高中生物學教學中固定點的選定與利用

孫家林

知識同化理論認為，人類的學習過程是一個以已有知識同化新知識的過程。通過同化，新的知識不斷被納入已有的知識結構，原有的知識結構得以更新和順應，并為下一步接納新知識奠定基礎。在高中生物學教學中，為了幫助學生順利接納新知識，教師需要充分研究并利用學生認知結構中可接納新知識的固定點。對學生頭腦中已經存在的可以作為固定點的清晰概念，教師要予以充分利用；對學生頭腦中雖然存在但比較模糊的概念，要先點亮再使用；對學生學習需要，但頭腦中缺乏的作為固定點的概念，要先鉚定后使用。

1 選擇并充分利用學生大腦中可作為固定點的清晰概念

牢固、清晰、可利用的已有概念是學生學習新知識的基礎。在教學過程中，教師首先需明確學生頭腦中是否有可幫助接納新知識的概念。如果學生大腦中有可作為固定點的清晰概念，教師需明確已有知識和新知識之間的邏輯關系，即明確已有知識對新知識而言是上位知識、下位知識，還是并列結合知識。在此基礎上，教師根據具體教材和學情，幫助學生順利完成新舊知識的整合和加工，促使學生將新知識納入已有的知識結構。

以高中生物“光合作用”的學習為例，初中時，學生已學過有關“光合作用”知識，而且教師發現學生可以較為清晰地說出光合作用的概念及其檢驗方法。筆者研究高中教材發現，本節“光合作用的探究歷程”“捕獲光能的色素和結構” “光合作用過程”和“光合作用原理的應用”四部分內容都是對光合作用概念的進一步擴展和精細化，都屬于光合作用概念的下位知識，所以本節教學內容的學習可以學生已有的光合作用的概念為依托，展開師生的對話和教學。

上課伊始，教師提問：哪位同學能說出光合作用的概念？學生邊陳述，教師邊板演，以反應式的形式寫出光合作用的概念：

為了繼續本節相關知識的學習，教師可以繼續提出以下問題：

（1） 光合作用的反應式真的是這樣嗎？你能設計實驗予以證明嗎？

（2） 光合作用的反應式為什么是這個樣子？科學家是怎樣知道的？

（3） 光合作用的反應式能代表光合作用的真實歷程嗎？如果不能代表，其真實過程是怎樣的？是哪位科學家用什么方法得到的？

（4） 光合作用的反應場所在哪里？它有什么樣的特殊結構以完成對這一功能？

（5） 你覺得影響光合速率的外界條件有哪些？為什么？這些外界條件真的能夠影響光合速率嗎？請設計實驗給予探究并得出相應結論。

前4個問題都屬于陳述性知識。其中對于第（1）個問題，學生可通過回顧初中的學習內容，回答；對于（2）～（4）個問題，教師可以通過指導學生閱讀教材回答之。

第（5）個問題是屬于智慧技能，教師可以根據學生擬定的不同實驗方案，與學生展開充分的對話，對比之，肯定之，修訂之，完善之。并在此基礎上，教師鼓勵學生選定合適的實驗方案展開實驗操作，得出相應實驗結果和結論。

上述內容的學習都是圍繞學生已有知識“光合作用的概念”而展開的。由于學生在初中已經學過光合作用的概念，對該概念掌握的牢固而清晰，所以教師依托“光合作用的概念”，展開本節的教學，有效且高效。這一方法還可以應用于“細胞呼吸”等知識的學習。

2 點亮學生的頭腦中需作為固定點的模糊概念

在新知識的學習中，當需作為固定點的知識在學生頭腦中雖然存在但比較模糊時，教師應當幫助學生使相應概念清晰化，然后再展開新知識的學習。

以“生命活動的主要承擔者——蛋白質”的學習為例。本節重點在于讓學生解決“為什么說蛋白質是生命活動的主要承擔者”和“蛋白質為什么能成為生命活動的主要承擔者”兩個問題。要清楚“蛋白質能成為生命活動主要承擔者的原因”，必須證明蛋白質的結構種類具有多樣性。然而，當教師問學生“什么是結構”時，學生往往回答說“結構就是事物的構造”。那么什么是“構造”呢？學生就答不上來了。學生要構建“蛋白質的結構種類具有多樣性”，首先要弄清什么是“結構”。

“結構是系統的要素組成及要素的排列秩序”。 在教學過程中，教師可通過學生查閱資料和師生對話，使學生“結構”的概念明確化，從而點亮學生頭腦中“結構”的概念。生物體內構成蛋白質的共有20種氨基酸，由于構成各種蛋白質的氨基酸的種類不一樣，數量不一樣，排列順序不一樣，再加上肽鏈的空間結構不同，所以蛋白質的結構種類非常多，足以滿足結構和功能的一一映射，于是學生可以從結構和功能兩個方面構建起“蛋白質是生命活動的主要承擔者”這一概念。

“結構”這一概念被點亮以后，教師還可以以此同化核酸的結構、細胞的基本結構、生物膜的結構、群落的結構、生態系統的結構等概念。同理，點亮模糊概念“功能”、“穩定性”，可以促進學生對生物膜的功能、生態系統的功能和生態系統穩定性的學習。

3 鉚定學生頭腦中需作為固定點的未知概念

在新知識的學習中，當作為固定點的知識在學生頭腦中不存在時，教師應當先幫助學生構建相應概念作為固定點，然后再展開新知識的學習。

以“物質跨膜運輸的實例”的教學為例。本節課的教學難點在于“探究并形成細胞可以與周圍溶液形成滲透系統，細胞膜相當于半透膜”的概念。由于學生頭腦中缺乏“滲透系統”的概念，為了便于開展新知識的學習，教師需要首先在學生大腦中鉚定一個新的概念——滲透系統。教師可通過滲透裝置的演示實驗，引導學生分析形成滲透系統的組成要素，歸納發生滲透作用的基本條件，構建滲透系統的概念。然后，教師以滲透系統的概念為固定點，通過引領學生觀察并分析哺乳動物的成熟紅細胞在質量分數分別為0.9%、10%的NaCl溶液和蒸餾水中的形態變化，提出“動物細胞可以與周圍溶液形成滲透系統、細胞膜相當于半透膜”的假說。再根據假說—演繹思想，教師引導學生推知植物細胞在高濃度溶液中會發生質壁分離，再移至低濃度溶液又會發生質壁分離復原的預期實驗結果，并予以證明。最后，學生形成“細胞可以與周圍溶液形成滲透系統，細胞膜相當于半透膜”的概念。

“滲透系統”的概念是以例證—規則的方式形成的。“滲透系統”的概念的鉚定給“細胞可以與周圍溶液形成滲透系統，細胞膜相當于半透膜”的概念找到了清晰而牢固的固定點，也為“滲透壓”概念的學習埋下了伏筆。同理，鉚定未知概念也是學習生命系統、系統的整體性等概念的有效手段。

總之，高中生物學知識是初中生物學知識的擴展和深化。在高中生物學教學中，教師選擇清晰而牢固的知識固定點，有利于學生對新知識的固定和整合，是促進學生學習的有效手段。