初中生物圍繞核心概念的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例探討

1.圍繞核心概念設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)

1.1建立核心概念教學(xué)意識(shí)，明晰初中生物教學(xué)中的“核心概念”

生物學(xué)核心概念處于學(xué)科知識(shí)最為本質(zhì)和中心的地位。所以，幫助學(xué)生建構(gòu)核心概念，關(guān)注學(xué)生核心概念學(xué)習(xí)的可持續(xù)性，對(duì)提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)有著重要的意義。教師首先要明確什么是“核心概念”，才能幫助學(xué)生理解核心概念。生物學(xué)概念是反映生物學(xué)本質(zhì)屬性及特征的形式，是構(gòu)成生物學(xué)知識(shí)體系的重要組成部分，而生物學(xué)核心概念則是生物學(xué)概念中的重中之重，是學(xué)科知識(shí)最為本質(zhì)和中心的概念。初中生物教學(xué)中的“核心概念”在某種程度上等同于初中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)中所述的“核心知識(shí)”，囊括了初中生物知識(shí)體系中最為重要和基礎(chǔ)的概念、原理、理論等。

因課時(shí)的限制及初中學(xué)生認(rèn)知水平等的限制，初中生物中有的核心概念并不集中于某一章節(jié)中，所以，教師在設(shè)計(jì)具體某一核心概念的教學(xué)時(shí)，不能局限于孤立的某一章節(jié)，而要根據(jù)具體的學(xué)情，還要注意概念間的連貫性的。

如：“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這一核心概念在初中人教版《生物》教材中的分布在不同的章節(jié)：在七年級(jí)上冊(cè)“細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)”這一節(jié)中，其核心是要引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)角度初步認(rèn)識(shí)“細(xì)胞核中有遺傳信息的載體：DNA”；在八年級(jí)下冊(cè)“生物的遺傳和變異”這一章中，其核心是要引導(dǎo)學(xué)生從功能的角度認(rèn)識(shí)到“DNA上有許許多多控制性狀的基因，DNA是遺傳物質(zhì)”，而對(duì)DNA是“主要的”遺傳物質(zhì)的理解則因初中學(xué)生的認(rèn)知水平有限不能展開，則放到高中階段再去學(xué)習(xí)。

既然一個(gè)核心概念不集中在某一節(jié)，那么，具體某一節(jié)課中以什么概念為核心去設(shè)計(jì)教學(xué)呢?那就找出這一節(jié)中，與學(xué)生獲得某一核心概念相關(guān)的最為基礎(chǔ)的知識(shí)是什么。例如，在人教版《生物》八年級(jí)下冊(cè)“基因在親子代間的傳遞”一節(jié)中，學(xué)生如果沒有理解“成對(duì)存在的染色體上，基因成對(duì)存在”、“在形成生殖細(xì)胞時(shí)，成對(duì)存在的染色體中的一條進(jìn)入生殖細(xì)胞”這兩個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)，就無法進(jìn)一步學(xué)習(xí)該節(jié)之后的“基因的顯性和隱性”等節(jié)課，在將來的高中生物學(xué)習(xí)中更無法理解基因的分離和自由組合定律等。因此，這兩個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)便是這節(jié)課的核心。

1.2利用概念圖等方法梳理知識(shí)點(diǎn)，明確教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重、難點(diǎn)

在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，教師需對(duì)其中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，在明晰其中的核心概念、概念間的層次關(guān)系和邏輯關(guān)系上，概念圖有著很大的優(yōu)勢(shì)，能幫助教師準(zhǔn)確地把握這節(jié)課的知識(shí)框架。

在確立教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)時(shí)，教師需明確知道該節(jié)內(nèi)容在生物學(xué)知識(shí)體系中處于什么地位，思考應(yīng)該處理到什么程度，怎樣使學(xué)生客觀地認(rèn)識(shí)概念的本質(zhì)屬性。如：“基因在親子代間的傳遞”，屬于新課標(biāo)中的二級(jí)主題“生物的遺傳和變異”中的內(nèi)容，這一主題的是高中生物必修二《遺傳和進(jìn)化》的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，需要讓學(xué)生明確知道基因存在的特點(diǎn)、理解基因在從親代傳遞給子代的規(guī)律，為下一節(jié)以及將來的高中生物核心概念的學(xué)習(xí)做好知識(shí)準(zhǔn)備。在確立教學(xué)難點(diǎn)時(shí)，教師主要考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，還要考慮到這一節(jié)的難點(diǎn)能突破到什么程度。

