優化概念教學，提高教學效率

姚友美

一、案例背景

生物概念常以最簡潔的語言概括事物的本質和屬性，是生物學科知識結構的基礎，是學生學習生物知識的基石。《普通高中生物課程標準》對于生物學概念的學習提出了相關要求：“注重使學生在現實生活的背景中學習生物學，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。”《標準》課程目標要求學生“獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識”。不僅課程標準重視概念知識、關注概念學習，近年來生物高考也更加注重考查學生對概念的掌握和應用水平，但在日常教學中經常會聽到學生抱怨：“生物難學”，“生物知識又多又雜還難”，等等，學生抱怨和畏難的原因之一就是高中生物有大量概念需要識記、理解、運用，僅必修教材中比較重要的概念就約有450個，平均每節課要涉及4—5個重要概念，而當前生物概念教學效率不太高，很多學生不僅學得困難成績還不太理想。如何在高中生物課堂中有效地開展、強化生物概念教學，幫助學生理解和積累生物學概念，把握概念間的聯系，實現知識結構化，并在此基礎上解決生物學問題，已成為每一個高中生物老師面臨的、要研究和解決的難題。

二、案例描述

3月29日，我參加了一項關于關于優化概念教學提高課堂教學效率的教研活動，有幸去南京外國語學校聽了兩節關于概念教學的課，其中一節是陳老師上的高一新授課——“DNA分子結構”。

上課開始陳老師拿出了三個興趣小組學生制作的DNA雙螺旋模型，這是學生課前自學后制作的，當時就感覺這些學生自主學習能力和動手能力都很強。陳老師以這些模型引入課題，隨后展示“資料1”，引導學生回憶DNA的基本單位脫氧核苷酸的組成和種類，這是“溫故知新”，在學生已有知識框架上增加新知識，我上課時也是這樣操作的。但隨后陳老師在學生鞏固了原有知識后，要求學生利用已發下去的教學模具，每人制作兩個脫氧核苷酸模型。此時我就感覺此法甚好，我也上過相關內容，但是制作模型是在DNA結構的相關知識性內容講授完之后才開始的，沒有如陳老師這般逐步構建模型，逐步引導學生形成相關概念。而且要求每個學生制作兩個脫氧核苷酸，這既杜絕了“渾水摸魚”又調動了每個人的積極性，學生也在制作過程中強化了相關概念。果然當每個同學舉起雙手展示成果時，課堂氣氛就更活躍了，在后面聽課的我，看著學生可愛的模樣也感覺一樂。這時陳老師開始全面巡視觀察了，這是找什么呢？——典型錯誤，她展示出一對一錯的兩個模型，問道：“同學們看看這兩個模型哪個是對的？”學生開始觀察后指出：“左手的對”、“堿基、磷酸應該在兩邊”，這一環節加深了學生對脫氧核苷酸整體結構的感性認識，學生也小有成就感。陳老師趁熱打鐵展示“資料2”，請學生觀察討論脫氧核苷酸如何連接一條鏈，之后教師總結“兩個相鄰脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接磷酸和脫氧核糖，形成鏈狀結構”。學生儲備了相關理論知識后，陳老師的下一項要求也下達了：“現在請每個同學動手將自己制作的兩個脫氧核苷酸連接起來”，學生完成后展示陳果時，老師又來“找錯”了，成功找到了一個“典型”，舉起來請學生觀察：“這個模型對嗎？”學生仔細觀察之后回答：“不對。”陳老師追問：“為什么？怎么更改？”學生：“上下兩個堿基應該是平行的，轉一下。”這時的學生不管是做對的還是做錯的，對脫氧核苷酸鏈的連接方式和磷酸二酯鍵的印象就更深了，陳老師又要求制作第二條鏈，學生就加深了對脫氧核苷酸鏈結構的認知。一環接一環，下一步的教學內容就緊接而來了，“資料3——堿基互補配對：A=T，G=C，DNA是兩條鏈”，“那么兩條鏈如何連接？”學生小組討論起來，然后開始制作DNA的平面結構，陳老師巡視并指導，小組模型制作好之后，教師挑選出兩個：“請學生觀察有沒有錯？”因為不同堿基對有不同顏色，學生很快發現了問題：“左邊那組模型的堿基配對錯誤。”陳老師適時重申配對原則，然后又舉起兩組模型：“這兩組又是哪個對呢？”下面就有學生笑了“像蟲子的那個不對”。DNA分子每一條鏈都有一個游離磷酸基團，那組模型的游離磷酸在了DNA兩條鏈的同一端，這就表示兩條鏈是同向平行而不是反向平行。“反向平行”這一知識點，如果學生不仔細看圖、認真思考就會忽略，且教學模具的脫氧核糖是圓的而不是課本中的五邊形，學生容易制作出“蜈蚣”形狀的DNA。制作模型時將游離的磷酸放在“對角線”的兩頭，才可以體現“反向平行”。我上課時引導學生觀察圖片上“脫氧核糖”的方向得出該知識點，陳老師在學生自主學習出錯時才將“DNA兩條脫氧核苷酸鏈是反向平行”這一結構特點加以強調，這種方法透著探究學習的思想，學生制作模型、比較不同之后獲得正確認識，效果更好。因為學生“撞南墻”之后對正確知識的印象更深，對自己“摸索”得來的知識記憶更深刻，理解更全面些，學習效果比教師直接“注入”或“強調”幾遍的更好。在學生掌握DNA平面結構相關知識的基礎上，教師給出了“資料4——DNA的空間結構是雙螺旋結構”，問道：“怎樣形成螺旋狀呢？”學生對此很清楚：“擰一下，”陳老師挑選出一組的模型并擰起來：“這一組做得很長，同學們看，這雙螺旋結構是不是很明顯”，“是，我也再做一些接上去”，有學生對長長的DNA很感興趣，接著制作起來。隨后陳老師進行了下一環節的教學：“現在請各組派出一個代表，上來展示一下你們組的成果，其他同學看看，這幾個DNA是不是一樣？”學生觀察之后表示：“不一樣。”教師追問：“為什么不同呢？”同學們有了不同的答案：“長短不同”，“堿基對不一樣多”，“堿基對排列順序不同”……陳老師又問：“那么，這些不同能反映DNA的什么結構特性呢？有很多種是什么特性？一組一個樣是什么特性？”學生討論后回答：“多樣性、特異性。”陳老師追問：“多樣性是有多少種？”學生思考起來，教師板書演示了一個有ATCG四個堿基對的DNA片段，然后問道：“如果再增加一對，可能有幾種？”學生：“四種。”教師贊同并追問：“這個位置再增加一對，有幾種？”學生：“四種。”陳老師追問：“那增加兩個堿基對，共有幾種排列順序？”學生：“四乘四，八種。”陳老師追問：“如果增加n對，就是……”學生齊答：“4n。”陳老師總結：“這就是多樣性的計算方法4n，n是堿基對。每個DNA有各自的排列順序，所以具有特異性。DNA的第三個特性是穩定性，從哪里體現？”學生：“磷酸和脫氧核糖交替鏈接構成基本骨架、雙螺旋結構。”至此主要授課內容告一段落，進入小結和練習鞏固環節。

