淺談生物學核心概念及其在教學中的地位

摘要：生物學核心概念是那些能夠展現當代生物學科圖景的概念，是生物學科結構的主干部分，是生物學知識領域的中心。在教學過程中，應該依據核心概念來確立教學目標、組織教學。

關鍵詞：生物學；核心概念；教材研發；課堂教學

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1009－010X(2011)12－0055－02

生物學概念是生物學科知識的重要組成部分，它是對生物的結構、生理乃至一切生命現象、原理及規律精確而本質地闡述。概念是構造理論的磚石，在眾多的概念中，核心概念的地位尤為重要，它在學科知識中處于最為本質和核心的地位。《普通高中生物課程標準(實驗)》(以下簡稱《標準》)中也明確提出要“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”。因此，注重生物學核心概念的教學具有非常重要的意義。

一、什么是核心概念

1 概念和核心概念。

概念是共同具有某些特性或屬性的事件、物體或現象的抽象概括，是一種由相近、相似的事件、想法、物體或人所組成的集合。生物學概念就是通過抽象、概括而形成的對生物學現象、本質特征或共同屬性的反映，如“酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數是蛋白質”這個概念，反映的就是所有酶在來源、生理功能和化學本質上的共同特征。

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、理論等基本理解和解釋。生物學核心概念即那些能夠展現當代生物學科圖景的概念，是生物學科結構的主干部分，是生物學知識領域的中心，獲得了廣泛的應用，且能經得起時間的檢驗。

2 核心概念的表述方式。

大部分人認為核心概念就是學科知識中的某個詞或短語，如“光合作用”、“呼吸作用”等，實際上，這樣的一個短語僅是一個相應的學科專業術語，并不等同于核心概念，或者可以認為這只是一個標記核心概念的符號。核心概念的表述，常采用“XX是XXXX”、“XXXX稱作XX”、“XXXX叫做XX”或“XX是指XXXX”等形式。例如人教版高中生物教材中對有關核心的概念分別表述如下：“DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程，復制需要模板、原料、能量和酶等基本條件”、“由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發育有顯著影響的微量有機物，稱作植物激素”、“由生物群落與它的無機環境相互作用而形成的統一整體，叫做生態系統”、“細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成ATP的過程”。

二、核心概念在中學生物學教材研發中的地位

依據《標準》編寫的、經全國中小學教材審定委員會2004年初審通過的現行高中生物學教材有五個版本，分別由人民教育出版社、浙江科學技術出版社、江蘇教育出版社、河北少年兒童出版社和中國地圖出版社出版發行。這五個版本的教材都是圍繞相關的核心概念來編寫的，除了小部分概念的詞語存在差異外，大部分核心概念的內涵是完全相同的。如“細胞的生命歷程”部分內容各版本教材的章標題雖然有“細胞的生命歷程”(人教版)、“細胞的生命周期”(中圖版)、“細胞的增殖與分化”(浙科版)等不同的表述，但其內容都是圍繞“細胞周期”(為表述簡潔，此處及以下用相應專業術語代表核心概念的具體內容)、“有絲分裂”、“無絲分裂”、“細胞分化”、“細胞的全能性”、“細胞的癌變”、“細胞衰老”及“細胞凋亡”等核心概念來組織編寫。這說明不同版本教材的編者們都充分意識到了核心概念的重要性，因為從某種程度上來說中學生物學教材就是由一系列的核心概念所構成的知識體系，其設計的框架也要有利于學生掌握核心概念。此外，各版本教材都用不同事例闡述了許多核心概念的發現、證實、發展、更新和變化的過程，讓學生沿著先輩科學家們的足跡去體會科學探索的歷程，有助于培養其實事求是的科學精神和嚴謹的科學態度。

三、核心概念在課堂教學中的地位

1 據核心概念確立教學目標。

教材的每一單元、每一節的知識體系都是圍繞相關的核心概念而建構的，核心概念指引了學習目標，因此在教學中應根據核心概念來確立教學目標。如《降低化學反應活化能的酶》(人教版)一節，教材首先介紹了本章的核心概念“細胞代謝”，然后引出了“酶在細胞代謝中的作用”，通過科學家們對酶本質的探索歷程來揭示“酶的本質”，最后通過設計實驗來探究“酶的特性”。根據這些核心概念我們可以確定本節的教學目標為：(1)知識方面：①能說出細胞代謝的概念，②能理解酶在細胞代謝中的作用、本質和特性；(2)情感態度與價值觀方面：通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料，①認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的；②認同科學家不僅要繼承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意見中的合理成分，同時要具有質疑、創新和勇于實踐的科學精神與態度；(3)能力方面：①進行有關的實驗和探究，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗；②在實驗設計、資料分析、探究等問題討論中，運用語言表達的能力以及獲取資料、共享信息的能力。在制定教學目標的過程中，教師需要思考核心概念之間的聯系，必要時還需對核心概念進行細化處理。

2 圍繞核心概念組織教學。

確立了教學目標后，教學活動也必須圍繞核心概念來組織，在教學過程中對于不同的核心概念可以采用不同的教學策略。如《生態系統的信息傳遞》一節中，“信息傳遞在生態系統中的作用”是本節的一個重要核心概念，為了讓學生正確地建構出該概念，可以采用分析、探討的方法。首先讓學生對教材中的資料“當煙草植株受到蛾幼蟲攻擊后，能夠產生和釋放一種可以揮發的化學物質，這種化學物質白天可以吸引蛾幼蟲的天敵——捕食者，夜間又能夠驅除夜間活動的雌蛾，使它們不能停留在葉片上產卵”進行分析，探討這種化學物質在協調煙草、蛾及其天敵之間關系的作用，進而分析其對生態系統的作用，學生比較自然能得出“信息能夠調節生物的種間關系，以維持生態系統的穩定”這一概念。再如對于“光合作用”這一核心概念的教學活動，可以先提供如表所示科學家們為探索光合作用過程而進行的一系列實驗。

然后，讓學生通過分析資料，沿著先輩科學家們的足跡體會科學探索的歷程，對于“光合作用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，并且釋放出氧氣的過程”這一核心概念的理解也會更加深刻。總之，教師在課堂教學中圍繞核心概念來組織教學，引導學生通過生物事實抽提出生物學本質的東西，以此建立科學、正確的生物學概念，進而在頭腦中建構出合理的概念體系，對幫助學生建立學科知識框架、理解生物學的重要觀點以及提高生物科學素養都有重要的意義。