例說圖表在生物學概念形成模式中的應用

唐玉福

【摘 要】本文以《生長素的生理作用》為例，對整合教材圖表將其運用到概念形成模式進行核心概念教學的處理方法和操作步驟進行了嘗試，收到較好效果。

【關鍵詞】生物學；核心概念；圖表；概念形成模式

美國著名課程專家艾里克森提出了概念為本的課程與教學理論。他認為：“要為教學單元確定一個核心概念，如果沒有一個核心概念，那么單元的學習只能停留在較低的認知水平。”高中生物課程標準中也明確提出“倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念”。可見，探索生物學核心概念的有效教學模式，切實提高學生的生物科學素養是新課程改革背景下師生面臨的共同課題。

1.相關概念的界定

1.1核心概念的內涵

核心概念是位于學科中心的概念性知識，包括重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋，這些內容能夠展現當代學科圖景，是學科結構的主干部分。學生把握了核心概念后，就不用死記大量的生物學事實性知識，通過核心概念的遷移應用就可以解決事實性問題，不但減輕了學習負擔，而且提高了分析問題、解決問題的能力。

高中生物人教版必修③《生長素的生理作用》這一節內容，其核心概念是生長素的生理作用具有兩重性，即低濃度生長素能促進生長，高濃度生長素反而抑制生長，甚至會殺死植物。

1.2圖表的作用

圖表是高中生物學知識的重要載體，它是對生物學知識直觀形象的高度概括。《生長素的生理作用》這節內容中也有非常直觀形象的圖表資源。利用教材的圖表資源運用恰當的教學方法進行核心概念教學，非常有助于學生對核心概念的掌握。

1.3概念形成模式

核心概念教學可分為兩種模式。一是概念同化模式，即由一般到特殊、由抽象到具體的演繹過程。是指在課堂學習的條件下，用定義的方式直接向學生揭示概念的關鍵特征，學生利用認知結構中原有的有關概念來同化新知識概念，從而獲得科學概念的過程。二是概念形成模式，概念的形成是從外部的比較具體的非本質特征到內部的比較抽象的本質特征的不斷深化的過程。該模式組織教學時，第一步是獲得典型樣例；第二步是通過樣例抽象出原型。原型是指某一概念所有特征，是所有概念所有例證的總和與平均。筆者利用“探索生長素促進扦插枝條生根的最適濃度”這一探究性實驗的數據圖表來引導該節課的教學，應用從特殊到一般，從具體到抽象的概念形成模式，在這一節課的教學中收到良好的教學效果。

2.概念形成模式核心概念的獲得過程

2.1用圖例創設情景，引起認知沖突

教師通過精心設計的教學情境，引起認知沖突。來幫助學生將他們的原有知識與要獲得的新信息聯系起來，以擴充他們的認識結構的概念或使其圖式更加詳盡。給出圖1，提出問題。

問題：植物橫放后，為什么根會向地長，而莖卻背地生長？

教師引導學生從植物的向光性出發進行討論，學生闡述向光性產生的根本原因在于單側光的刺激引起生長素在伸長區分布不均勻，背光側生長素濃度高于向光側，使得背光一側生長比向光一側快，導致胚芽鞘向光彎曲生長。但不能解釋根向地性的原因。最后引導學生要以實驗數據說話。

2.2調整順序，從圖表實例中獲得概念

在形成概念之前，要組織學生反復實驗，以形成大量的感性認知。給出學生研究小組“探索生長素促進插條生根的最適濃度”的實驗數據（表1）。要求學生將表中的數據轉換成折線圖。

指導學生進行圖表轉換。首先明確自變量對應橫坐標、因變量對應縱坐標。其二根據數據繪制折線圖，結果如圖2。其三指出建立直角坐標系的關鍵是：①找出對照組，②調整自變量和因變量，③修改坐標系的名稱。其四分析折線圖，結果如圖3。

最后從外部的比較具體的非本質特征抽象形成內部的本質特征的核心概念。將圖3抽象形成圖4，通過對圖4各段曲線的具體分析最后得出：“生長素的生理作用具有兩重性，低濃度促進生長，高濃度抑制生長”這一核心概念。概念是有內部結構的，含有大量科學知識的凝結和壓縮。通過圖5啟發學生認識概念中聚集的科學知識的結晶，理解概念中的多種判斷和推理，從而了解概念的豐富深刻內容。

2.3比較圖表實例，深化概念認識

在調整學生關于“生長素”這一認識圖式的基礎上，再提供科學事實，進一步深化學生對概念的認識。在學生了解到生長素生理作用的兩重性后，教師接下來給出植物橫置生長情況圖6，通過展示根和莖伸長區近地側和背地側生長素濃度數據和該濃度生長素對根和莖生長影響的曲線圖，請學生對照數據分析根向地生長，莖背地生長的原因。

通過數據和曲線圖分析，學生很容易理解，莖背地生長是因為近地側生長素濃度高，促進生長作用強，遠地側生長素濃度低，促進作用弱；而根向地生長是因為，近地側生長素濃度高，抑制了細胞的伸長生長，而遠地側濃度低，促進生長。在此基礎上，教師設問，植物橫置后，莖的生長能體現生長素生理作用的兩重性嗎？根呢？學生很容易得出莖的背地生長并未體現生長素生理作用的兩重性，而根的生長則體現出了生長素生理作用的兩重性。隨后教師展示植物頂端優勢現象圖片（圖7），與學生共同分析頂端優勢現象出現的原因，分析出頂芽生長素濃度低，促進頂芽的生長，側芽生長素濃度高，抑制側芽的生長，也體現出了生長素生理作用的兩重性。如此師生通過根向地、莖背地生長原因的比較和頂端優勢現象的分析，進一步深化了對生長素生理作用兩重性這一核心概念的認識。

2.4利用曲線圖，理解概念的內涵與外延

要正確理解核心概念的內涵與外延，必須結合學生實際，利用好教材的曲線圖。筆者通過提供不同濃度生長素對植物某種器官生長影響曲線圖、生長素對同一植物不同器官生長影響曲線圖、生長素對不同成熟程度的某器官的生長影響曲線圖、生長素對不同種類植物的生長影響曲線圖等，和學生一起分析。通過分析進一步闡明生長素生理作用兩重性的內涵。同時在分析這些曲線圖的過程中，學生也能認識到生長素生理作用兩重性的表現與生長素的濃度，植物器官的成熟程度，植物器官的種類和植物的種類等諸多因素相關。至此，教師就可結合生產實踐中的相關案例對核心概念進行拓展和延伸，使學生理解一定濃度的生長素還具有促進扦插枝條生根、促進發芽、保花保果的作用。既能促進生根，也能抑制生根；既能促進發芽，也能抑制發芽；既能保花保果，也能疏花疏果。這都是由生長素的作用對象及其濃度決定的，這就是辯證唯物論的觀點。

2.5應用圖表，修正對概念的理解

由于每個學生認識結構的差異，學生對于核心概念的認識也會有差異，學生生成的核心概念都必須在應用中不斷強化，在實踐中修正完善。筆者發現，對生長素生理作用兩重性曲線圖的理解，很多學生就存在著這樣的偏差，他們認為曲線上升段表示隨生長素濃度升高，促進作用加強，曲線下降段表示隨生長素濃度上升，抑制作用加強，而忽略了生長既不促進也不抑制的生理作用臨界點。筆者結合本文的圖表對學生進行針對性訓練，在反復應用概念的過程中為學生建立完整正確的核心概念。

【參考文獻】

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[2]葉剛.高中生物教材中生物學概念的分類教學研究[D].云南：云南師范大學，2007：11