“為了理解而教”的高中生物學概念教學策略

摘要：概念教學重視學生對生物學概念的深刻理解和意義構建。本文基于“為了理解而教”提出關于概念理解的四個特征，以“細胞膜的結(jié)構和功能”一節(jié)為例，闡釋如何運用概念理解的教學策略，實現(xiàn)學生從事實記憶到概念理解再到應用遷移的轉(zhuǎn)變。

關鍵詞：概念教學；概念理解；教學策略

文章編號：1003-7586（2024）05-0065-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

生物學概念是對生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律本質(zhì)屬性的反映，是生物學學科知識的主要組成部分和基本單位。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）建議教師圍繞生物學概念的組織開展教學活動，教學活動要有利于促進學生對生物學概念的建立、理解和應用。如何轉(zhuǎn)變?yōu)閭鬟f知識而教的教學，避免學生將知識程序化、刻板化？凱瑟琳·埃爾金（Catherine Z.Elgin）“為了理解而教”的理念為提高教學效益、深化概念理解提供了可行的思路。本文基于該理念闡釋概念理解的四個特征，在此基礎上提出高中生物學概念教學策略，并以“細胞膜的結(jié)構和功能”一節(jié)為例探索生物學概念教學的新路徑。

1概念理解的特征的闡釋

知識是一種靜止固化的成就。單純?yōu)閭鬟f知識的教學會使學生對知識的認識程序化、刻板化，限制學生思維的發(fā)展。依據(jù)凱瑟琳·埃爾金“為了理解而教”的理念，教學不應局限于程序化的知識傳授，應幫助學生主動建立已有的經(jīng)驗與新的事實之間的聯(lián)系，引導學生思考事實向概念的抽象與歸納，完成對概念的意義理解，構建內(nèi)在聯(lián)系的概念系統(tǒng)，并實現(xiàn)已有概念向未知情境的探索遷移。因此，概念理解作為一個開放的思維加工過程，具有事實性、程度性、整體性及遷移性這四個特征。

1.1事實性

概念理解的建立應以事實為基礎。學習者對事物的認知是對某一主題下事實的回應，這種回應是在個體已有的思維習慣之下形成的對事實產(chǎn)生的初級認識，并以此作為形成概念的基礎，可能是準確的，也可能是含糊的。在此基礎上，學習者通過初步了解生物學材料，觀察分析并形成對事實的客觀認識，再經(jīng)過分析比較、歸納概括提煉出生物學事實的本質(zhì)屬性或共性特征，進而形成對事實的科學認識，即生物學概念。

1.2程度性

概念理解是一個程度性的過程，即使一個認知主體對某一主題已具有相對完善的理解，也仍存在進一步改善的空間。學習者對生物學材料的認識從感性逐步轉(zhuǎn)化為理性，意味著對于概念的認識從事實表面趨向于本質(zhì)，是一個不斷深入的過程。依據(jù)事實初步形成的概念可以作為學習者判斷的工具，以此解釋其他的生物學事實。在這個過程中，學習者將不斷構筑概念與更多事實之間的有效連接，使事實與概念的聯(lián)系程度逐漸緊密。學習者也將進一步明確概念的內(nèi)涵并確定其適用范圍，進而修正和完善已有的概念，對概念的理解將逐步趨于穩(wěn)定。

1.3整體性

概念理解還是對某一主題下相關綜合信息的全面掌握。如前所述，學習者要通過對事實的認識形成概念，而客觀事物之間的內(nèi)在聯(lián)系必然決定概念間的關聯(lián)。概念與概念之間不是絕對獨立、完全割裂的，而是相互影響、經(jīng)緯交織的。學生只有擺脫概念彼此獨立的認知，尋求概念間的意義聯(lián)結(jié)，才能完成對概念的深刻認識和系統(tǒng)構建，從而在“自知”層面實現(xiàn)對知識的全面理解和結(jié)構性認識。

1.4遷移性

概念理解還具有遷移性。對某一主題下新問題的探索有助于推動學習者超越已有的知識和經(jīng)驗，并利用新知識進行深入探究。生物學概念是邏輯思維的起點，概念的遷移性能使學習者將舊事物的理解延伸到新事物上，在已有概念的“應用”層面向外延展，向未知情境中的遷移，進而使學習者面對陌生的情境和任務時能通過對問題進行整體辨析，識別其中的關鍵要素并與自身已有的概念體系建立聯(lián)系，靈活應用已有概念解決問題。

2基于概念理解的高中生物掌概念教學策略

細胞膜概念的建立是學生理解細胞基本結(jié)構的首要內(nèi)容，也是進一步理解細胞器的分工、細胞核的結(jié)構至關重要的概念基礎。教師在“細胞膜的結(jié)構和功能”一節(jié)的教學中，可依據(jù)概念理解的四個特點，運用相應的概念教學策略促進學生概念的建立、理解和應用。

2.1提供生物學事實，形成概念理解

科學概念的形成基于生物學事實，是高度抽象的知識，其邏輯形式和價值意義是需要深入思考才能掌握的緘默知識，教師僅靠傳授概念本身，很難完全讓學生深刻理解其中內(nèi)涵。依據(jù)《課程標準》中“教師需向?qū)W生提供生物學事實為學生的概念形成提供支撐”的要求，教師在教學中可以向?qū)W生提供形式多樣的生物學材料，引導學生感知生物學事實，將科學概念與生物學事實對接，從而幫助學生歸納推理，初步形成對生物學概念的理解。