1.3 圍繞核心概念設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)

在設(shè)計(jì)圍繞核心概念的教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師需考慮學(xué)生的已有概念和未學(xué)概念、前概念和后概念、具體概念和抽象概念之間的關(guān)系，還要圍繞這些關(guān)系思考：做怎樣的引導(dǎo)，設(shè)計(jì)怎樣的多元合作教學(xué)活動(dòng)，在教學(xué)過程中怎樣引發(fā)問題、怎樣整合資源、怎樣提供科學(xué)事實(shí)，以幫助學(xué)生在信息的內(nèi)化和外顯的轉(zhuǎn)化過程中，完成對(duì)核心概念的意義建構(gòu)。

2.圍繞核心概念教學(xué)的初中生物教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例

2.1“基因在親子代間的傳遞”概念圖的構(gòu)建

首先是教師分析學(xué)習(xí)內(nèi)容，用概念圖的方式對(duì)學(xué)生已有概念體系和即將學(xué)習(xí)的概念梳理如下，明晰了概念間的關(guān)系，確定了教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重、難點(diǎn)。如圖

教學(xué)目標(biāo)：

知識(shí)目標(biāo)：描述染色體、DNA和基因之間的關(guān)系；闡明生殖過程中染色體的變化和基因的傳遞。

能力目標(biāo)：嘗試構(gòu)建染色體和DNA關(guān)系模型，使用概念圖等方式描述染色體、DNA和基因之間的關(guān)系，發(fā)展構(gòu)建生物模型、表述概念層次的能力；在推理活動(dòng)中發(fā)展分析能力和創(chuàng)造性思維。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：在體驗(yàn)科學(xué)推理活動(dòng)中，逐步建立創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度；深入理解體細(xì)胞中染色體成對(duì)存在的意義，增強(qiáng)對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的興趣。

2.2導(dǎo)入環(huán)節(jié)設(shè)置

導(dǎo)人環(huán)節(jié)需要幫助學(xué)生建立新舊概念間的聯(lián)系，引出新概念的研究問題。如：展示班上某位學(xué)生的一家三口的照片引起學(xué)生饒有興趣的觀察。接著：(1)復(fù)習(xí)已學(xué)概念，提問：在這張照片中，①你看到了哪些性狀?②性狀是由什么控制的?這兩個(gè)問題考查了學(xué)生對(duì)已學(xué)概念的掌握，并為新知學(xué)習(xí)做好知識(shí)準(zhǔn)備和情境鋪墊。(2)引發(fā)新概念的研究問題。首先引導(dǎo)學(xué)生們發(fā)現(xiàn)該生的某一性狀和父母一方相似，和另一方不同。如該生的雙眼皮像爸爸，不像媽媽，然后提出問題：該生是否只遺傳了爸爸控制眼瞼的基因而沒有遺傳媽媽的?引起學(xué)生爭(zhēng)論和求知欲，接著再引導(dǎo)學(xué)生思考：“要回答這個(gè)問題，我們需要先學(xué)習(xí)哪些知識(shí)?”學(xué)生自然就想到要知道：“基因在哪里?基因是怎樣傳遞的?……”這便引發(fā)了新概念學(xué)習(xí)的問題情境。

2.3建構(gòu)本節(jié)課的核心概念

教材中該節(jié)主要由兩大部分內(nèi)容構(gòu)成：“基因和染色體”和“基因經(jīng)精子和卵細(xì)胞傳遞”。教師需設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的學(xué)習(xí)活動(dòng)，幫助學(xué)生獲取、內(nèi)化然后外化、表達(dá)新的核心概念。同時(shí)，引發(fā)下一節(jié)概念的研究問題，以明晰知識(shí)間的邏輯關(guān)系。1所示。

