初中生物圍繞核心概念的教學設計實例探討

1.圍繞核心概念設計教學活動

1.1建立核心概念教學意識，明晰初中生物教學中的“核心概念”

生物學核心概念處于學科知識最為本質和中心的地位。所以，幫助學生建構核心概念，關注學生核心概念學習的可持續性，對提高學生的生物科學素養有著重要的意義。教師首先要明確什么是“核心概念”，才能幫助學生理解核心概念。生物學概念是反映生物學本質屬性及特征的形式，是構成生物學知識體系的重要組成部分，而生物學核心概念則是生物學概念中的重中之重，是學科知識最為本質和中心的概念。初中生物教學中的“核心概念”在某種程度上等同于初中生物新課程標準中所述的“核心知識”，囊括了初中生物知識體系中最為重要和基礎的概念、原理、理論等。

因課時的限制及初中學生認知水平等的限制，初中生物中有的核心概念并不集中于某一章節中，所以，教師在設計具體某一核心概念的教學時，不能局限于孤立的某一章節，而要根據具體的學情，還要注意概念間的連貫性的。

如：“DNA是主要的遺傳物質”這一核心概念在初中人教版《生物》教材中的分布在不同的章節：在七年級上冊“細胞核是遺傳信息庫”這一節中，其核心是要引導學生從物質的結構角度初步認識“細胞核中有遺傳信息的載體：DNA”；在八年級下冊“生物的遺傳和變異”這一章中，其核心是要引導學生從功能的角度認識到“DNA上有許許多多控制性狀的基因，DNA是遺傳物質”，而對DNA是“主要的”遺傳物質的理解則因初中學生的認知水平有限不能展開，則放到高中階段再去學習。

既然一個核心概念不集中在某一節，那么，具體某一節課中以什么概念為核心去設計教學呢?那就找出這一節中，與學生獲得某一核心概念相關的最為基礎的知識是什么。例如，在人教版《生物》八年級下冊“基因在親子代間的傳遞”一節中，學生如果沒有理解“成對存在的染色體上，基因成對存在”、“在形成生殖細胞時，成對存在的染色體中的一條進入生殖細胞”這兩個基礎知識，就無法進一步學習該節之后的“基因的顯性和隱性”等節課，在將來的高中生物學習中更無法理解基因的分離和自由組合定律等。因此，這兩個基礎知識便是這節課的核心。

1.2利用概念圖等方法梳理知識點，明確教學目標、教學重、難點

在設計教學時，教師需對其中的知識點進行梳理，在明晰其中的核心概念、概念間的層次關系和邏輯關系上，概念圖有著很大的優勢，能幫助教師準確地把握這節課的知識框架。

在確立教學目標和教學重點時，教師需明確知道該節內容在生物學知識體系中處于什么地位，思考應該處理到什么程度，怎樣使學生客觀地認識概念的本質屬性。如：“基因在親子代間的傳遞”，屬于新課標中的二級主題“生物的遺傳和變異”中的內容，這一主題的是高中生物必修二《遺傳和進化》的學習基礎，需要讓學生明確知道基因存在的特點、理解基因在從親代傳遞給子代的規律，為下一節以及將來的高中生物核心概念的學習做好知識準備。在確立教學難點時，教師主要考慮學生的認知特點，還要考慮到這一節的難點能突破到什么程度。

1.3 圍繞核心概念設計教學活動，引導學生主動建構

在設計圍繞核心概念的教學活動時，教師需考慮學生的已有概念和未學概念、前概念和后概念、具體概念和抽象概念之間的關系，還要圍繞這些關系思考：做怎樣的引導，設計怎樣的多元合作教學活動，在教學過程中怎樣引發問題、怎樣整合資源、怎樣提供科學事實，以幫助學生在信息的內化和外顯的轉化過程中，完成對核心概念的意義建構。

2.圍繞核心概念教學的初中生物教學設計實例

2.1“基因在親子代間的傳遞”概念圖的構建

首先是教師分析學習內容，用概念圖的方式對學生已有概念體系和即將學習的概念梳理如下，明晰了概念間的關系，確定了教學目標和教學重、難點。如圖

教學目標：

知識目標：描述染色體、DNA和基因之間的關系；闡明生殖過程中染色體的變化和基因的傳遞。

能力目標：嘗試構建染色體和DNA關系模型，使用概念圖等方式描述染色體、DNA和基因之間的關系，發展構建生物模型、表述概念層次的能力；在推理活動中發展分析能力和創造性思維。

