試論高中生命科學概念教學的有效性方法

摘要：本文論述了高中生命科學概念教學的重要性和必要性，分析了高中生命科學概念的內涵與外延。根據筆者多年的教學實踐，系統探討了高中生命科學概念教學的有效方法與策略。

關鍵詞：高中生命科學；概念教學；有效性；方法

中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1005-5843(2009)04-0098-03

生命科學概念是反映生物學本質屬性及特征的思維形式。正確地理解和掌握生命科學概念是我們學習生物學知識和發展生物學能力的工具；是觀察生命現象、提出生命問題、推理生命規律、生命原理及實現生物科學技術在人類社會各方面發揮作用的基礎。

概念教學是生命科學教學的基礎，對教學效果起著舉足輕重的作用，然而數以百計的概念讓不少學生頭疼，常見的問題是概念混淆、寫錯別字、記憶不牢等等，嚴重影響了學生對相關問題的解決。

概念學習有兩種途徑：一是從大量具體例證出發，通過歸納的方法抽取一類事物的共同屬性，從而獲得概念；二是利用學生認知結構中原有的有關概念，以定義的方式直接向學生揭示概念的關鍵特征。一般來說，前一種方式有利于學生對概念的深入理解和記憶；后一種方式簡便易行，效率較高。現行上海市高中生命科學教材側重于第一種方式，希冀通過學生自主學習，來獲取相關概念，出發點無疑是好的，對部分優秀學生的確能起到較好的作用。但對大部分學生來說，還難以適應這一方法。構建高中生命科學概念體系，利用布魯納的學習論來強化學生對核心概念的學習，進而掌握從屬概念，不失為大部分學生掌握知識的重要途徑。因此，兩種方式并舉，定能提高全體學生學習生命科學的效率。

在課堂教學中不管以何種方式獲得概念，一般都會遵循從以下路徑：引人、理解、鞏固、深化。因此，我們在生命科學教學中可以采取多條有效途徑，來實現高中生命科學概念教學的優化，全面提升高中生命科學教學質量。在生命科學教學中，如何開展有效的概念教學呢?筆者認為有以下方法和策略：

一、“概念解構法”

生命科學概念是生命科學現象，生理過程和生命規律的高度概括。生命科學概念是生命科學知識的“基本單位”，能否充分理解和正確運用生命科學概念，直接關系到教材中重點知識的掌握和難點知識的突破，學生對生命科學概念的理解和掌握程度，直接影響到生命科學知識的掌握和應用。許多生命科學概念比較微觀、抽象，如何幫助學生理解抽象的概念是教學中經常遇到的難點。假如我們教師正在教學過程中能將抽象的概念具體化、形象化、直觀化，則有助于學生理解和掌握生命科學概念

學習者在自主學習和非自主學習時，獲取學習材料中的知識的最大障礙就是缺乏有序、有效的學習方法。概念解構法(亦稱知識解構法)是一種通過有序、有效地解構概念及知識點，進而獲取學習材料中的知識的有序、有效的學習方法。在近年的中學生命科學教學中筆者進行了積極的探索，取得了較好的效果。

筆者認為，生命科學概念從如何被有序、有效地解構方面考慮，可劃分為結構類概念和過程類概念。

結構類概念可從結構類型、來源或存在部位、作用、作用范圍等方面進行有序、有效的解構。例如：

概念：染色體(屬結構類概念)1、結構：(畫染色體結構簡圖3張、寫注釋)。2、存在部位：細胞核。3、主要作用：1)參與承載DNA。1)參與遺傳活動。4、作用范圍：遺傳。

過程類概念可從過程、起因、結果、條件等方面進行有序、有效的解構。例如：

念：有絲分裂(屬過程類概念)1、過程：(畫有絲分裂簡圖6張、寫注解)。2、起因：細胞數增長；修補生命體。3、結果：1)1個細胞分裂成2個細胞。2)有絲分裂前后，細胞內的染色體數相同。4、條件：體細胞。

教師通過一定的方式在教給學生概念分類的方法后，在以后的教學中就可以由學生為主體進行相關概念的判定與解構，并且可以移植到其他學科。這種判定，一開始可以允許學生出錯，讓學生在嘗試錯誤中逐漸步入正確的軌道。學生學到的是一種分析問題的方法，培養的是概念和知識解構的能力。

二、探究式教學

“如果先不教明概念，便是教得不好的，”夸美紐斯在《大教學論》中的這句話說明了概念教學的重要性。現代研究清楚表明：高中生命科學的學習不是一個被動的吸收過程，而是一個以學習者已有的知識和經驗為基礎的主動建構過程。高中生命科學新課程標準明確指出：教學中應加強對基本概念和基本思想的理解和掌握，對一些核心概念和基本思想要貫穿高中生命科學教學的始終。但在傳統的生命科學概念教學中，教師往往只注重對概念的傳授，忽視概念的背景介紹與對學生認知結構的分析，不能使學生從多側面、多角度理解概念，更不能正確分析生命科學概念的本質屬性與非本質屬性，造成學生對概念含糊不清，一知半解。