2.3.1基因和染色體

該部分內(nèi)容的核心概念是：①染色體上有許多個(gè)基因；②染色體成對(duì)存在，基因成對(duì)存在。

(1)圍繞核心概念“染色體上有許多個(gè)基因”的教學(xué)活動(dòng)：

學(xué)生在七年級(jí)已經(jīng)形成“DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成染色體”等相關(guān)核心概念，引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)概念后，教師提供材料：染色體和DNA的關(guān)系示意圖(同教科書本29頁(yè)圖)和模型建構(gòu)材料(彩色細(xì)鐵絲和發(fā)泡小珠，細(xì)鐵絲模擬DNA，細(xì)鐵絲不同顏色段模擬不同的基因，發(fā)泡小球模擬蛋白質(zhì)。)請(qǐng)學(xué)生完成以下三個(gè)任務(wù)：①觀察圖片，各小組用所給的材料構(gòu)建染色體模型。②用圖解、表解或漫畫的方式表示染色體、DNA、基因的關(guān)系。③用一句話表述基因和染色體的關(guān)系。這三個(gè)任務(wù)讓學(xué)生經(jīng)歷了以下活動(dòng)：首先是帶著制作模型的目的，觀察了較為直觀的“染色體和DNA關(guān)系示意圖”；在形成了自己的認(rèn)識(shí)后，再在動(dòng)手構(gòu)建模型，將自己的認(rèn)識(shí)以更為直觀的方式地表達(dá)出來；完成了直觀性知識(shí)的內(nèi)化和表達(dá)，然后再畫概念圖、用一句話來描述基因和染色體的關(guān)系，這便將剛剛形成的直觀印象抽象為一定的概念結(jié)構(gòu)。這個(gè)活動(dòng)讓學(xué)生在觀察、動(dòng)手、動(dòng)腦過程中，構(gòu)建了核心概念。

(2)圍繞核心概念“染色體成對(duì)存在，基因成對(duì)存在”的教學(xué)活動(dòng)：

因初中學(xué)生對(duì)遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解有限，所以，無法從染色體結(jié)構(gòu)的角度幫助學(xué)生理解，可引導(dǎo)學(xué)生觀察分析圖片，但這一核心概念僅通過觀察圖片，是不能獲得全部的，需輔以簡(jiǎn)潔而明確的講述。如：教師首先提供資料：一張未整理和一張已整理的人(女)體細(xì)胞內(nèi)的染色體圖。用問題引導(dǎo)學(xué)生的觀察：人體內(nèi)有多少條染色體?整理后的染色體為什么畫成一對(duì)一對(duì)的?然后，輔以講述：科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，成對(duì)的染色體不僅大小、形態(tài)相同，結(jié)構(gòu)也相似。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，成對(duì)存在的染色體上基因也成對(duì)存在。(同時(shí)用示意圖圖示)

2.3.2基因經(jīng)精子和卵細(xì)胞的傳遞

該部分的核心概念是：生殖細(xì)胞形成時(shí)，染色體數(shù)減半，不是任意的一半，是一對(duì)染色體中的一條進(jìn)入生殖細(xì)胞。

(1)圍繞核心概念的教學(xué)活動(dòng)：

這一概念自身具有一定的內(nèi)在邏輯，需要用理性思維去深入理解。如果教師直接呈現(xiàn)科學(xué)研究事實(shí)，輔以講述幫助學(xué)生理解再要求記憶，這樣的理解必然是淺層次的。教師可根據(jù)這一核心概念的特點(diǎn)和學(xué)生的思維特點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理性思維發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，再提供科學(xué)研究事實(shí)以驗(yàn)證他們的發(fā)現(xiàn)是否正確。筆者設(shè)計(jì)了兩個(gè)推理活動(dòng)，由易到難，由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生展開思維活動(dòng)，具體教學(xué)過程如下：

①請(qǐng)學(xué)生推理生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)和體細(xì)胞中的染色體數(shù)的關(guān)系。設(shè)置問題：假設(shè)生殖細(xì)胞和體細(xì)胞中的染色體數(shù)一樣，請(qǐng)推算：人在繁殖n代后，個(gè)體的體細(xì)胞的染色體數(shù)。你認(rèn)為該假設(shè)正確嗎?學(xué)生在數(shù)學(xué)推算過程中很快會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果是可笑的，假設(shè)是錯(cuò)誤的，由此推測(cè)出“生殖細(xì)胞染色體數(shù)是體細(xì)胞的一半”。接著教師提供科學(xué)事實(shí)，證實(shí)學(xué)生的推測(cè)：“1883年，胚胎學(xué)家比耐登發(fā)現(xiàn)馬蛔蟲的精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)只有體細(xì)胞的一半。”這樣可幫助學(xué)生深入理解了“生殖細(xì)胞形成時(shí)，染色體減少一半”這一概念。②以某種體細(xì)胞有奇數(shù)對(duì)染色體的生物的遺傳過程為例(偶數(shù)對(duì)染色體的生物遺傳物質(zhì)傳遞過程推理可能讓學(xué)生發(fā)生錯(cuò)誤推理)，請(qǐng)學(xué)生推理染色體的變化，具體操作如下：某種生物細(xì)胞有三對(duì)染色體，請(qǐng)用所給學(xué)具推測(cè)，在形成生殖細(xì)胞時(shí)，染色體怎樣傳遞，才能使子代體細(xì)胞的染色體的數(shù)量、形狀和親代的保持一致?

