基于生物學核心概念的思維能力發展

■福建省福州市閩清縣人民政府教育督導室 許育黨

美國課程專家艾里克森在《概念為本的課程與教學》一書中指出“提高學業標準更多的是要求思維能力的提升，而不是掌握更多的事實內容。因此，教學內容應該圍繞各學科的核心概念進行選擇。”她認為核心概念是居于學科中心，具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的概念性知識、原理、規律或方法。實現概念的拓展，讓學生運用概念去判斷生物學中的知識，就必須精心地進行概念建構認知，從而促進學生思維的發展和能力的提升。

一、在生物核心概念的基礎上發展學生的科學思維，提升學生的核心素養

（一）質疑解難，發展學生批判性思維，從而促進科學思維的養成

批判性思維是指學生能對別人或自己的觀點進行反思、質疑，對生物學問題進行科學分析與評價，做出理性判斷的能力。生物核心概念引領學生思辨思維的發展、清晰概念的認識。初中生物學概念中有很多易混淆的概念，經常是試題中設置的陷阱，讓學生災難式失分。所以發展學生批判性思維和學生思辨能力，使用批判性思維讓學生找出錯誤的地方，很容易讓學生掌握科學的概念，明晰概念的關鍵點、易錯點，使概念的認識更有指向性并減少犯錯誤的機會，幫助學生實現認知的飛躍和提升。

比如上七年級半期復習課時，我編了一段資料，要求學生找出資料中的錯誤。資料內容如下：地球上所有的生物構成生物圈，生物圈的范圍囊括了地球的各個角落。生物圈是生態系統，在生態系統中，森林是最大的生態系統，森林中的植物結構和功能的基本單位是細胞。事實上，所有生物的結構和功能的基本單位都是細胞。細胞的生活需要物質和能量，細胞壁控制著物質的進出。這段資料中隱藏的錯誤是多處的，可以考查學生對知識的掌握程度，不是生硬的復習概念知識，而是將概念的判斷蘊藏在文字資料中，學生興致勃勃地找錯誤，可以讓生物課活起來，避免悶課現象，使學生印象深刻。其中涉及錯誤的概念有生物圈、生物圈的范圍、生物圈是最大的生態系統、病毒沒有細胞結構、細胞膜控制物質的進出，這樣的改錯題牽引著學生的思維走向正確的概念，讓學生茅塞頓開，避免再錯。

（二）問題串聯，挑戰學生思維，有利于思維的養成

生物課堂最重要的目標之一是培養學生的思維能力，學生各種能力的體現都要在思維的基礎上，培養學生的思維是生物學科的精髓和靈魂所在。在教學中教師拋出一個個層次性的問題激發學生去思考，學生不停地接受教師的“挑戰”，在師生共同活動的過程中很好地培養了學生的思維，教師指導著學生思考。

例如：在“葉片的結構”中，學生剛認識葉片的微觀結構，對這部分知識非常陌生，很多都是全新的概念，特別是各部分的功能，學生需要運用自己的智慧去思維，去大膽推測，對學生的思維是很大的挑戰。教師可以設置挑戰題：

1.觀察表皮細胞，表皮細胞有什么特點？

2.葉脈的作用是什么？

3.構成氣孔的細胞有什么特點？

4.為什么把氣孔稱為“氣體的門戶？推測氣體怎樣出入氣孔？

5.根據氣孔的結構推測氣孔怎樣開張和閉合？學生的思維是緊張的，但神情卻是興奮的，培養了學生的高階思維。

二、借助思維導圖進行核心概念的建構，促進學生思維整體性發展

生物知識點零碎，有些知識點跨度大，規律變化呈現凌亂或者概念之間的關聯在課文章節上并沒有清晰化。學生在學習的過程中若死記硬背，就會造成在情景變化情況下對知識解答束手無策，因此對教師教或學生學提出了更高的要求。這就要求學生能將零碎的知識網絡化、系統化，使概念之間的邏輯關系一目了然，知識的系統化促進學生思維的整體化。這樣結構化的思維導圖呈現的方式讓相關概念之間的邏輯關系更加清晰，學生的心弦才會被知識的內在力量所叩響，讓學生既看見樹木，也看見森林，形成學科知識的整體觀，體現學生從零散到歸納與概括這一綜合思維的訓練提升。如“生物的生殖”有關概念構建的部分思維導圖如下。

圖1

但是，在思維導圖構建過程中，學生必須明晰生物學核心概念的內涵，如果教師只是讓概念束之高閣或者蜻蜓點水式地講解概念，學生在概念非常模糊之下構建概念圖是不現實的，或者更準確地說只能是教師的一廂情愿。因此教師在講解生物概念時要注意既要深挖內涵，又要對概念有輻射，而絕非讓概念停留在表面簡單粗淺的認知過程，從而讓學生游刃有余地運用思維導圖，所以教師的深入講解就顯得意義非凡。比如有關植物的光合作用思維導圖的建構，如果學生只是停留在對概念表面的認識，甚至沒有理清光合作用各概念之間的關系，讓學生去構建就只是一紙空話，學生的興奮點非常低。要想讓學生主動地構建知識，參與和教師一起體驗知識的形成過程，就應該讓學生有一定概念的認知。當然學生建構的過程肯定不是那么完美，甚至可以說是不完整或者有很大的缺陷，但這是學生主動獲取知識的過程、學生思維加工的過程，從而獲得思維能力的提升。

三、基于生物核心概念上的默契配合，促進學生思維的深度發展

教學是一門藝術，具有強大的喚醒知識、激活潛能、開啟學生思維的功能。教學絕非教師單向灌輸事實性知識的過程，也不是教師嫻熟地表演而置學生于觀眾的地位，教學過程中教師如果忽視學生的知識缺陷，很容易使課堂陷入機械教學、簡單重復，課堂無趣無效，學生思維就不會得到發展。因此生物課堂要重視學生演繹與推理、建模與修模等多種理解方式，促進學生思維的提升。

例如在講述“開花和結果”時，花蕊是最主要的結構這個概念，可以演繹成：生物在地球上最大的功能是什么？花也是地球上的生物之一，同所有的動物一樣，其重要功能是繁殖，花與繁殖后代有關的結構是花蕊，因此花最主要的結構是花蕊。另一個重要的概念“子房發育成果實”是教學中的難點，也是高頻考點，但對于學生來說也是高頻失分點，源于學生對結構與功能理解不清，更要教師進行知識的演繹過程，促進學生思維的提升。此時教師可以用蘋果實例教學，引導學生分析整個蘋果是由子房發育而來，根據結構和功能相適應觀，推測下果實表面的結構是子房的哪一部分發育而成？學生很容易推測由子房最表面的結構子房壁發育成果皮。同理可以推測出埋在果皮里的種子是由子房里的胚珠發育而來。又引導學生分析，桃子子房的胚珠只有一個，而桃子里的種子也只有一個。據此推測，一個果實里種子的數目與胚珠數目的關系，學生很容易推測出它們之間的關系，整個知識點的教學證據充足，而不是純理論教學，真正落實了學生理性思維。

在當前的生物課堂中，生物教師更多的是將課本知識陳述給學生，在一定的情境下復述生物課本知識，急于呈現知識結論或者完成教學進度而短頻快的教學方式，導致學生只是教師的接收器，忽視了學生思考和思維的發展。因此教師教學過程要注意將學生概念建構和思維發展緊密結合，注意知識概念的形成過程和學生高階思維的培養過程。只有學生思維發展了，學生思考問題的角度和方法更加獨特，學生才能靈活地將知識的理解和運用在新情境下進行遷移，同時學生的歸納和綜合能力也得到提升。