很多老師都認為，概念只是書本上一句或幾句話，在教學上屬于識記水平，對學生知識水平的提高，能力水平的發揮沒有什么重大的作用。殊不知每一個概念都有其內涵和外延，以體現概念的本質屬性和所指的對象范圍。生命科學概念的內涵是指反映生命現象和生命活動規律的本質特征；外延是指內涵所適應的范圍和條件，是生命科學概念反映的總和，準確理解概念的內涵和外延是掌握概念的先決條件。生命科學作為一門理科學科，應把重點放在生命科學知識的理解和應用方面，把高中生命科學的概念教學知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀有機地，統一起來，讓學生有效地習得概念、運用概念，同時更加關注概念所負載的方法、蘊涵的價值和體現的科學素養。教師的責任在于引導學生在學會剖析概念本質特征的思考中正確理解概念。

實施探究式教學，不僅要營造課堂探究氛圍，創造探究條件，而且要把握探究的四個重要環節，即創設問題情境，提出假設，搜集資料或實驗探究，得出結論及應用，還要及時檢驗教學效果，正確處理各種教學模式間的關系。

例如：為了學習植物生長發育的調節，特別是掌握生長素的相關概念，我們可以實施探究式教學。首先我們創設問題情景：如圖l所示，有一盆直立幼苗放在旋轉臺上，外罩一個不透光的罩子。在罩子的左側偏上方開有一個小孔，有光照射進罩子。旋轉臺以一定速率旋轉著。請問幼苗的生長情況將是怎樣的?請解釋原因。然后由學生進行探究，得出結論。通過運用正反例子辨析一理解概念。因此，著眼于問題解決，鼓勵自主探索，逐步形成概念結構，初步滲透思想方法，優化概念鞏固的過程，可以說是高中生命科學概念教學的有效途徑。

在教學中，筆者也體會到，無論激發學生的學習興趣、創設符合教學內容的情境，還是組織協作學習，都離不開教師的主導作用。比如學習環境的創設主要包括“情境創設”、“信息資源提供”、“合作學習的組織”等環節，那么，這樣的情境靠誰來創設?是教師。

學生對事物的認識是由表及里、由淺入深遞進式發展

的。因而教學中要十分重視概念的感知過程，引導學生漸漸“逼近”對概念本質特征的認識。

教學中，教師要根據概念的具體特點，精心組織感知活動，為形成表象進而抽象概括出概念提供堅實的基礎。首先，提供的感性材料要注意形式上的充足性。其次，提供的感性材料要注意內容上的完整性。再次，提供感性材料時要注意方法上的多樣性。

教材內容的合理編排與教師對教材的有效利用可以使上課更有針對性，學生的知識脈絡更加清晰，以綱帶目，綱舉目張，水到渠成，易于掌握和靈活運用，達到“問渠哪得清如許，為有源頭活水來”的境界。如在上《生物進化理論》這一節時，便可將教材中達爾文進化理論的核心內容的表述進行重新編排，可以達到更加優化的教學效果。

三、多種方法并舉可以大大提高高中生命科學概念教學的有效性

新課程的理念，提倡的是以人為本，新課程的實施，關注的是教學的有效性。當前，高中生命科學的概念教學主要存在兩種概念教學模式：一是“注入式”的生命科學概念教學模式，還有一個是“說文解字式”的生命科學概念教學模式。這兩種模式有其共同特征：只重結論，不重過程；只重定義，不重現象；只重記憶，不重運用；只限于概念本身，不注意結構聯系；只重概念知識，不重科學人文素養。為了克服這些弊端，筆者在教學中可以采用多少方法并舉，達到高中生命科學概念教學的有效性目標。

第一步，通過多種教學手段(如幻燈、投影、錄相、實物、實驗、電視、CA／課件等)讓學生真正理解概念的涵義，領會其實質，從它的內涵和外延上去把握。例如上海高中生命科學第八章《遺傳與變異》中的“相對性狀”這一概念的掌握，就要讓學生緊緊抓住“同一種生物”“同一性狀”“不同表現類型”。貓的白毛和黑毛是相對性狀(符合概念定義)，而貓的白齒和黑毛就不是相對性狀(非“同一性狀”)，同樣，貓的白毛與狗的黑毛也不是相對性狀(非“同種生物”)。

第二步，在理解的基礎上，教師引導學生采用一些具體方法來掌握基本概念。當然，對不同的概念要采用不同的方法來學習掌握。筆者在近幾年的教學中摸索出了幾種行之有效的基本概念教學方法，現簡介如下：

(1)分解法：就是把一個完整的概念分解成幾個點，通過點了解面，再由面掌握概念的整體。例如上海高中生命科學及拓展教材都要涉及到的“激素”的概念，便可從激素的化學本質(分類)、激素的產生(細胞結構及腺體)、激素的作用特點，以及激素對生物體的調節作用幾個方面來講解，讓學生在理解的基礎上去識記。