細胞或細胞膜都是超出學生已有認知的微觀知識，教師應依據(jù)“認知結(jié)構”的可依賴性，幫助學生迅速形成對細胞膜的直觀認識，有效突破學生的認知屏障。教師以新鮮雞蛋為事實性材料，帶領學生觀察卵白與卵黃之間的卵黃膜，從視覺上直接感知細胞膜的真實存在。接著通過觀察動、植物細胞的電鏡照片，辨識細胞與細胞間界限分明的膜結(jié)構，進一步在微觀層面形成細胞膜的概念，為后續(xù)細胞膜功能和結(jié)構的學習建立清晰可辨的認知支點。

2.2設置探究性問題，深化概念程度

概念是判斷的工具，由其內(nèi)涵和外延組成，學生在新情境中準確識別相關名詞所屬概念的外延，能夠?qū)Ω拍顑?nèi)涵的表述做出更加科學完整的判斷。因此，教師可以根據(jù)學生的生活經(jīng)驗創(chuàng)設情境或直接提供信息資料，圍繞生物學概念組織設計探究性問題，引導學生利用初步形成的概念思考和解決問題，以問題引導學生深化概念內(nèi)涵，拓展概念外延，進而獲得明晰且穩(wěn)定的概念，幫助學生實現(xiàn)對概念本質(zhì)由淺層到深入的理解。

結(jié)構是功能的基礎，功能是結(jié)構的表現(xiàn)。用學生可直觀感知的實驗現(xiàn)象激發(fā)興趣，通過問題搭建由表象向機理的思維支架，可以引導學生探索發(fā)現(xiàn)細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的功能。教師以紫甘藍、蘿卜為實驗材料，如表1所示開展兩組實驗，并設置相關的探究性問題。

學生通過實驗一了解細胞膜具有控制物質(zhì)排出細胞的功能，通過實驗二進一步認識細胞膜能夠控制物質(zhì)進入細胞，從而建立細胞膜可以控制物質(zhì)進出細胞這一具體概念。教師再以冠狀病毒侵染人體細胞為例，使學生切身領悟到病毒和有害物質(zhì)能夠進入細胞，說明細胞膜對物質(zhì)進出的控制作用是相對的，即細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的能力是有限的，從而達成對細胞膜控制物質(zhì)進出的更深層次的理解。

2.3厘清概念間關聯(lián)，完成概念整合

每個學科都有其獨特的知識體系，所有與該學科有關聯(lián)的事實、論據(jù)、概念等都可以不斷地納入這個持續(xù)統(tǒng)一的體系之內(nèi)。通過學習，學生會逐漸形成對多個具體概念的理解，此時教師可以借用思維導圖等工具，幫助學生梳理概念間的聯(lián)系，從不同概念間的內(nèi)涵縱向細化概念屬性，從概念間的橫向聯(lián)結(jié)，完成對原有概念框架的擴充，形成高度結(jié)構化的知識網(wǎng)絡。

任何結(jié)構都有其物質(zhì)基礎，相應的結(jié)構必然決定其對應的功能。在本節(jié)小結(jié)部分，教師可以構建細胞膜的“成分－結(jié)構－功能”概念圖（見圖1），利用細胞膜成分引導學生將第2章細胞中的糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等相對孤立的概念相關聯(lián)，形成磷脂、糖類、蛋白質(zhì)是細胞膜組成成分的具體概念，并利用組成成分的特性對細胞膜的功能進行解釋，如磷脂的兩親性決定了細胞膜將細胞內(nèi)部環(huán)境與外界環(huán)境分隔等。最終，學生建立細胞膜“成分組成結(jié)構，結(jié)構決定功能”的系統(tǒng)性認識，從而整合形成有關細胞膜的完整概念網(wǎng)絡。

2.4創(chuàng)設問題情境，促進概念遷移

在陌生情境中，依據(jù)恰當?shù)母拍钤恚ㄟ^演繹推理，學生能對新事物或新情境作出正確的解釋或?qū)徤鞯呐袛?，從而?chuàng)造性地解決問題。教師可以將概念植入現(xiàn)實的生活情境，通過在真實情境中設置不斷深入的問題對學生循序漸進地引導，實現(xiàn)學生對生物學概念從理解到遷移的螺旋式上升，同時樹立科學知識服務人類、造福社會的思想觀念。

在學生構建細胞膜的概念網(wǎng)絡之后，教師以糖尿病的臨床表現(xiàn)與致病機制為引導，在問題探討的過程中幫助學生論證搪尿病癥狀與細胞膜的功能、成分等概念之間的關系，認識到細胞膜上的蛋白質(zhì)異常導致了物質(zhì)進出和細胞間信息交流等功能發(fā)生異常，從而引發(fā)糖尿病。通過強化概念的應用，促進學生對細胞膜結(jié)構與功能概念的遷移應用。同時也讓學生了解糖尿病的發(fā)病機制、危害及預防措施，養(yǎng)成健康的生活習慣，使學生深刻體會到生物學知識與社會問題之間的聯(lián)系。

3結(jié)語

概念教學是新課程改革后中學生物學教學的核心內(nèi)容，承載著培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)的重要意義?！盀榱死斫舛獭钡睦砟顬橹R而教，以通達為目的。它要求學生在充分感知、分析和理解事實的基礎上，主動生成概念，在概念深化及概念網(wǎng)絡延展的過程中，完成概念體系的全面構建，并能夠綜合性、創(chuàng)造性地解決復雜問題。這種以理解為認知內(nèi)核的學習，有助于學生在知識與真實世界之間建立全面的聯(lián)結(jié)，進而成長為概念的構建者、問題的解決者乃至未來的創(chuàng)造者。