基于概念轉變教學的課例跟進研究

葉小平

【摘 要】采用概念轉變教學能促進學生學習方式的轉變，提高概念教學有效性。本文以《生態系統中的能量流動》一課為載體，用課例跟進方式，對生物課堂概念轉變教學進行了嘗試與探索。

【關鍵詞】概念轉變；前概念；能量流動

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）07-0222-01

研究表明，學生在接受新知識之前就已存在對客觀事物的看法，這種看法大都來自于先入為主的日常生活體驗或者舊有知識的遷移，稱為“前概念”。概念轉變教學就是教師從學生的“前概念”出發，引導并幫助學生解決認知沖突，重新完成知識構建的過程。

筆者是金松濤名師工作室成員之一，工作室活動常有課例跟進研究，流程如下：網絡研討——課堂觀摩——評課議課——課例跟進——再評再議。課前經全體成員網絡研討制定教學主線、揭示前概念、引發認知沖突、概念轉變、遷移應用。現以浙科版必修三第六章第三節第一課時《生態系統中的能量流動》一節為例，談一些概念轉變教學的心得體會。

一、梳理教材，建立核心概念體系

【先行課自述】

本節內容與細胞呼吸、光合作用、能量代謝、生產量、生物量等概念直接相關，如何將學生已有的前概念整合到能量流動這一概念上來，從而讓學生理解能量流動是指能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程是本課的教學難點。

【改進建議】

執教者目標設計明確，教學組織圍繞目標進行，但作為概念轉變教學，應該從宏觀上把握教材的核心概念，再圍繞核心概念組織教學資源，這樣有利于學生形成核心概念知識體系，改變原有的認知結構。課堂中只是把概念的相關事實羅列出來，沒有實現核心概念進行有效分解，進一步細化具體的次位概念。所謂前概念的暴露與轉變不是簡單的知識回顧與整合。

【跟進策略】

跟進時把“能量流動是指能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程”定為本節課的核心概念，并將核心概念細化為能量的輸入、傳遞、轉化和散失四個方面。

二、創設情境，揭示前概念

【先行課課堂片斷1】

教師PPT展示本地新聞“豬肉獎學金”提出若干問題。

師：人吃豬肉的目的是什么？

生：獲得營養（能量）。

師：其中有什么樣的食物關系？

生：“白菜→豬→人”。

教師提出學習任務1：分析人攝入人體內的豬肉中的能量去向。

學生討論、交流、作答。師生再由個體到種群，再到營養級，歸納出能量來源與去路模型。并梳理“同化量”、“攝入量”、“糞便量”之間的關系。

【改進建議】

教師評課時認為可改進的地方如下：豬肉獎學金這個素材雖然接近學生生活，但與課題關聯意義不大；以人為研究對象，欠缺代表性，不如取中間營養級；由個體到種群，再到營養級的能量模型花費時間較長，重復意義不大。

【跟進課課堂片斷1】

教師PPT展示并介紹某大學生研發“微生態瓶”不換水不投食魚能活半年的新聞圖片。

師：這個小小的生態系統要維持下去，它的能量來自何處？如何設計才能使之維持更久？

基于對可愛事物喜愛的天性，學生反應熱烈，意見此起彼伏。

師：俗話說“大魚吃小魚，小魚吃蝦米”，這小小生態系統所包含的什么樣的食物關系？

多數學生寫出了以蝦米為起點的錯誤食物鏈，教師引導學生自我糾錯，并回顧相關概念。

通過生態瓶引出能量流動，揭示能量流動這個核心概念。

教師設置任務1：以蝦米為例分析該生物所代表的營養級的能量來路、去向。師生共同歸納出其能量來源與去路模型。

【課堂反思】

選擇“生態瓶”素材基于研究能量流動的生態學意義出發，由小及大，在結課時概念遷移應用部分點題呼應，起到貫穿課堂的作用；及時抓住蝦米不是食物鏈起點；蝦米的攝入量、同化量、次級生產量是否相同等生成問題，暴露前概念；學生的前概念根深蒂固，通過一節課有的學生并不能有效轉變，教師可在課后鞏固練習中設計合適的問題情境進一步鞏固。總之前概念的充分揭示是概念轉變教學的基礎。

三、合作建模，引發認知沖突

【先行課課堂片斷2】

教師布置任務2：請以四人為一小組用箭頭、必要的文字將生態系統中各個營養級的能量來源和去路表示出來。

學生通過小組合作，構建能量流動模式圖。

學生板書展示。

【改進建議】

定性分析過程是本節課的核心，各營養級的能量流動區別與聯系建議進一步深入；此時能量流動特點已經水到渠成，建議及時引出，不必留到定量分析之后再總結；問題應該注重邏輯關聯，層層遞進。

【改進策略】

（1）提供先行者，為建模搭好“腳手架”。

由于學生基礎問題，這時有必要提供先行者，如蝦米的能量流動模式圖（見圖3），其它營養級提供示范，通過類比推理降低難度；另一方面由于各營養級的能流圖大同小異，學生可通過比較異同，加深對概念的理解。

教師提供文字材料，介紹賽達伯格湖的研究背景。

PPT展示能量流經賽達伯格湖的模式圖，組織學生討論：

問題1、能量從第一營養級流入第二營養級占生產者所固定能量的百分比是多少？第二營養級到第三營養級呢？

問題2、能量為什么不能百分百流向下一營養級？其余能量哪里去了？

問題3、能量流動具有什么特點？與能量守恒定律是否矛盾？

學生交流、討論、作答。師生共同總結能量流動的特點。

【改進建議】

深入創設問題情境，如分析賽達伯格湖的模式圖中箭頭取食的含義、去路中未被利用箭頭意義及十分之一傳遞效率的科學闡述，幫助學生突破難點。

【改進策略】

跟進課堂中完成能量相關計算，再由教師引導學生繼續提出下面的問題，如：箭頭上取食的含義是什么？攝入量還是同化量？定量分析圖示中未被利用箭頭的含義是什么（從定量定時角度分析）？與前面歸納的三條去路是否違背？各營養級之間的能量傳遞效率可能小于百分之十嗎？等等。學生在問題中產生沖突，及時捕捉生成典型的觀點是課堂的核心資源，要鼓勵學生表達、共享觀點，及時評價，幫助學生實現從前概念到科學概念的轉換。

四、結束語

基于概念轉變教學的課例跟進過程中，教師的任務主要是為充分了解學生的前概念，提供先行者作為“腳手架”、設置問題“橋梁”引發認識沖突，引導學生完成概念體系的建構與認知順應；學生充分發揮主體地位，主動提問，主動探究，建構新概念體系。這樣的課堂充滿生機，思維的碰撞迸發智慧的火花。核心概念體系的建立改善了原本課堂中被動記憶的事實性知識的教學現象，促進了學生的認知發展的螺旋上升，是一種行之有效的概念學習方式。

參考文獻

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[3]王銘志，陳秉初，周陽.基于核心概念的生物學探究實驗研究[J].中學生物學，2011，27（1）：10-11.