以建構概念模型為教學主線優化課堂教學

王曉紅

摘要：在“變異”（復習課）的教學過程中，以構建概念模型為教學主線，把變異的相關概念結構化系統化，使教學過程清晰化、完整化，在建模過程中提升學生的分析、比較、歸納等科學思維能力。

關鍵詞：概念模型 教學主線 變異復習課

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

模型建構是現代科學方法的核心內容之一。在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中明確指出通過模型和建模的方法幫助學生提升科學思維能力。概念模型的建構是生物復習課的有效教學手段之一。概念模型是指以文字表述來抽象概括出事物的本質特征，可以顯示概念間的意義聯系、展示概念間層次結構，使分散的生物學概念系統化。常見的概念模型一般采用集合（圖1）和知識樹的形式（圖2）。

對上海科技出版社出版的高中生物教材第三冊中“變異”分兩課時完成復習，本節課為第一課時，主要內容是變異，為下節育種作知識儲備。本節課中知識點多且分散，教學內容抽象，教師以構建知識樹形式的概念模型為教學主線，貫穿統籌和引領課堂教學活動的有序開展，能比較好地解決上述問題，同時能更好地解決重點知識的落實和難點內容的突破。

1根據教學目標和重難點確定以建構概念模型的教學主線

本節課的教學目標：①從生活實例中分辨生物變異的原因，知道基因突變、基因重組、染色體結構變異的概念。②能從分子水平和細胞水平等角度，辨析基因突變、基因重組、染色體變異的概念;初步建立生命世界永恒變化與發展的觀點。③通過概念模型的建構，提升分析、比較和歸納能力。

通過之前的學習，學生己知道生物存在遺傳和變異現象，掌握了遺傳規律，知道變異的類型，能對幾種變異的概念進行描述，具備了通過預設的情境或信息區分各種變異的類型的能力。但是，關于基因突變、基因重組和染色體變異在染色體、DNA分子內部結構上的不同表現，學生不能真正理解或區分，也為后續育種的學習帶來了困難。因此，在教學設計中把教學重點定于理解基因突變、基因重組、染色體變異的概念以及對變異類型的辨析。教學難點定于基因突變和基因重組的區別;基因突變和染色體變異的區別。由于教學內容抽象難懂易混淆，教師根據教學目標，確定以概念模型為教學主線，開展教學。

2教師預設概念模型

教師預設的概念模型如圖3所示。

3以構建概念模型，理順教學主線，開展課堂教學。

根據預設的模型，課堂教學分四個環節開展：①從事物表象區分變異類型;②從分子水平和細胞水平明確基因突變、基因重組、染色體變異的概念;③從染色體上辨析基因突變與基因重組、基因突變與染色體結構變異;④變異在育種中的應用（下節課鋪墊）。課堂教學按上述主線開展，分步構建變異概念模型，完成課堂教學。

3.1第一環節：利用表象，初步區分現實生活實例中變異產生的原因

教師展示圖片，列舉由于變異而發生生物性狀改變的生活實例：“帶字的蘋果”——不可遺傳變異;“常見草莓和白草莓”——基因突變;“一窩小狗”——基因重組;“21三體綜合征、貓叫綜合征、三倍體西瓜”——染色體變異。色彩豐富的圖片以及平時生活中不太多見的病例激發了學生的學習興趣，提高學生樂于探究的驅動力。教師在考查學生是否能初步分清基因突變、基因重組、染色體變異的區別外，更注意集中學生注意力，激發學生學習的熱情和內驅力。學生構建概念模型的第一部分如圖4所示。

3.2第二環節：從分子水平和細胞水平上，明確基因突變、基因重組、染色體變異的概念

教師引導學生思考：

①光學顯微鏡下能觀察到哪一類可遺傳變異？

②下列變異哪些是基因突變引起的？哪些是基因重組引起的？

③基因突變和基因重組有沒有引起基因數目的改變？

④21三體綜合征產生的原因是什么？

⑤培養無子西瓜的原理什么？

教師通過這五個問題，展開教學內容的過渡和銜接，使學生較完整地復習三種變異的內涵和外延。

同時，根據學生的實際情況，教師設計了以下“任務”：

①辨析染色體結構變異的四種情況。

②探究多倍體產生的原因，整理多倍體產生的原因。

③探究染色體組數的判斷，找到染色體組數判斷的兩種方法。

安排這些任務的目的在于使學生及時對概念部分復習的評價和進一步內化，引導學生對新知的探究，在體驗任務的過程中，培養學生的分析能力、知識遷移能力、解決問題的能力，培養合作精神，同時提高學生的專注度。在每個任務之后，教師都設置了相應的練習，使學生及時鞏固知識，對知識的理解達到更深層次。學生在學習的基礎上調整第一部分的概念模型，同時構建概念模型的第二部分（圖5）。

3.3第三環節：學生自制模型，幫助理解基因突變與基因重組、基因突變與染色體結構變異的區別

學生自制模型，直觀地把變異中的基因突變、基因重組、染色體結構變異的區別展現出來。學生在集體參與搭建教學模型，并互相交流和改進，做到真正的理解和掌握基因突變、基因重組、染色體變異的本質和區別。學生完成概念模型第三部分（圖6）。

3.4第四環節：變異知識的運用，鋪墊下節課育種的內容

教師展示青霉菌的選育過程、太空育種、雜交水稻、中國荷斯坦牛的培育等實例，引導學生分析變異的原因，評價本課時的教學實效，鋪墊下課時育種內容的教學。學生完成概念模型的第四部分（圖7）。

4教學反思

本節課通過構建變異概念模型，厘清教學主線，圍繞主線鋪設了豐富的素材一步步深入，打開了學生的視角。學生自制模型，將抽象概念直觀化;小組同學的合作交流可加深學生對知識點內涵與外延的了解。生生、師生的自評和互評完善概念模型的構建，同時對本課時進行小結。教學結構緊湊有序，教學思路清晰可見，教學效果實效可行。