和前一個(gè)推理活動(dòng)相比，這個(gè)推理活動(dòng)有點(diǎn)難度，但八年級(jí)的學(xué)生已具有一定的理性思維，在使用小組合作、學(xué)具(圖2)試錯(cuò)的過程中，他們能夠推測(cè)出生殖細(xì)胞中的染色體和親代體細(xì)胞染色體的關(guān)系。之后教師提供科學(xué)家們研究的科學(xué)事實(shí)，證實(shí)學(xué)生們推理結(jié)果(1890年鮑維里、1891年亨金，通過多種生物觀察研究，證實(shí)了在形成精子或卯細(xì)胞的細(xì)胞分裂過程中，染色體都要減少一半，而且不是任意的一半，是每對(duì)染色體各有一條進(jìn)入精子或卵細(xì)胞。)這樣的推理活動(dòng)讓學(xué)生在活動(dòng)中運(yùn)用理性思維，深入理解“生殖細(xì)胞形成時(shí)，染色體減少一半，不是任意的一半，是一對(duì)染色體中的一條進(jìn)入生殖細(xì)胞”這一核心概念。也為高中生物“減數(shù)分裂”這一概念的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)而非概念沖突。

(2)運(yùn)用新建構(gòu)的核心概念，解決導(dǎo)入時(shí)提出的問題：

再次展示導(dǎo)入中的那張全家福照片和問題：該生是否只遺傳了爸爸的控制眼瞼的基因而沒有遺傳媽媽的?學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解答問題，能積極給出正確答案(既遺傳了爸爸的也遺傳了媽媽的)，卻不能清晰表述其原因，這時(shí)需要圖示來幫助，如教科書第31頁(yè)圖使用前，對(duì)此圖輔以簡(jiǎn)介：為使用簡(jiǎn)便，在細(xì)胞中只圖示了一對(duì)染色體。請(qǐng)學(xué)生完成填圖。

填圖后，教師可引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)：有性生殖的生物體細(xì)胞中，成對(duì)的染色體，一條來自于父方、一條來自于母方。成對(duì)的基因，也是一個(gè)來自于父方，一個(gè)來自于母方。這時(shí)學(xué)生們會(huì)產(chǎn)生新的疑惑：既然該同學(xué)控制眼瞼的基因一個(gè)來自于爸爸，一個(gè)來自于媽媽。那為什么他的眼瞼性狀只和爸爸相似，媽媽不同呢?這便激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)下一節(jié)課(“基因的顯性和隱性”)知識(shí)的興趣和欲望。

該環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已建構(gòu)的概念解決了剛上課時(shí)的產(chǎn)生的困惑，并進(jìn)一步引發(fā)了學(xué)生產(chǎn)生新的困惑，為下節(jié)課的學(xué)習(xí)做好積極準(zhǔn)備，同時(shí)凸顯了概念間的聯(lián)系。

2.3.3 圍繞核心概念，設(shè)計(jì)反饋練習(xí)，檢驗(yàn)意義建構(gòu)(略)

2.4 實(shí)施效果和反思

該節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞核心概念，通過建構(gòu)模型、科學(xué)推理等多元合作活動(dòng)，能使學(xué)生清晰地認(rèn)識(shí)了“染色體和基因的關(guān)系”，使學(xué)生深入理解了“基因的傳遞過程”，有效幫助學(xué)生建構(gòu)了相關(guān)的核心概念。其不足之處是因?yàn)槿萘枯^大，活動(dòng)安排較為緊湊，如果學(xué)生對(duì)已學(xué)概念只有記憶而沒有理解其本質(zhì)，完成本節(jié)課就會(huì)比較困難。這也說明，初中生物要持續(xù)關(guān)注和幫助學(xué)生對(duì)核心概念的深入理解，關(guān)注學(xué)生生物核心概念學(xué)習(xí)的可持續(xù)性。