情感、態度與價值觀目標：在體驗科學推理活動中，逐步建立創新的科學態度；深入理解體細胞中染色體成對存在的意義，增強對遺傳學知識的興趣。

2.2導入環節設置

導人環節需要幫助學生建立新舊概念間的聯系，引出新概念的研究問題。如：展示班上某位學生的一家三口的照片引起學生饒有興趣的觀察。接著：(1)復習已學概念，提問：在這張照片中，①你看到了哪些性狀?②性狀是由什么控制的?這兩個問題考查了學生對已學概念的掌握，并為新知學習做好知識準備和情境鋪墊。(2)引發新概念的研究問題。首先引導學生們發現該生的某一性狀和父母一方相似，和另一方不同。如該生的雙眼皮像爸爸，不像媽媽，然后提出問題：該生是否只遺傳了爸爸控制眼瞼的基因而沒有遺傳媽媽的?引起學生爭論和求知欲，接著再引導學生思考：“要回答這個問題，我們需要先學習哪些知識?”學生自然就想到要知道：“基因在哪里?基因是怎樣傳遞的?……”這便引發了新概念學習的問題情境。

2.3建構本節課的核心概念

教材中該節主要由兩大部分內容構成：“基因和染色體”和“基因經精子和卵細胞傳遞”。教師需設計符合學生認知規律的學習活動，幫助學生獲取、內化然后外化、表達新的核心概念。同時，引發下一節概念的研究問題，以明晰知識間的邏輯關系。1所示。

2.3.1基因和染色體

該部分內容的核心概念是：①染色體上有許多個基因；②染色體成對存在，基因成對存在。

(1)圍繞核心概念“染色體上有許多個基因”的教學活動：

學生在七年級已經形成“DNA和蛋白質構成染色體”等相關核心概念，引導學生回顧已學概念后，教師提供材料：染色體和DNA的關系示意圖(同教科書本29頁圖)和模型建構材料(彩色細鐵絲和發泡小珠，細鐵絲模擬DNA，細鐵絲不同顏色段模擬不同的基因，發泡小球模擬蛋白質。)請學生完成以下三個任務：①觀察圖片，各小組用所給的材料構建染色體模型。②用圖解、表解或漫畫的方式表示染色體、DNA、基因的關系。③用一句話表述基因和染色體的關系。這三個任務讓學生經歷了以下活動：首先是帶著制作模型的目的，觀察了較為直觀的“染色體和DNA關系示意圖”；在形成了自己的認識后，再在動手構建模型，將自己的認識以更為直觀的方式地表達出來；完成了直觀性知識的內化和表達，然后再畫概念圖、用一句話來描述基因和染色體的關系，這便將剛剛形成的直觀印象抽象為一定的概念結構。這個活動讓學生在觀察、動手、動腦過程中，構建了核心概念。

(2)圍繞核心概念“染色體成對存在，基因成對存在”的教學活動：

因初中學生對遺傳物質結構的理解有限，所以，無法從染色體結構的角度幫助學生理解，可引導學生觀察分析圖片，但這一核心概念僅通過觀察圖片，是不能獲得全部的，需輔以簡潔而明確的講述。如：教師首先提供資料：一張未整理和一張已整理的人(女)體細胞內的染色體圖。用問題引導學生的觀察：人體內有多少條染色體?整理后的染色體為什么畫成一對一對的?然后，輔以講述：科學研究發現，成對的染色體不僅大小、形態相同，結構也相似。科學研究發現，成對存在的染色體上基因也成對存在。(同時用示意圖圖示)

