高中生物核心概念教学方法的探究

高中生物核心概念教学的策略探究

临潼田家炳中学姜会民

关键词生物学核心概念教学策略

摘要：学科素养主要是指由学科的核心概念内化而成的“科学观念”，将指导我们在今后的生活生产中做出科学决策和判断。生物核心概念是指由基本概念和基本原理组成的。教学中如何有效引导学生构建核心概念，有多种教学策略，需要我们不断探究，交流借鉴，共同提高。

《普通高中生物课程标准（实验）》提出“提高每个学生的科学素养”是新“课标”的基本理念和要实施的核心任务。《课标》要求“倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”。生物科学素养的一个主要内容是，理解、掌握、并应用生物学的核心概念。什么是“生物学核心概念”？如何界定“生物学核心概念”？怎样引导学生高效学习核心概念？是每个生物教师必需探讨、并明确的。关于核心概念有多种看法，美国著名教育学家赫得提出，组成科学课程中的基本概念和基本原理应该是学科结构的主干部分，它们被称为核心概念。刘恩山教授认为，核心概念是指位于学科中心的概念性知识，包括了重要概念、原理、理论等的基本理解和认识，是学科结构的主干部分。所以核心概念既不等同于我们常说的重点概念，也不是我们认为的生物学观念。核心概念的核心指的是核心（重点）问题，即生物的基本生命活动：概念不是只指基本概念而是指概念性知识，即与某一生命活动相关的基本概念、基本原理、基本特征、基本意义和应用等相关概念性知识点有机建构的整体认知或概念模型。如光合作用作为代谢的核心概念，不只是简单的名词概念，而是光合作用的基本概念、原理特征，影响因素、意义应用等有机构成的一个概念系统，外化的核心概念可以用概念图来表示。课程学习中学生获得的是多个核心概念，从而形成了生物学观念。今后在长期的生活、生产和研究中始终指导我们的可能就是由核心概念形成的科学观念。生物高考也主要考察学生对核心概念的掌握和应用能力。

在新课程高效课堂深入推进的当下，怎样突破核心概念教学是高效课堂的主要着力点，采用多种策略使学生更好地内化构建核心概念，培养学生的创新能力，是同行都在不断探究和实践的课题。查阅并学习有关生物学核心概念教学的理论及资料，并在自己的课堂教学实践中尝试、探究。现根据自己几年来的实践经验和反思，总结一下高中生物学核心概念教学的有效策略。与同行之间交流借鉴，共同提高教学核心概念的效率。

一．现代学习理论关于概念学习的两个主要的学习观

1．奥苏贝尔的有意义学习理论

（1）有意义学习：是指学生不仅能记住词句和符号，而且要能理解这些符号和词句所代表的实质性内容(包括事实、概念、原理或规则等)，并能灵活地应用它进行思维和判断。

在学习过程中，他强调学生已有知识经验的作用，强调新旧知识之间的相互转化过程，即他称之为“内化”的过程，学习者在学习过程中获得重新组织的认知结构，才是学习变化的实质。

（2）意义学习的两个先决条件

外因：学习材料必须能够与学生已有的知识结构联系起来。（即能学）

内因：学生必须具有在新学的内容与自己已有的知识之间建立新联系的倾向或愿望。

（即愿学）

2．建构主义的学习观

（1）.学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己主动建构知识的过程。学生要主动地建构知识的意义，进行复杂的思维加工，且无法由他人来代替。教师只能提供信息，引导并帮助学生进行信息加工，而不能包办代劳。

（2）.学习不是被动地接收信息，而是主动地获取信息并建构意义。外部信息直接没有思维意义，意义是学习者通过新旧知识经验间的反复的、双向的相互作用过程而建构成的。

（3）.学习意义的获得，是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识，建构自己的理解。

（4）.同化和顺应，是学习者认知结构发生变化的两种方式。同化是认知结构的量变，而顺应则是认知结构的质变。同化－顺应循环往复，相互交替，人的认知水平不断提高。学习不是简单的信息积累，更重要的是包含新旧知识经验的冲突，以及由此而推动的认知结构的重组。学习不是象电脑般的信息输入、存储和提取，是新旧知识经验之间的双向的相互作用过程，也是学习者与学习环境之间互动的过程。

二．现代学习理论对核心概念教学的启示

1.核心概念的构建要以事实、概念、原理、规则等为基本要件。

2.核心概念教学不是单一的基本概念学习或名词解释，需要主动地、有个性地、

全方位的立体建构。

3. 教师对于学生学习核心概念的价值：概念的构建是学生自主的思维过程，但

必需有“情境”和“协作”等提供有效的支持。而学生学习的兴趣和冲动还需

教师这个外部条件的激发，引导、启发、示范、协助、训练等。

三．生物核心概念教学的主要内容：以光合作用概念为例

1．提供典型的感性材料或实例引入核心概念，没有事实做支撑的概念是空洞乏味

的。科学概念的获得和掌握是学生对客观事物的感性认识上升为理性认识的过程，而感性认识是前提。因此，教师应多为学生提供一些观察具体事物的机会，或启发学生动用已有的感性经验，以此增强概念教学的直观性。

