情境呈現(xiàn)的題干信息也越來越冗長，從而對學生獲取圖、文中關(guān)鍵信息的能力提出了更高的要求。為加強對學生獲取信息能力的培養(yǎng)，教師應充分利用課堂教學時間，以學生為本，根據(jù)學生認知活動規(guī)律，創(chuàng)設表達情境，讓學生充當教師角色，實現(xiàn)師生角色互換，在增進學生情感體驗的同時，培養(yǎng)學生信息提取和語言表述能力。

教材中的插圖往往通過具體的語言來詮釋抽象的知識，教師可利用插圖的特點，將講述插圖信息的過程交給學生來完成。 學生首先提取插圖中所蘊含的關(guān)鍵信息，再用科學規(guī)范的語言進行表述，加深對概念的理解，提升信息提取和語言表述能力。

滬科版高中生物必修一“分子與細胞”中本節(jié)內(nèi)容共有7 幅插圖， 教師先讓學生提取圖4—17ATP 分子結(jié)構(gòu)示意圖、圖4—18ATP 驅(qū)動細胞收縮示意圖等圖中關(guān)鍵信息，后用語言進行表述，最后教師進行點評和總結(jié)。 學生在講述插圖過程中可以自主得出ATP 名稱、結(jié)構(gòu)簡式、腺苷結(jié)構(gòu)和組成元素，以及了解ATP 驅(qū)動細胞收縮過程。

當學生在講述過程中，存有言語不規(guī)范、表述錯誤等問題時，需教師及時加以指導。如學生在講述教材中圖4—19ATP 與ADP 相互轉(zhuǎn)換示意圖， 能夠歸納出ATP 與ADP之間是可以相互轉(zhuǎn)換，但是對于ATP 合成所需能量的來源與ATP 釋放能量的去路存有一定誤區(qū)，很容易認為能量來源和去路相同，需要教師及時糾正，指出ATP 所釋放能量為生命活動提供直接能源，ATP 所儲存能量一般來源于有機物氧化分解。 由此引出下一題目：有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP。

（二）創(chuàng)設探究情境

概念本身具有抽象性，在概念教學中，教師可以將概念本質(zhì)屬性所涉及到的相關(guān)具體事物或者模型展現(xiàn)給學生，通過創(chuàng)設探究情境，引導學生自主發(fā)現(xiàn)問題，并在問題解決過程中提取事物本質(zhì)屬性，實現(xiàn)從具體事物到抽象概念的過渡。

在本節(jié)教學內(nèi)容中，教師采取了兩種探究方式：教學“哪種物質(zhì)為螢火蟲發(fā)光直接提供能量”時采用的是實驗探究，教學“有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP”時采用的是模型建構(gòu)探究。在探究“哪種物質(zhì)為螢火蟲發(fā)光直接提供能量”時，向?qū)W生呈現(xiàn)螢火蟲發(fā)光原理（見圖1）。

圖1 螢火蟲發(fā)光原理

1.提出問題，引導學生進行探究。

哪種物質(zhì)為螢火蟲尾部發(fā)光直接提供能量呢？ 提供實驗材料：試管、試管架、葡萄糖溶液、蒸餾水、ATP 制劑、昆蟲油、糖原溶液、螢火蟲發(fā)光器干燥后研磨成粉末（內(nèi)含熒光素酶）等。2.設計實驗，幫助學生理清實驗思路。

（1）依據(jù)實驗探究原則明確自變量、因變量與無關(guān)變量。

（2）以小組為單位設置對照組、實驗組，教師雖有演示在先，但考慮到探究實驗的規(guī)范性與完整性， 需進一步引導學生完善此內(nèi)容，完成設計表格（見表1）。

表1 各試管中加入的材料與結(jié)果記錄表

（3）呈現(xiàn)實驗方案。每小組派一名代表表述小組實驗操作流程，學生互評，師生針對實驗流程提出問題，進一步完善實驗設計。

3.實驗操作，培養(yǎng)實踐能力和小組協(xié)作精神。

每小組根據(jù)所完成的實驗設計，進行實驗操作，并觀察實驗現(xiàn)象。4.得出結(jié)論，養(yǎng)成歸納與概括的思維習慣。

學生描述實驗現(xiàn)象，概述ATP 功能屬性。 通過探究學生得知：為螢火蟲尾部發(fā)光提供能量的物質(zhì)是ATP。

為探究“有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP”，分別從物質(zhì)和能量的角度出發(fā)，提出問題：有氧呼吸分為幾個階段？每階段名稱是什么？每階段反應場所及反應物與產(chǎn)物有哪些？ 引導學生研讀教材，完成表格。