2.3.2基因經精子和卵細胞的傳遞

該部分的核心概念是：生殖細胞形成時，染色體數減半，不是任意的一半，是一對染色體中的一條進入生殖細胞。

(1)圍繞核心概念的教學活動：

這一概念自身具有一定的內在邏輯，需要用理性思維去深入理解。如果教師直接呈現科學研究事實，輔以講述幫助學生理解再要求記憶，這樣的理解必然是淺層次的。教師可根據這一核心概念的特點和學生的思維特點設計教學活動，引導學生運用理性思維發現其中的規律，再提供科學研究事實以驗證他們的發現是否正確。筆者設計了兩個推理活動，由易到難，由淺入深地引導學生展開思維活動，具體教學過程如下：

①請學生推理生殖細胞中的染色體數和體細胞中的染色體數的關系。設置問題：假設生殖細胞和體細胞中的染色體數一樣，請推算：人在繁殖n代后，個體的體細胞的染色體數。你認為該假設正確嗎?學生在數學推算過程中很快會發現結果是可笑的，假設是錯誤的，由此推測出“生殖細胞染色體數是體細胞的一半”。接著教師提供科學事實，證實學生的推測：“1883年，胚胎學家比耐登發現馬蛔蟲的精子和卵細胞中染色體數只有體細胞的一半。”這樣可幫助學生深入理解了“生殖細胞形成時，染色體減少一半”這一概念。②以某種體細胞有奇數對染色體的生物的遺傳過程為例(偶數對染色體的生物遺傳物質傳遞過程推理可能讓學生發生錯誤推理)，請學生推理染色體的變化，具體操作如下：某種生物細胞有三對染色體，請用所給學具推測，在形成生殖細胞時，染色體怎樣傳遞，才能使子代體細胞的染色體的數量、形狀和親代的保持一致?

和前一個推理活動相比，這個推理活動有點難度，但八年級的學生已具有一定的理性思維，在使用小組合作、學具(圖2)試錯的過程中，他們能夠推測出生殖細胞中的染色體和親代體細胞染色體的關系。之后教師提供科學家們研究的科學事實，證實學生們推理結果(1890年鮑維里、1891年亨金，通過多種生物觀察研究，證實了在形成精子或卯細胞的細胞分裂過程中，染色體都要減少一半，而且不是任意的一半，是每對染色體各有一條進入精子或卵細胞。)這樣的推理活動讓學生在活動中運用理性思維，深入理解“生殖細胞形成時，染色體減少一半，不是任意的一半，是一對染色體中的一條進入生殖細胞”這一核心概念。也為高中生物“減數分裂”這一概念的學習奠定了基礎而非概念沖突。

(2)運用新建構的核心概念，解決導入時提出的問題：

再次展示導入中的那張全家福照片和問題：該生是否只遺傳了爸爸的控制眼瞼的基因而沒有遺傳媽媽的?學生運用已學知識解答問題，能積極給出正確答案(既遺傳了爸爸的也遺傳了媽媽的)，卻不能清晰表述其原因，這時需要圖示來幫助，如教科書第31頁圖使用前，對此圖輔以簡介：為使用簡便，在細胞中只圖示了一對染色體。請學生完成填圖。

填圖后，教師可引導學生小結：有性生殖的生物體細胞中，成對的染色體，一條來自于父方、一條來自于母方。成對的基因，也是一個來自于父方，一個來自于母方。這時學生們會產生新的疑惑：既然該同學控制眼瞼的基因一個來自于爸爸，一個來自于媽媽。那為什么他的眼瞼性狀只和爸爸相似，媽媽不同呢?這便激發了學生學習下一節課(“基因的顯性和隱性”)知識的興趣和欲望。

該環節引導學生運用已建構的概念解決了剛上課時的產生的困惑，并進一步引發了學生產生新的困惑，為下節課的學習做好積極準備，同時凸顯了概念間的聯系。

2.3.3 圍繞核心概念，設計反饋練習，檢驗意義建構(略)

2.4 實施效果和反思

該節課的教學設計圍繞核心概念，通過建構模型、科學推理等多元合作活動，能使學生清晰地認識了“染色體和基因的關系”，使學生深入理解了“基因的傳遞過程”，有效幫助學生建構了相關的核心概念。其不足之處是因為容量較大，活動安排較為緊湊，如果學生對已學概念只有記憶而沒有理解其本質，完成本節課就會比較困難。這也說明，初中生物要持續關注和幫助學生對核心概念的深入理解，關注學生生物核心概念學習的可持續性。