淺談高中生物學核心概念教學

王建貞

【摘 要】生物學概念的教學中，通過整體備課、學生實驗和綜合實踐活動，可以引導學生構建核心概念，實現概念知識與科學系統整合及遷移應用，有助于提高學生的生物科學素養。

【關鍵詞】核心概念；整體備課；生物科學素養；遷移應用

隨著高中生物學課程改革的深入開展，越來越多的的高中生物學教師關注生物學核心概念的教學，嘗試引導學生從繁雜的“單純”概念的記憶中解脫出來，轉向對核心概念的構建和深層次的理解，實現零散的概念知識科學系統的整合及遷移應用，有效地提高學生的生物科學素養。

一、高中生物學核心概念是學科中心的概念

高中生物學知識包括生命科學事實、基本原理、科學概念、模型等類型，人教版高中生物課程標準教材將核心概念等同于核心知識。劉恩山教授認為，核心概念是基于課程標準某個主題的知識框架中概括總結出來的，特別強調概念之間的關聯和概念體系的結構。筆者經過近兩年的高中生物科學概念學法指導研究認為，高中生物核心概念主要是指位于學科中心的概念性知識，包括概念、原理、模型、規律及理論，是學科知識的主干部分。一般用陳述句表述核心概念。核心概念與我們平時所說的普通定義或概念等有較大區別。以“群落”這一核心概念為例，人教版《高中生物·必修3·穩態與環境》對“群落”的表述是“同一時間內聚集在一定區域中各種生物種群的集合。”而從核心概念角度來看，“群落”是種群概念研究的延續，是多種有直接、間接關系的生物種群有機組合在一起；有一定的物種組成（物種豐富度）；有特定的空間結構、邊界和范圍；在一定的變化條件下還可能發生群落演替。引導學生形成正確的核心概念，有利于培養學生的科學思維能力，形成正確的知識體系，促進生物科學素養的養成。

二、核心概念教學的三個基本環節

1.發揮整體備課優勢，凸顯核心概念

整體備課是相對于我們教師或集備組平時的課時備課而言的，其是依據系統論的系統教學設計的一種模式，即對某個教學模塊的整體設計。教師在整體備課中，要綜合考慮課程標準、學生具體學情及教學內容，對學科知識進行整體上創造性教學設計。整體備課是教師在進行逐個課時備課之前要實施的一個環節，事關該模塊教學，起到高屋建瓴的作用。

整體備課時要注意凸顯核心概念在整個模塊知識框架中的位置，在充分了解學生的原有知識儲備、符合各模塊或單元知識內在邏輯的基礎上，嘗試圍繞核心概念開展教學活動，幫助學生形成每個模塊內部及各個模塊間的知識體系或知識網絡。

如在《高中生物·必修1·分子與細胞》細胞代謝模塊的整體備課中，我們要重視“細胞呼吸”核心概念的地位。在學生的前概念知識基礎上，要針對如何引導學生探究酵母菌細胞呼吸方式、細胞呼吸過程的分析、呼吸概念的歸納等知識進行備課，還要備光合作用有關內容，以及《高中生物·必修3·穩態與環境》中的有關生態系統能量流動概念。在教學時，注意“細胞呼吸”這一核心概念與光合作用聯系，為后續生態系統能量流動概念教學奠定基礎，促進學生形成有關概念體系。

在《高中生物·必修3·內環境與穩態》模塊教學前，用系統論思想指導整體備課，人體細胞是人生命活動最基本的結構層次；常見的人體細胞舉例；每個細胞內可以相對獨立地進行一系列細胞代謝活動；人體細胞生活在內環境中；內環境的相對穩定與人體細胞的關系；植物體維持穩定性的機制；生態系統穩定性的調節。每個層次都是個獨立的系統，都要維持相對穩定才能行使正常功能。因此，針對一個模塊知識的整體備課讓我們站得更高，看得更遠，從而全盤把握。

2.創設生物實驗情境，提升核心概念的建構能力

結合生物學是一門實驗學科的特點，教師精心創設實驗情境，指導學生動手進行實驗探究，并進行實驗反思與總結，促進核心概念的構建。

在核心概念“細胞呼吸”教學中，創設以下實驗情境，引導學生進行實驗，探究酵母菌的呼吸方式。

（1）實驗小組通過預習，嘗試配制酵母菌培養液。由此，學生建立“細胞呼吸過程需要分解有機物，常見的是葡萄糖”的認識。

（2）通過創設外界通入氧氣、不接外面氧氣兩種實驗情境進行對照實驗，學生獲得“細胞呼吸包括有氧呼吸、無氧呼吸兩種方式”的觀點。

（3）通過有氧、無氧條件下細胞呼吸的產物的檢測，學生自然得出“細胞呼吸包括有氧呼吸、無氧呼吸兩種方式，產物有二氧化碳、酒精等”。

（4）引導學生分析：本實驗中單一的自變量是什么呢？因變量、無關變量又是什么？

（5）思考、討論：反應底物選擇葡萄糖溶液的理由是什么？本實驗選擇的有氧、無氧條件是如何完整實現？本實驗檢測實驗產物的如何歸類？

（6）如果要比較兩種呼吸方式放出的熱量多少，本實驗還可以進行哪些拓展？

通過逐步深入的實驗探究，使得學生建立對“細胞呼吸”這一核心概念的正確認識：細胞呼吸是指細胞通過分解有機物，常見的是葡萄糖，以有氧呼吸或無氧呼吸的方式氧化分解，產生二氧化碳、酒精等，同時放出能量的過程。

3.結合生活實踐情境，提高概念遷移應用能力

檢驗概念掌握情況的標準是學生能否靈活應用概念，能否做到學以致用。如在“種群”概念教學中，努力給學生創造應用已學概念的機會。由理想狀態下細菌分裂的后代數量分析入手，學生建立Nn=2n的數學模型；進一步思考：若在一個有限的培養基中細菌分裂的后代數量又如何變化；有機地結合課本中的實例建立“S”型增長、“J”型增長曲線的數學模型。在此基礎上，引導學生思考：外來入侵物種最可能朝哪一種增長曲線的方向發展？“S”型增長曲線的1/2K值和K值對于保護有益動物、防治有害動物有什么啟示？在學生自學基礎上分小組進行的數學模型的建構，并應用模型進行分析，激發學生的學習興趣，拓展學生的思路。

學生結合有關生態系統核心概念知識多次實地考察學校附近的高洋農場，分析其農業結構，上網查閱、研究國內外最優的生態農業模式，在此基礎上提出合理化的生態農業模式的建議，并在研究性學習成果展示會上展示、交流，獲得老師、同學的一致好評。

總之，教師在整體備課的基礎上，組織學生開展生物科學實驗和生物綜合實踐活動，能夠提高核心概念教學的有效性。此外，教師還要進一步改變教學方式，促進學生轉變學習方式，幫助學生生動活潑地、主動地從諸多事物及其變化中去尋求規律，構建、理解、應用科學 概念。