學生通過閱讀教材，填寫表格，初步構(gòu)建細胞有氧呼吸過程，但不能將細胞有氧呼吸各階段聯(lián)系在一起。 為將細胞有氧呼吸過程系統(tǒng)化，抽象知識直觀化與具體化，加深學生理解，教師通過模型搭建方式，將有氧呼吸過程回歸到細胞中，從學生已知有氧呼吸各階段名稱、反應物與產(chǎn)物的基礎上，在方框中填寫出物質(zhì)名稱，將有氧呼吸各階段聯(lián)系在一起，構(gòu)建有氧呼吸示意圖，歸納概述有氧呼吸總反應方程式，說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量。

總之，在探究情境中，學生結(jié)合教師所給出的具體事物或者模型進行探究，有利于使學生帶著問題自主思考、合作探究，總結(jié)出事物或者模型本質(zhì)屬性，實現(xiàn)從具體事物到抽象概念的跨越。

三、概念遷移應用階段

（一）創(chuàng)設問題情境

教學總結(jié)階段，教師應引導學生將本節(jié)教學目標進行歸納。 一方面， 有助于幫助學生梳理本節(jié)概念之間的邏輯關(guān)系與內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)學生積極思維，輔助學生記憶；另一方面，將具體情境中所形成的概念去情境化，可以明晰教學目標、突出教學重點、突破教學難點，幫助學生及時進行查漏補缺。 教師在這一環(huán)節(jié)中， 主要通過創(chuàng)設問題情境、構(gòu)建概念圖方式來完成。 教學中圍繞核心概念創(chuàng)設層次性的問題情境，提出核心問題，并將問題進行分解，層層遞進拋出問題串：

1.哪種物質(zhì)為螢火蟲發(fā)光直接提供能量？

（1）ATP 功能與結(jié)構(gòu)、組成元素有哪些？ ADP與AMP 全稱？

（2）ADP 如何為生命活動直接供能？

（3）ADP 與ATP 相互轉(zhuǎn)換， ATP 儲存能量來源與釋放能量去路分別是什么？

2.在有氧條件下，為螢火蟲發(fā)光直接供能物質(zhì)ATP 主要是如何產(chǎn)生的？

（1）有氧呼吸分為幾個階段？每階段名稱是什么？ 反應場所及反應物與產(chǎn)物？

（2）有氧呼吸的總反應式。

通過這些問題串， 學生對本節(jié)教學目標有了一個清晰認識，既能進一步梳理本節(jié)概念，理清知識點之間的聯(lián)系，形成概念圖，又有助于自我評價。

（二）回歸生活情境

學生概念建構(gòu)完成后， 需在解決實際問題中加深對概念的理解，這也是學生從知識水平到智慧技能過渡的最后一環(huán)節(jié)。 在此環(huán)節(jié)中，教師可圍繞新授導入時的生活情境，提出實際問題，難度應考慮到學生所要達到的智慧技能水平。 為啟發(fā)學生能夠舉例并理解ATP 與細胞有氧呼吸在生活中的應用，教師可提出問題：

1.ATP 熒光檢測儀廣泛應用于細菌微生物的快速檢測，利用所建構(gòu)概念，嘗試分析其中的生物學原理。

2.番茄保鮮：把番茄放在保鮮袋內(nèi)并扎好口，后將其放入冰箱冷藏， 一般可保存十天左右，請說明其中的生物學原理。

在新課標背景下， 將情境創(chuàng)設貫穿整個概念教學是很多一線教師都在積極探討的問題，需要教師不斷去鉆研。 當概念教學以情境為依托，能夠調(diào)動學生感官、激發(fā)學生在課堂教學中的參與度、誘導學生循序漸進構(gòu)建概念，以解決不同層次的問題，從而培養(yǎng)學生歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等思維，提高概念教學的有效性，落實學科核心素養(yǎng)。