這一節課上，學生在制作DNA模型和不斷挑錯糾錯的過程中，一步步構建出DNA分子雙螺旋結構這一概念，既從感性層面觀察、認識了DNA結構特點，又從邏輯層次上理解掌握了DNA結構特點和特性。從學生課堂反應和鞏固練習看，通過構建模型構建概念的教學模式，課堂教學效率比“注入式”或“說文解字式”的教學模式高，教學效果更好些。

三、案例反思

陳老師的這節課上，學生通過制作模型逐步構建DNA雙螺旋結構的概念，在制作模型過程中對DNA的結構特點有了很深的認識。雖然我上課時也讓學生制作模型，但對比陳老師的授課模式教學方式來看，陳老師的更勝一籌。因為我上課時是將DNA結構特點相關知識點全部教授下去，才讓學生制作模型，實際上這依然是講授式的教學，制作模型起的是驗證和鞏固的作用，模型有助于學生觀察DNA結構特點，感性地認識結構特性，但并沒有真正起到幫助學生構建概念的作用，這不是高效的概念教學。

什么是概念教學？怎樣進行更有效，更符合學生的認知規律，更有助于學生掌握生物概念？這是值得研究的問題，也是一線教師面臨的難題。我認為概念教學的淺層含義就是教師教授學生概念及相關知識或技能，提高學生的生物學素養。為了提高課堂教學效率，就需要優化概念教學，教師要注重學生前概念的了解，教授的過程、方法都要因學情而異，基于學生的認識設計教學，幫助學生建構概念，更好地落實和實踐生物科學素養的課程理念和實現生物學的三維課程目標。[美]J·S·布魯納曾說：“概念學習是人類學習的核心。”生物學概念不僅是生物學科領域中的基礎內容，而且反映了學習者的知識和能力水平及對概念的掌握和應用水平。高中生物概念雖然很多但很重要，正確認識和運用生物概念，不僅是學生學習生物知識的基石，而且有助于提高分析綜合等思維能力和生物學素養，因此加強概念教學優化概念教學是提高生物教學效率的重要方法。