(2)對比法：就是把文字上相近，又容易混淆的概念，從幾個方面進行逐項的對比，從中找出異同點來，以便明確其本質特征。設計對比相似的概念聯系加強概念的運用，進而加以辨析。如人體生理中的動脈、靜脈和毛細血管，我們可以從管壁結構、血流速度和血流方向三個方面加以區分。在學習內環境概念時，我們要比較血漿、淋巴和組織液三者成分的差異，通過比較發現血漿與淋巴成份的主要差異是淋巴中蛋白質含量少，從而可進一步引導出淋巴循環的意義。

概念的比較不僅要從文字上分析，有時還要借助掛圖、摸型、投影、錄相、計算機等手段形象地展示概念所揭示的內容，引導學生觀察、分析、列表比較、歸納總結出有關概念的異同點，使學生對概念理解更深刻、記憶更牢固。例如，物質出入細胞的三種方式比較，學生對協助擴散和主動運輸沒接觸過，缺乏形象思維的支持，僅從文字上區別比較枯燥且易混淆。為此筆者設計制作了模擬物質出人細胞的三種方式的計算機動畫，演示每種方式時，教師都引導學生觀察物質運動的方向，是否需要載體，是否消耗能量，將學生觀察所得添人表中，再引導學生對照圈和表，分別說明三種方式的異同點。

(3)表解法：就是把一個概念所包含的復雜內容用表格或箭頭表示出來，以說明其某一過程、階段或時期及特點。

(4)綜合法：就是從概念的若干方面，在逐一分析的基礎上加以歸納，以便理解概念的點和面的相互關系。例如，從細胞水平和分子水平以及噬菌體侵染細菌實驗等分析得出：DNA是生物的主要遺傳物質的概念(高中生命科學第六章)。再從細胞各部分結構的成份分析可知：DNA主要存在于細胞核內染色體上，少量存在于細胞質內線粒體和葉綠體中(高中生命科學第三章)，因此可推斷：生物性狀的遺傳主要由核內遺傳物質控制，少數性狀則受細胞質的遺傳物質控制的。這樣，學生既掌握了概念，又培養了邏輯思辯的能力。

此外，在高中生命科學概念的教學中，還可以突出學生的“閱讀”，在有效“閱讀”中進行比較和辨別，有助于幫助學生準確理解概念的內涵和外延，把握高中生命科學概念的特征。

四、運用概念圖教學是高中生命科學概念教學有效性的獨特的教學策略

在生命科學教學中，有許多生命科學問題，不但要求學生掌握基本概念以及基本概念間的聯系，還要去聯系許多相關概念，全面地去思考問題，解決問題。概念圖是組織和表征知識的工具。在教學中，要幫助學生有效地運用概念圖策略——學會繪制概念圖，形成認知結構。學生在繪制概念圖的過程中，不僅對于概念及概念之間關系產生有意義的理解，而且需要元認知分析能力、個人意義的認知和學習過程的積極參與，才能把新的知識整合到自身的信息儲備中，形成具有個人知識意義的建構，達到知識遷移能力的形成。所以在高中生命科學教學中運用，將會對學生有效而正確地運用基本概念去解決生命科學問題產生重大影響，對學生將來一生的發展都是大有益處的。因此，運用概念圖策略，提高學生對概念知識組織和表征的能力，不失為高中生命科學有效概念教學的重要武器。

筆者近年來致力于“可生成式系統結構樹在高中生命科學教學及學生自主學習中的應用”這一課題的研究與開發，形成了一定的特色。(限于篇幅，就不詳細介紹了)其理論基礎就是概念圖的教學與應用。通過實踐，我們發現，運用概念圖教學可以將高中生命科學的概念體系建構完整，讓學生從核心概念人手，逐步構建高中生命科學的知識大廈，它可以成為高中生命科學概念教學有效性的獨特的教學策略，的確值得推廣應用。

總之，高中生命科學概念教學的有效性方法探索，既是一個理論課題，又是一個實踐課題。我們只是在這方面做了一點有益的嘗試，希冀有更多的同仁致力這方面理論與實踐的開拓。

參考文獻：

[1]上海市教育委員會，上海市中學生命科學課程標準[M]上海教育出版社，2004,10

[2]上海市中小學課程改革委員會，上海市中學生命科學課程標準解讀[M]，上海科學技術出版社，2006,8

[3]柯林。羅斯，麥爾孔·尼可，學習地圖[M]，中國城市出版社，1999,11

[5]周筱芳，高中生物概念地圖[M]，廣西師范大學出版社，2007,1

[6]劉恩山，普通高中生物課程標準(實驗)解讀，南京：江蘇教育出版社，2003：64-65

[7]游隆信，生物學概念的教學策略探析，生物學教學，2005，30(2)：46

[8]嚴紅艷，劉恩山，應用建構主義理論進行生物教學的初步研究，學科教育,2002(10)：41-44

[9]徐洪林，劉恩山，生物學教學中引人概念圖策略的實驗研究，生物學通報，2003,38(3)：38-40

[10]毛曉棟，周瑞山，仲桂蘭，知識解構法在中學生物學教學中的應用，中學生物學,2006(1)：16-18

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