利用生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行生物概念教學(xué)

王仕敏

摘要：本文以中學(xué)生物學(xué)教材內(nèi)容為例，探討如何通過運(yùn)用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來創(chuàng)設(shè)概念學(xué)習(xí)的情境，破解概念學(xué)習(xí)難點(diǎn)，建構(gòu)概念串，進(jìn)行概念拓展，促進(jìn)生物學(xué)概念的建構(gòu)，從而優(yōu)化中學(xué)生物學(xué)概念教學(xué)。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生物;實(shí)驗(yàn)活動(dòng);概念教學(xué)

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

老師要幫助學(xué)生構(gòu)建重要的概念，在課程設(shè)計(jì)和應(yīng)用的時(shí)候要追求精細(xì)化教育，更好地突出課程的核心重點(diǎn)內(nèi)容，在教學(xué)過程中注重實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，通過探究式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能加深學(xué)生對(duì)抽象理論的理解，也能讓學(xué)生更好地將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中。在目前的教學(xué)過程中，生物學(xué)的核心概念還是以灌輸式的教學(xué)手段為主，因此本文分析在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上如何提高中學(xué)生物學(xué)概念的教學(xué)效果。

1 用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)創(chuàng)設(shè)概念學(xué)習(xí)的情境

概念的導(dǎo)入對(duì)概念教學(xué)有重要的作用，相較于視頻導(dǎo)入，復(fù)習(xí)導(dǎo)入等方法，實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入可以促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察和思考，產(chǎn)生對(duì)概念的初步體驗(yàn)，生成與概念相關(guān)的問題，從聚焦概念進(jìn)入課程學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)緊扣概念的學(xué)習(xí)情境。

以“能量的釋放和利用”為例，教師通常會(huì)利用教材給定素材進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)，即引導(dǎo)學(xué)生觀察教材中“青少年爬不動(dòng)山”“又冷又餓”的兩張圖片，得出“食物能夠?yàn)樯顒?dòng)提供能量”的結(jié)論，隨后通過比較同一人“安靜時(shí)、迅速起蹲1min后、休息5min后”呼吸頻率，得出“能量的釋放與呼吸有關(guān)”的結(jié)論。呼吸的概念在此直接推出，“呼吸過程中氣體變化”等實(shí)驗(yàn)均為圍繞概念的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。這是演繹式教學(xué)的典型方法，告知結(jié)論在前，學(xué)生感受在后，問題由教材提出，概念學(xué)習(xí)在知識(shí)的框架中亦步亦趨，學(xué)生思維空間狹窄。

與此相反，嘗試將實(shí)驗(yàn)活動(dòng)前置，引導(dǎo)學(xué)生先通過測(cè)量不同狀態(tài)呼吸頻率的活動(dòng)體驗(yàn)“能量釋放與呼吸”的關(guān)系。學(xué)生除了得出“能量釋放與呼吸密切相關(guān)”的結(jié)論之外，還能進(jìn)一步根據(jù)現(xiàn)象提出問題。例如，什么是呼吸？呼吸的過程是不是就伴隨著能量的釋放？植物體能量的釋放也伴隨著呼吸嗎？植物體能呼吸嗎？能量釋放是不是一定會(huì)消耗氧氣，放出二氧化碳？在此基礎(chǔ)上，教師可以學(xué)生在活動(dòng)中提出的問題作為線索，依次引出“呼吸”和“呼吸作用”等概念。這樣的設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)完成概念的引入，既加深思考深度，也便于呈現(xiàn)關(guān)于呼吸的錯(cuò)誤的“前概念”。錯(cuò)誤觀念會(huì)妨礙新知的理解和建構(gòu)，因此引發(fā)“前概念”中錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的矛盾沖突，有利于后續(xù)教學(xué)對(duì)“前概念”的錯(cuò)誤修正。

再如，在教材“綠色植物的生長(zhǎng)需要水和無機(jī)鹽”部分，原設(shè)計(jì)通過“無土栽培”技術(shù)的介紹，讓學(xué)生了解“綠色植物的生長(zhǎng)需要水和無機(jī)鹽”，由于無土栽培技術(shù)并不貼近學(xué)生生活，需要借助圖文和視頻資料輔助介紹，引入比較生硬。可以嘗試作以下修改（圖1）：

通過實(shí)驗(yàn)前置，學(xué)生比較土壤浸出液、無土栽培培養(yǎng)液、蒸餾水中植物生長(zhǎng)情況，產(chǎn)生疑問，經(jīng)過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究，完成概念構(gòu)建，最后將“無土栽培營(yíng)養(yǎng)液的組成”后置為概念的拓展和應(yīng)用，過程水到渠成。

2 用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)破解概念學(xué)習(xí)的難點(diǎn)