如到树林中锻炼一大早去好吗？人吃饭能为人体提供能量，该能量是由什么能通过什么生理活动转换来的？引入光合作用的概念。

2．明确核心概念适用的范围，成立的条件。生命活动都有其进行的范围和特例，都有其产生的外界条件，缺乏必要的条件就不能进行。只有绿色植物能光合吗？能光合的生物都有叶绿体吗？蓝藻和某些细菌也能光合但无叶绿体。有些寄生植物可能失去光合能力，成为异养生物。植物白天能光合，晚上也能光合吗？缺乏什么条件？光合作用需要外界的光能、原料（二氧化碳和水），需细胞内部的结构叶绿体（有光合色素和光合酶等）

3．理解核心概念的本质变化即生理原理，是内化构建核心概念的关键。光合作用的能量和物质变化是其本质，如何把光能转换成化学能，把无机物合成有机物并储存化学能，原理过程是怎样？。其原理过程有光反应和暗反应两个相互联系的阶段，只有理解这两个阶段的变化才能进一步理解光合作用的本质。核心概念应是由多个基本概念和生理联系构成的，光合作用的本质变化包括光反应阶段水的光解、ATP 的合成，暗反应阶段二氧化碳的固定、三碳化合物还原、五碳化合物的再生等基本概念和生理过程构成的。同时也说明学习了高中生物的对光合的概念比初中了更深入的理解和认识。

4．探究分析影响生理活动的因素，并分析问题解决问题。影响光合的外界因素有光照强度、温度高低、水分多少、二氧化碳浓度、矿质营养等。

5.找出和其他核心概念的区别和联系，形成更大的知识网。光合作用和化能合成作用，呼吸作用，酶，ATP等的区别和联系。

6.掌握核心概念的生物学意义，形成科学观念，指导人们在生活生产中做出正确的决策和判断。光合作用能吸收二氧化碳释放氧气，维持大气成分相对稳定，为人类和自然界提供氧气，有机物和化学能。只有建立了光合作用的核心概念，才能在行动中自觉保护植被和森林。

四．核心概念教学的实施策略

1．必须首先重视基本概念和基本原理的教学，为核心概念的构建打下坚实的基础。采用问题探究，提供典型的、具体的、生动的感性材料，创境激趣，合作探究，将有助于学生发现事物的本质特点，引导基本概念的自然意义生成，而不是直接抽象的叙述。

2.关注学生已有的概念和经验，促进学生由前概念向科学概念的转变过程，构建新

的认知结构。

3.采取对核心概念的各要点各个击破，再构建成整体的策略。即将核心概念的各要

点条理化，逐个理解，找出其内在联系装配成整体。

4.将相关的基本概念比较分析求同求异求联系，才能清晰的构建成核心概念。学生

往往是学的概念越多时，不能及时区分，易相互干扰而混淆。有些学生是没有搞清概念之间的内在联系，杂乱无章，不能将其形成网络。必然影响学生学习的积极性，逐渐丧失学习兴趣而成为差生。所以教师一定要帮组学生区分相关概念，减少概念的相互干扰，同时引导找出概念间的联系，构建清晰明了的核心概念.

5. 运用画概念图的外显构建核心概念教学策略，驱动学生自主构建核心概念，形

成核心概念的概念模型。教师提出要求和框架，学生构建完善，可以参照，但不能照搬。

6. 核心概念教学应以课程的每一节或每一章为一个单元，即以每一生理活动为单

位将相关概念知识按联系组装成整体。

7.精选变式练习，强化核心概念的全面、准确构建和认知，并及时反馈，纠偏矫正。五．必修Ⅰ中核心概念教学策略的实例

1．除利用课本问题探讨外，选择更多典型的有利学生探究的问题，创设情景，激发兴趣，渗透概念的本质和意义。如ATP的概念引入和生成，利用萤火虫发光的事实和实验，提出葡萄糖能为萦光素发光直接提供能量吗?谁来直接提供呢？如何提供？引出ATP的结构简式，ATP和ADP的相互快速转化，动态平衡及传递能量的方式，理解ATP是直接供能物质。

2.利用概念转变原理进行核心概念教学

概念转变指学生原有概念改变、发展和重建的过程，即学习者由前概念向科学概念的转变过程.。学生在学习生物学新课程之前，通过日常生活和以前的学习，对生物学知识已经形成了自己的感性认识和初步看法，教学中教师必须充分了解学生原有的知识、经验，了解学生有哪些前概念，特别是创设教学中的认知冲突（情境），在学生的前概念与科学概念的激烈碰撞中，引导学生调整和改变原有认知结构，实现由前概念向科学概念的转变。

如“呼吸作用”这一概念涉及的前概念有，呼吸系统、呼吸、吸氧呼二氧化碳、糖类能源物质供能，酶、ATP、线粒体等等。及一些表面的感性认识，如呼吸都需氧并释放二氧化碳，那么厌氧微生物如乳酸菌呼吸吗？利用氧释放二氧化碳吗，通过认知冲突引导学生学习理解呼吸作用的实质。

