圍繞生物學核心概念進行課堂教學

摘要 以“光與光合作用”為例，就光合作用核心概念的表述以及如何開展課堂教學活動等進行探討。

關鍵詞 新課程 核心概念 課堂教學 光合作用

中圖分類號 G633.91

文獻標識碼 B

文件編號 1003－7586(2011)03－0036－02

1 核心概念與概念教學

1.1核心概念

核心概念是位于學科中心的概念性知識，包括了重要概念、原理、理論等，這些內容能夠展現當代學科圖景，是學科知識的主干部分。

我國現行課程標準明確提出“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”。新課程要求重視核心概念教學，由追求對繁雜的生物學事實性知識的記憶，轉向對核心概念的深層次理解。教師應幫助學生圍繞生物學核心概念建構知識、加深理解并注重遷移和應用。

以光合作用為例，比較術語、定義、概念、核心概念的不同：

光合作用(術語)是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧的過程(定義)。

植物利用光能將二氧化碳和水分子合成含碳有機物(碳水化合物)(概念)。

植物吸收光并利用光在含碳(有機)分子的原子之間形成強有力的化學鍵(共價鍵)，從而獲得能量(核心概念)。

1.2概念教學

圍繞核心概念展開的教學活動稱為概念教學。課程內容圍繞核心概念有效組織，根據學生的認知能力和現有經驗，按照一定的次序逐層展開，用具體事實作為鋪墊來幫助學生深層理解。教學重心從陳述事實轉移到使用事實，幫助學生深入理解概念，培養和發展思維能力。教師采用講授、演示、討論、實驗、探究等教學策略進行教學設計。學習重心不再強調對事實內容的記憶和背誦，而更加注重通過鑒別、論證提升思維能力和應用所學知識解決現實問題的能力。

2 “光合作用”的核心概念

“光合作用”的核心概念，采用一種完整的陳述句形式來表述，然后將更加抽象、上位概念依次列出：

A 1植物吸收光并利用光在含碳(有機)分子的原子之間形成強有力的化學鍵(共價鍵)，從而獲得能量。

A 11光合作用能夠將光能轉換成能夠利用的化學能(能量轉變)。

A 111捕獲光能的色素有葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素。

A 112葉綠體的類囊體上有吸收光能的色素和酶，能將光能轉變為化學能并儲存在ATP中。

A 113葉綠體基質中也有酶，能將ATP中的化學能轉化為糖(碳水化合物)中儲存的化學能。

A 12光合作用能夠將二氧化碳和水轉變成含碳有機物(物質轉變)。

A 121光合作用的過程根據是否需要光能分為光反應和暗反應兩個階段。

A 122光反應階段必須有光才能在類囊體薄膜上進行。

A 123光反應階段包括H₂O的分解和ATP的形成。

A 124暗反應階段有沒有光都可以在葉綠體內的基質中進行。

A 125暗反應階段包括二氧化碳被固定；C₃被[H]還原，最終形成糖(碳水化合物)；ATP轉化成ADP和Pi。

A 126光反應與暗反應既有區別又有聯系，是不可分割的整體。

A 13控制光照強弱和溫度的高低，適當增加環境中二氧化碳的濃度等措施能增加農作物的產量(應用)。

A 131影響光合作用速率的環境因素有二氧化碳的濃度，水分，光和溫度的高低等。

3 光合作用的教學實例

3.1關注學生的前概念以及支持發展學生的元認知能力

建構主義認為學習者對所要學習的材料已存在有許多先前的概念，而新知識的學習則是建立在這些存在個別差異的先前概念之上的。

例如：學生書寫光合作用的方程式后完成表1。

3.2創造沖突的學習情境

學習被看作是解決新舊知識、經驗的認知沖突使原有認知結構發生改變的過程。概念放在一定的應用情境下才會顯得生動和有意義，真實的情境能夠使學習變得更為有效。學習的目的不僅僅是要讓學生懂得某些知識，而且要讓學生能真正運用所學知識去解決現實世界中的問題。

例如：人們通常認為樹林中早上空氣清新，是鍛煉身體的適宜時間。

你認為最佳的鍛煉時間是什么時候?(晴天的早上、中午、晚上；陰天的早上、中午、晚上)你的想法與上述觀點是否一致，如果不一致，你的理由(或證據)是什么?

3.3POE教學策略的運用

Predict(預測)：要求學生預測會產生何種改變，并記錄改變的原因。

Observe(觀察)：仔細觀察其中的改變。

Explain(解釋)：思考預測與觀察的不同，想出可能造成不同的原因并得到結論。

例如：讓學生觀察綠葉，研究光合作用場所。

預測(P)——預測在何處可以檢測到淀粉。

觀察(O)——顯微觀察。

解釋(E)——解釋原因。

3.4用事實支撐核心概念

幫助學生形成光合作用的概念，需要給他們提供大量生物學事實以支撐。

例如：吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深層。

在高緯度地區進行溫室栽培，因日照時間太短，應進行人工補充光照。

其他地區若遇到連續陰雨雪天氣，亦應進行人工補充光照，同樣可以達到增產增收的目的。

及時進行整枝、打杈、綁蔓、打老葉等田間管理，有利于棚內通風透光。

在大棚內種植不同種類的蔬菜時，應遵循“北高南低”的原則，使植株高矮錯落有序，盡量減少互相遮擋現象。

3.5教學中滲透人文素養的培養

例如：碧玉妝成一樹高，萬條垂下綠絲絳。——賀知章《詠柳》這首詩描寫的是什么季節?綠色柳葉的形成與什么因素有關?

停車坐愛楓林晚，霜葉紅于二月花。——杜牧的《山行》這首詩描寫的是什么季節?楓葉為什么會變成紅色?

金井梧桐秋葉黃，珠簾不卷夜來霜。——王昌齡的《長信秋詞五首》中梧桐樹的葉子為什么會變黃?

3.6開放式評價

通過繪制光合作用的概念圖、真實情境下的問題解決等考查學生對核心概念的理解。

例如：你計劃用溫室大棚種植蔬菜請問你應該選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充光源?應該如何控制溫度?要提高蔬菜的產量你要采取哪些措施?請寫出書面報告。

4 綜上所述

在備課時，認真梳理核心概念能幫助教師明確每節課在全書中的位置，確定教學重點和難點，圍繞核心概念進行教學設計。梳理核心概念的思路時，想象一下：一把大雨傘下面有一把小雨傘，下面還有一把更小的雨傘，傘柄是主題，傘骨代表的是事實支撐整個傘面，而張開的涵蓋了所有信息的傘面則代表核心概念。實施核心概念教學是提高課堂教學效率、實現有效教學的重要途徑。