概念是對(duì)事物的抽象或概括，生物學(xué)作為自然科學(xué)中的重要學(xué)科，大多數(shù)重要概念都來自實(shí)驗(yàn)探究，光合作用、呼吸作用、消化等重要概念，就是科學(xué)家借助實(shí)驗(yàn)摸索、總結(jié)出的科學(xué)規(guī)律。中學(xué)生的抽象思維能力還沒有完全成熟，實(shí)驗(yàn)作為一個(gè)“具象”的教學(xué)活動(dòng)，借助形象思維的力量突破概念構(gòu)建中的難點(diǎn)，不失是一種“破題”的利器。

3 用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)促進(jìn)概念串的建構(gòu)

生物學(xué)的重要概念由于處于學(xué)科中心位置，包括了對(duì)生命基本現(xiàn)象、規(guī)律、理論等的理解和解釋，因此是對(duì)一般概念的高度概括和濃縮。在教學(xué)實(shí)踐中，通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)讓學(xué)生從觀察引發(fā)思考，從實(shí)踐引發(fā)質(zhì)疑，從歸納形成一般概念，再將相互關(guān)聯(lián)的一般概念串聯(lián)，整合成重要概念，這種方式不僅讓學(xué)生在問題驅(qū)動(dòng)下，主動(dòng)完成重要概念構(gòu)建的過程，還可避免實(shí)驗(yàn)教學(xué)中單純記憶實(shí)驗(yàn)結(jié)果的教學(xué)誤區(qū)，促使學(xué)生循序漸進(jìn)的積累相關(guān)的概念知識(shí)，最終形成完整的概念體系。

隨著課程的推進(jìn)，每一個(gè)新知識(shí)的納入補(bǔ)充了現(xiàn)有知識(shí)，通過一個(gè)個(gè)概念的積累，積沙成塔，直至將重要概念完整呈現(xiàn)。

4 用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)完成概念拓展

生物學(xué)是與生活實(shí)際密切相關(guān)的科學(xué)，概念構(gòu)建后，更需要將概念中的原理或核心內(nèi)容延展和應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)特別是探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可以考察學(xué)生對(duì)重要概念理解的深度和遷移應(yīng)用的能力，讓學(xué)生將生活情境中的問題，用規(guī)范、科學(xué)的探究活動(dòng)開展研究，達(dá)到重要概念理解深化的目的。

例如，在學(xué)習(xí)關(guān)于消化系統(tǒng)的重要概念后，學(xué)生知道消化系統(tǒng)的主要功能是從食物中獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以備運(yùn)輸?shù)缴眢w的所有細(xì)胞中。又通過實(shí)驗(yàn)探究“暴飲暴食引起消化不良的原因”，讓學(xué)生知道適度、合理、均衡的飲食可以為人體提供營(yíng)養(yǎng)，暴飲暴食對(duì)消化會(huì)產(chǎn)生不利影響。于是，教師可要求學(xué)生參照教材信息庫(kù)中 “唾液消化作用的實(shí)驗(yàn)方法”和“膽汁參與消化作用的實(shí)驗(yàn)方法”，探究過量的淀粉能否被唾液全部消化，過量的油脂能否被膽汁全部乳化。學(xué)生通過兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，理解暴飲暴食的危害，從而獲得“適度飲食有利于消化”的概念，進(jìn)一步豐富重要概念的內(nèi)涵。

教學(xué)中類似的例子還很多。例如，在學(xué)習(xí)了單細(xì)胞的生物體后，教師可將教材中“用酵母菌制作饅頭”的實(shí)驗(yàn)拓展為“用酵母菌制作美食”的活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生利用酵母菌，在家長(zhǎng)的幫助下制作美食，學(xué)生用不同的制作工藝制作了葡萄酒、米酒、面包、酒釀和饅頭等。

學(xué)生在制作過程中真正體驗(yàn)到，制作饅頭、面包時(shí)是利用酵母菌有氧呼吸的原理;制作米酒、葡萄酒、酒釀時(shí)則利用酵母菌無氧呼吸的原理。也了解到因?yàn)槎鄶?shù)微生物在酸性和無氧條件下無法生存，被抑制生長(zhǎng)，才保證了酵母菌在無競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的生長(zhǎng)繁殖，從而拓展了對(duì)“發(fā)酵技術(shù)利用了微生物的特性，通過一定的操作過程生產(chǎn)相應(yīng)的產(chǎn)品”這一重要概念的理解。

吳舉宏老師曾經(jīng)說過：教育需要以人性馴服工具性，以尊重個(gè)性作為師德底線，以開放驅(qū)逐控制，以生長(zhǎng)替代重復(fù)，以智慧超越簡(jiǎn)單，以思索達(dá)成深刻.所以，課堂教學(xué)中利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)引導(dǎo)構(gòu)建生物學(xué)概念的過程也必須是成長(zhǎng)的、智慧的以及不斷思索的.

參考文獻(xiàn)

[1]陳惠如，李韶山.基于實(shí)驗(yàn)探究的初中生物學(xué)核心概念教學(xué)策略[J].中學(xué)生物教學(xué)，2019（3）：25-27.