3.采取将核心概念各要件各个击破，让学生全面掌握概念的内涵和外延，最后再构

建成整体的策略。即构建模式是，即先制造零件，搞清各个零件的关系再组装成整体，由零散到整体，这是核心概念教学的最常用模式。

如学习“呼吸作用”的核心概念

（1）进行呼吸的生物：大部分生物有，且时刻进行，病毒没有。

（2）外界条件：有氧或无氧

（3）场所：细胞内的细胞质基质和线粒体

（4）原料和产物：将糖类等有机物氧化分解成二氧化碳和水

（5）氧化分解的特点和程度（本质）：通过呼吸作用的原理过程来说明，将糖类等有机物逐步氧化分解，加水脱氢，氢再和氧结合，并彻底氧化分解成二氧化碳和水等。

（6）释放能量的特点和多少（本质）：能量逐渐释放，释放大量能量，只有部分用于合成ATP。

（7）意义：细胞的生命活动提供能量

（8）影响因素和应用:氧浓度，温度，水分等。疏松土壤，增加植物根部的透气性，促进根细胞有氧呼吸。降低温度，减慢植物晚上的有氧呼吸，减少有机物的消耗。

4．精选变式训练题，强化概念的本质，反馈矫正

变式是在保持一事物本质属性不变的前提下，通过变换它的非本质属性来突出它的本质属性的一种方法。从而获得全面、准确的认识。

5、比较分析相关概念间内在联系

反映事物本质属性的相关概念之间存在着这种或那种联系。在教学中，教师要及时指导学生对一些相关概念进行对比、归类，揭示概念之间的内在联系，找出本质区别，使概念清晰化和系统化。比较的方法多种，根据教学内容的不同可以灵活选用。日常教学中多用的是表格和图解比较法。

6．引导学生画概念图是一种直观而有效的构建核心概念的方法。

概念图是一种将相关基本概念的本质属性按照它们之间的内在联系组织在一起形成的图示，也可以是将一个概念和与其相互关联的其它概念按照概念之间的逻辑关系组织在一起形成概念网络。搞清相关概念的区别与联系，构建成立体网络化的概念体系，建立生理活动的概念模型。在“细胞内的分工合作”一节中，笔者组织学生利用所学知识，尝试完成概念流程图，建立生理活动的概念模型。学生在描绘一幅概念图时，好比经历一次用概念组装知识大厦的活动，将学生整合概念的过程清楚外现。这样既能帮助学生巩固新概念，理清概念之间内在的逻辑关系，还可以提高学生自学、思维和反思能力。

细胞内的分工合作：以细胞分泌蛋白的合成、加工、运输及分泌为例

核基因

转录

包装 运输

肽链 内质网 小泡 高尔基体 小泡 细胞膜

（tRNA 转运） 初加工 再加工 分泌到

较成熟蛋白 形成成熟蛋白 细胞外

分泌后 进入 作用于 调节

激素 体液运输 靶细胞 靶细胞的功能

和其表面受体结合 （代谢等）

信息传递给靶细胞

概念图可以提高教学效率，可以改变学习者的认知方式，有利于培养学生创造性思维。为了提高概念图效果和学生的自学能力，概念图的绘制最好让学生自己动手，教师只进行必要的指导和点评。对概念图教学应做到，当成是一种教学技巧和

必要环节；反复修改，逐渐完善;尊重学生的个别差异和创意;以合作代替单打独斗;搭建框架，提出要点与目标。

7．运用核心概念分析问题，提高思维和创新能力

学习核心概念的目的，是运用概念综合分析、解决实际问题，也是检验概念掌握的标志。在生物学核心概念教学过程中，教师要联系生产、学生生活实际，设置应用概念的问题情境，进行概念应用的模拟练习，在运用中强化所学概念，提高各种能力。用光合作用概念分析植物在夏季白天的光合强度的变化，解释光合“午休”的原因。分析如何提高大棚蔬菜产量的问题，帮菜农寻找具体措施。

六对高中生物核心概念教学的反思

杜绝灌输基本概念，死记硬背，只有打下坚实的基本概念基础，才能自主构建核心概念。切忌将核心概念教学简单看成一般概念的简单堆砌。

在实际教学中，教师往往会发现学生的前概念有时候与自己的“预设”是有区别的，在这种情况下，教师就需要精心设计，创设情境，引导学生讨论、交流是暴露学生前概念的最好方法。同时在概念教学中，善于造成学生形成认知冲突，是最有效的教学策略。如把一些抽象的生物学概念和具体的实例联系或类比，变抽象为形象；加强思维训练，完成对概念的意义重建；利用比较表、概念图等帮助学生认识概念间的异同和联系，把握概念的层次与性质，避免概念的相互干扰，并构建立体核心概念及概念体系。

高中生物学核心概念教学策略有多种，各策略是相互联系相互促进的。生物学核心概念教学，教师要根据学生的认知水平，根据所教的内容特点和需要，灵活地综合地运用，以求最大限度提高生物学核心概念教学的效果。

2016.2.20