優化概念教學，實施有效概念教學策略的原則有：科學性、趣味性、參與性、應用性、可測性。現在多是用“注入式”或“說文解字式”的生物概念教學模式，這種教師灌輸和學生死記硬背的教學模式不能充分調動學生的求知欲和積極性，課堂教學效率較低。課堂上有機地將概念呈現給學生，才能有效提高課堂效率，而作為學習主體的學生，主觀能動性充分發揮了，積極性、求知欲調動起來了，課堂教學才能順利進行，概念教學效率才能提高。陳老師的這節課，學生在制作模型和糾錯的一系列活動中提高了學習興趣、動機，提高了參與度和課堂的趣味性。模型一步步從小到大的制作——從基本單位脫氧核苷酸到脫氧核苷酸單鏈再到雙鏈、平面結構、立體雙螺旋結構，知識點一點一點有機地從簡單到復雜的呈現，更符合學生的認知規律，學生更容易接受，并在每一制作環節之后都有“比較、挑錯、糾正”的小環節，在對比中評價學習效果、強化正確認知，模型糾錯和習題鞏固環節提高了教學的可測性和應用性。這種用構建模型的方法學習復雜抽象的概念，比灌輸、死記硬背的更易于理解掌握，運用起來更靈活。這種模型方法在很多章節教學中都可以應用，如學生在學習呼吸作用時也可以適當應用，讓學生閱讀、討論后逐步構建有氧呼吸的三階段模型。

陳老師通過引導學生制作模型構建DNA雙螺旋結構概念的教學方法很有效，但有些生物概念的學習需要教師引導學生探究，才能更好地形成概念、理解概念，甚至有時還需要增加實踐的機會，學生才能更好地掌握、應用生物概念，從而不僅能運用生物學概念解題，更能應用到社會生活中。如光合作用這樣的核心概念，形成概念的前提在于光合作用的發現史，重點在葉綠體進行的能量轉換、物質轉化過程，難點在影響光合作用的因素和生活生產實踐中的原理應用。教學中學生可在教師引導下進行探究實驗或驗證實驗，研究光合作用過程圖學習光合作用過程，思考、探究影響光合作用因素及實踐應用，構建概念圖并使知識結構化。在教學中要創設良好的概念教學生態，充分發揮學生的主體作用，以學生為中心進行教學，讓學生在構建光合作用這一核心概念的同時體會學習的樂趣，而教師起好引導的作用、導演的作用就很好了。當然如果是復習課，就可以以題目為載體進行概念教學，分析、比較、綜合、運用之后理解掌握概念形成知識網。

教無定法，有效的概念教學策略方法很多：概念圖、講授（歸納式、演繹式）、維恩圖、探究、討論、游戲、角色扮演，等等，不同的教學內容、不同的學情可以用不同的方法或者多種方法，如DNA結構這節課可以利用“回眸歷史—解開DNA分子結構之謎”的科學史創設問題情境，利用生物學事實設計問題引導學生沿著科學家們走過的道路一步步探究、構建出DNA的模型。也可以借助現代的教育技術手段如微視頻等輔助概念教學，提高教學效率。當然不管用什么教學方法方法，教師的正確引導、講解是必要的，學生的記憶、反復練習也是必要的。

概念教學方法很多，但它的核心任務是糾正、補充、完善學生的前概念，建構正確概念和認知體系。每一個概念都有內涵和外延，生物學概念的內涵是指反映生命現象和生命活動規律的本質特征；外延是指內涵所適應的范圍和條件，準確理解概念的內涵和外延是掌握概念的先決條件。學生真正明白概念的內涵和外延，才能區分相似概念、歸納相關概念，并最終建立概念體系、構建知識網。例如：基因的概念——基因是有遺傳效應的DNA片段。“遺傳效應”“DNA”是基因概念的內涵，體現了基因的本質是DNA，作用是控制蛋白質合成、生物性狀。基因與脫氧核苷酸、DNA、染色體的關系，基因的存在場所等是基因概念的外延，教授基因概念時可以借助維恩圖或列表幫助學生理解。

生物概念是生物學科理論的基礎和精髓，高中生物概念教學已經是大勢所趨，研究概念教學，優化概念教學，提高教學效率已成為生物教師的重要任務。我將在教學過程中繼續探索更適合學生的概念教學法，提高教學效率和學生學習生物的興趣。