基于科學思維的概念教學的實踐探究

摘要：以“光合作用”一節為例，通過“經驗引入概念→映射體驗概念→關聯重要概念→整合構建概念→檢驗內化概念”四個環節，引導學生主動建構光合作用的重要概念，并逐步讓學生感悟科學實證，探究科學實質，形成科學認知，培養學生的科學思維。

關鍵詞：科學思維 ?概念教學 ?光合作用

概念教學是指引導學生對事實性知識的抽象和概括，將所學知識結構化，形成良好的知識結構，為學生在新情境下遷移應用奠定基礎。概念教學本質上也是思維的教學。學生在學習過程中已經逐步發展科學思維，科學思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力[1]。本文基于科學思維，引導學生建構與光合作用相關的重要概念，將科學思維與重要概念相融合。

一、經驗引入概念，引發學生共鳴

視頻展示《植物生命脈動》，引出問題：一株幼嫩的小苗可長成一株參天大樹，植物的生長靠什么？學生根據日常生活經驗回答“光合作用”。教師追問：什么是光合作用？學生闡述對光合作用的已有認識。從學生的生活經驗，學習經驗引入光合作用，激發學生好奇心，并暴露其與之相關的前概念，促進學習過程中概念的轉變和建構。

二、映射體驗概念，感悟科學實證

概念構建是需要一個過程。教師可以設計活動，讓學生親歷概念的構建，激發學生思維。

視頻導入后，趁著學生被燃起的學習激情，開展活動。課前學生分為6個研究小組，分別收集亞里士多德、海爾蒙特、普利斯特利、英格豪斯、薩克斯、恩格爾曼實驗的相關資料，從資料中提取“事實性知識→關鍵性問題→次位概念”自畫手抄報或自制課件。課堂上，教師坐著時光穿梭機出現各個時期科學家的實驗室，采訪科學家。學生用生動活潑的語言描述科學家的經典實驗。對同一時期持不同觀點的科學家，采用電話連線的方式，讓“科學家們”表述各自的觀點。師生在此基礎上，歸納總結，加深學生對事實性知識的理解。

學生依靠思維能力對事實性知識進行一系列歸納與概括、分析與綜合，體驗知識獲得的過程。一方面將對實驗現象的感知濃縮為對抽象的概念的概括，形成次位概念;另一方面培養學生科學思維習慣，尊重科學和崇尚理性。

三、關聯重要概念，探究科學實質

思維是從問題開始的。單一的問題難以幫助學生建立知識聯系，因此采用問題串驅動交流討論，對學生啟發教學，將教學內容的挖掘更加透徹，使學生在問題引領下思維更連貫。

為此，教師設計如下的問題串：光合作用的場所在哪里？光合作用需要哪些條件？光合作用的物質變化是怎樣的？光合作用的能量變化是怎樣的？學生以小組為單位討論上述問題，達成共識，派代表交流各組觀點，教師進行補充。

借助問題串啟發學生思維，引導學生分析光合作用的場所、條件、物質變化、能量變化等實質性問題。在歸納與概括的基礎上，以推理分析等方法探討生命現象及規律，尋找事物的本質、規律及內部聯系，使學生在交流中將眾多重要概念關聯起來。

四、整合構建概念，形成科學認知

光合作用的知識較為零散、概念碎片化，不利于學生記憶、整體把握。如何將知識有序地組織起來？圍繞重要概念，以它的關鍵詞作為出發點構建概念圖，是一種常用并且有效的課堂活動方式。

引導學生從不同層次上逐漸建構光合作用的科學概念。，教師提供磁貼，包括二氧化碳、光能、水、有機物（淀粉）、氧氣等光合作用的重要概念和事實性知識。

在建構模型的過程中，學生先要獲取磁貼的信息，搭配適當連接符，梳理重要概念間的關系，觸發學生思維的碰撞。整個構建過程，先有學生個人的思考，小組合作交流，學生之間的評價，師生之間的評價。逐步體驗到科學概念的可理解性、合理性等，實現概念的初步建構，助推認知能力和科學思維的提升。

五、檢驗內化概念，提升遷移應用

概念的獲得是知識內化的過程，需要有遷移應用的環節。概念的檢測應與實驗聯系起來。實驗是一種評價方法，探究性實驗可使學生從核心概念出發，遷移已有的實驗原理，開展實驗設計，從而聚焦核心概念的理解和掌握，使學生思維邁上新的臺階。

例如，在檢驗光合作用這一核心概念時，要求學生設計一個實驗探究光合作用需要二氧化碳，寫出實驗的設計思路和預期結果。通過實驗設計方案提高學生知識遷移能力，鍛煉學生思維的發散性、靈活性。圍繞“光合作用”核心概念將科學思維和科學探究等方面的素養相融合。

在教學中，要求學生從光合作用角度出發，思考光合作用對細胞、個體乃至整個生態系統的作用，揭示光合作用的實質是實現物質和能量的轉換，為細胞的生存提供能源物質，形成生命觀念。也認同生命系統各個層次是一個穩態與平衡的系統，形成“穩態與平衡觀”的科學素養。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（ 2017 年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018：4-5.

基金項目：2019年度福建省中青年教師教育科研項目（基礎教育研究專項）“科學思維視域下的高中生物學模型建構教學案例研究”;項目編號：JZ190194（福建教育學院資助）。

作者簡介：許曉婷，女，1986 年 8 月生，學士，中學一級教師。單位：南安市僑光中學。通訊地址：福建省南安市僑光中學，郵編：362314