利用生物實驗進行生物概念教學

王仕敏

摘要：本文以中學生物學教材內容為例，探討如何通過運用實驗活動來創設概念學習的情境，破解概念學習難點，建構概念串，進行概念拓展，促進生物學概念的建構，從而優化中學生物學概念教學。

關鍵詞：中學生物;實驗活動;概念教學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

老師要幫助學生構建重要的概念，在課程設計和應用的時候要追求精細化教育，更好地突出課程的核心重點內容，在教學過程中注重實驗實踐，通過探究式的實驗教學能加深學生對抽象理論的理解，也能讓學生更好地將知識應用到實踐中。在目前的教學過程中，生物學的核心概念還是以灌輸式的教學手段為主，因此本文分析在實驗探究的基礎上如何提高中學生物學概念的教學效果。

1 用實驗活動創設概念學習的情境

概念的導入對概念教學有重要的作用，相較于視頻導入，復習導入等方法，實驗導入可以促使學生在實驗中觀察和思考，產生對概念的初步體驗，生成與概念相關的問題，從聚焦概念進入課程學習，創設緊扣概念的學習情境。

以“能量的釋放和利用”為例，教師通常會利用教材給定素材進行情境創設，即引導學生觀察教材中“青少年爬不動山”“又冷又餓”的兩張圖片，得出“食物能夠為生命活動提供能量”的結論，隨后通過比較同一人“安靜時、迅速起蹲1min后、休息5min后”呼吸頻率，得出“能量的釋放與呼吸有關”的結論。呼吸的概念在此直接推出，“呼吸過程中氣體變化”等實驗均為圍繞概念的驗證實驗。這是演繹式教學的典型方法，告知結論在前，學生感受在后，問題由教材提出，概念學習在知識的框架中亦步亦趨，學生思維空間狹窄。

與此相反，嘗試將實驗活動前置，引導學生先通過測量不同狀態呼吸頻率的活動體驗“能量釋放與呼吸”的關系。學生除了得出“能量釋放與呼吸密切相關”的結論之外，還能進一步根據現象提出問題。例如，什么是呼吸？呼吸的過程是不是就伴隨著能量的釋放？植物體能量的釋放也伴隨著呼吸嗎？植物體能呼吸嗎？能量釋放是不是一定會消耗氧氣，放出二氧化碳？在此基礎上，教師可以學生在活動中提出的問題作為線索，依次引出“呼吸”和“呼吸作用”等概念。這樣的設計以實驗活動完成概念的引入，既加深思考深度，也便于呈現關于呼吸的錯誤的“前概念”。錯誤觀念會妨礙新知的理解和建構，因此引發“前概念”中錯誤認識的矛盾沖突，有利于后續教學對“前概念”的錯誤修正。

再如，在教材“綠色植物的生長需要水和無機鹽”部分，原設計通過“無土栽培”技術的介紹，讓學生了解“綠色植物的生長需要水和無機鹽”，由于無土栽培技術并不貼近學生生活，需要借助圖文和視頻資料輔助介紹，引入比較生硬。可以嘗試作以下修改（圖1）：

通過實驗前置，學生比較土壤浸出液、無土栽培培養液、蒸餾水中植物生長情況，產生疑問，經過進一步實驗探究，完成概念構建，最后將“無土栽培營養液的組成”后置為概念的拓展和應用，過程水到渠成。

2 用實驗活動破解概念學習的難點

概念是對事物的抽象或概括，生物學作為自然科學中的重要學科，大多數重要概念都來自實驗探究，光合作用、呼吸作用、消化等重要概念，就是科學家借助實驗摸索、總結出的科學規律。中學生的抽象思維能力還沒有完全成熟，實驗作為一個“具象”的教學活動，借助形象思維的力量突破概念構建中的難點，不失是一種“破題”的利器。

3 用實驗活動促進概念串的建構

生物學的重要概念由于處于學科中心位置，包括了對生命基本現象、規律、理論等的理解和解釋，因此是對一般概念的高度概括和濃縮。在教學實踐中，通過實驗活動讓學生從觀察引發思考，從實踐引發質疑，從歸納形成一般概念，再將相互關聯的一般概念串聯，整合成重要概念，這種方式不僅讓學生在問題驅動下，主動完成重要概念構建的過程，還可避免實驗教學中單純記憶實驗結果的教學誤區，促使學生循序漸進的積累相關的概念知識，最終形成完整的概念體系。

隨著課程的推進，每一個新知識的納入補充了現有知識，通過一個個概念的積累，積沙成塔，直至將重要概念完整呈現。

4 用實驗活動完成概念拓展

生物學是與生活實際密切相關的科學，概念構建后，更需要將概念中的原理或核心內容延展和應用。實驗活動特別是探究性實驗活動，可以考察學生對重要概念理解的深度和遷移應用的能力，讓學生將生活情境中的問題，用規范、科學的探究活動開展研究，達到重要概念理解深化的目的。

例如，在學習關于消化系統的重要概念后，學生知道消化系統的主要功能是從食物中獲取營養物質，以備運輸到身體的所有細胞中。又通過實驗探究“暴飲暴食引起消化不良的原因”，讓學生知道適度、合理、均衡的飲食可以為人體提供營養，暴飲暴食對消化會產生不利影響。于是，教師可要求學生參照教材信息庫中 “唾液消化作用的實驗方法”和“膽汁參與消化作用的實驗方法”，探究過量的淀粉能否被唾液全部消化，過量的油脂能否被膽汁全部乳化。學生通過兩個實驗，理解暴飲暴食的危害，從而獲得“適度飲食有利于消化”的概念，進一步豐富重要概念的內涵。

教學中類似的例子還很多。例如，在學習了單細胞的生物體后，教師可將教材中“用酵母菌制作饅頭”的實驗拓展為“用酵母菌制作美食”的活動，鼓勵學生利用酵母菌，在家長的幫助下制作美食，學生用不同的制作工藝制作了葡萄酒、米酒、面包、酒釀和饅頭等。

學生在制作過程中真正體驗到，制作饅頭、面包時是利用酵母菌有氧呼吸的原理;制作米酒、葡萄酒、酒釀時則利用酵母菌無氧呼吸的原理。也了解到因為多數微生物在酸性和無氧條件下無法生存，被抑制生長，才保證了酵母菌在無競爭環境下的生長繁殖，從而拓展了對“發酵技術利用了微生物的特性，通過一定的操作過程生產相應的產品”這一重要概念的理解。

吳舉宏老師曾經說過：教育需要以人性馴服工具性，以尊重個性作為師德底線，以開放驅逐控制，以生長替代重復，以智慧超越簡單，以思索達成深刻.所以，課堂教學中利用實驗教學引導構建生物學概念的過程也必須是成長的、智慧的以及不斷思索的.

參考文獻

[1]陳惠如，李韶山.基于實驗探究的初中生物學核心概念教學策略[J].中學生物教學，2019（3）：25-27.