生物學(xué)科核心概念教學(xué)的幾點慎思與探究

福建省福清龍西中學(xué) 翁小霞

當(dāng)前，對生物學(xué)科核心概念的有效利用，對提高教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科科學(xué)思維和科學(xué)探究能力等核心素養(yǎng)將起到事半功倍的作用。以下，就生物學(xué)科核心概念教學(xué)談幾點慎思以及在平時教學(xué)實踐中的一些個人體會。

一、對生物學(xué)科核心概念的定位

“概念學(xué)習(xí)是人類學(xué)習(xí)的核心”，這是布魯納的一句名言。概念即名詞或定義，是我們對世界上存在的客觀事物屬性所進行的一種歸納和總結(jié)，也是我們認(rèn)識客觀世界的階石。核心概念就是概念中的“概念”，生物學(xué)科核心概念的選擇不是隨意的，它應(yīng)該是學(xué)科知識的“交通樞紐”， 囊括生物學(xué)科知識中的重要概念、原理、定理等，是生物學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的“樹干”，對本章節(jié)或者本模塊甚至于整個生物學(xué)科知識體系起到主導(dǎo)、引領(lǐng)以及關(guān)聯(lián)的作用。比如光合作用、呼吸作用、有絲分裂、減數(shù)分裂、基因的分離和自由組合、中心法則、種群、生態(tài)系統(tǒng)等，就是串起生物學(xué)科知識體系“樹干”的核心概念。學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識非常重要的一個途徑就是牢牢抓住這些“樹干”，順著這些“樹干”——生物學(xué)科知識脈絡(luò)，牽出本章節(jié)、本模塊甚至整個生物學(xué)科知識體系，從而實現(xiàn)對科學(xué)思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。

二、對生物學(xué)科核心概念學(xué)習(xí)的幾點慎思

（一）把握生物核心概念的內(nèi)涵和外延

“內(nèi)涵”與“外延”是任何一個概念本質(zhì)屬性的兩個特征，生物學(xué)科核心概念的內(nèi)涵是生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律最本質(zhì)特征和內(nèi)在聯(lián)系的集中反映，外延則是其屬性所反映對象的總和，也就是其所適應(yīng)的范圍和條件。比如在高中生物教材中“酶”這個核心概念，來源“活細(xì)胞產(chǎn)生”、生理功能是“具有催化作用”、化學(xué)本質(zhì)“有機物”三者構(gòu)成“酶”區(qū)別于其他有機物的本質(zhì)內(nèi)涵。其外延涵蓋的是具有上述屬性的一切有機物，包括具有催化功能的蛋白質(zhì)和核酸（某些RNA）。對生物學(xué)科核心概念的內(nèi)涵和外延的準(zhǔn)確把握，將對生物學(xué)科核心概念精準(zhǔn)定位起到至關(guān)重要的作用。

（二）準(zhǔn)確區(qū)分相似或相近的生物學(xué)科核心概念

新的高中生物教材中存在很多相似或者相近的核心概念，學(xué)生對這些相似或者相近的核心概念往往在理解上會產(chǎn)生混淆，造成學(xué)習(xí)上的失誤。在教學(xué)過程中準(zhǔn)確區(qū)分這些易混淆的相似或相近生物學(xué)科核心概念，是學(xué)生理解生物學(xué)科知識非常重要的一個環(huán)節(jié)。如何準(zhǔn)確進行區(qū)分？關(guān)鍵在于挖掘它們各自的屬性，通過對核心概念關(guān)鍵屬性的分析找出這些核心概念各自的“內(nèi)涵”與“外延”，辨明它們之間“似而不似，近而不近”的內(nèi)涵和外延，再在此基礎(chǔ)上找到它們之間存在的關(guān)聯(lián)。這對于形成相關(guān)知識體系，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維將起到事半功倍的效果。例如，高中教材中“啟動子、終止子和起始密碼子、終止密碼子”這組核心概念，我們可以通過它們的存在位置、本質(zhì)特征以及生理功能等這些關(guān)鍵屬性進行分析比較。啟動子、終止子位于基因的首端和尾端，其化學(xué)本質(zhì)是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)；終止子是RNA轉(zhuǎn)錄終止的“剎車”，最終形成特定的RNA。起始密碼子、終止密碼子位于mRNA上，起始密碼子作為多肽鏈合成的起始信號由mRNA上3個相鄰的堿基構(gòu)成，同時編碼一種氨基酸，即編碼甲硫氨酸或纈氨酸；終止密碼子是mRNA上不決定任何氨基酸3個相鄰的堿基，是終止多肽鏈合成的“剎車”。這樣就把兩組相似核心概念的各自屬性準(zhǔn)確地區(qū)分開來。

三、對生物學(xué)科核心概念學(xué)習(xí)的實踐探究

（一）對生物學(xué)科核心概念中隱蔽模糊性詞語的探究

對生物知識本質(zhì)屬性進行抽象概括是生物學(xué)科核心概念的集中體現(xiàn)，諸如“主要”“絕大多數(shù)”“片段”等隱蔽模糊性詞語經(jīng)常會出現(xiàn)在很多核心概念中，對這些隱蔽模糊性詞語的探究、理解對準(zhǔn)確把握生物核心概念將起到重要的作用。基于此，在學(xué)習(xí)這些帶有隱蔽模糊性詞語的核心概念時，教師要引導(dǎo)學(xué)生進行思考探究，通過問題情境方式對此類核心概念進行呈現(xiàn)，學(xué)生通過查閱材料開展合作探究對這些核心概念隱蔽模糊性詞語加以分析。如“基因”在教材中的描述為“基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”，這里的“片段”就是一個隱蔽模糊性詞語，可以設(shè)置如下問題：你是否認(rèn)為一分子DNA就是一個基因？是否DNA分子上全部的脫氧核苷酸都能構(gòu)成基因？教師引導(dǎo)學(xué)生對摩爾根的實驗過程和實驗結(jié)論再“回首”，結(jié)合對教材中資料進行分析，能準(zhǔn)確表達出“基因是由成百上千個脫氧核苷酸構(gòu)成的一個小片段”，DNA分子上的所有脫氧核苷酸不一定都能構(gòu)成基因，只有具備“遺傳效應(yīng)”的小片段才能稱為基因。

（二）對新舊生物學(xué)科核心概念進行整合

生物學(xué)科很多新的核心概念教學(xué)離不開對舊的核心概念的關(guān)聯(lián)。以“舊”引“新”，新舊核心概念整合形成關(guān)聯(lián)，將使新舊相關(guān)的生物學(xué)知識之間的邏輯性、條理性變得更加清晰、更加完整。例如，在分析“減數(shù)分裂”概念時，對“有絲分裂和無絲分裂”概念的回顧是非常重要的，通過關(guān)聯(lián)有絲分裂和減數(shù)分裂二者分裂的時間、場所、過程、產(chǎn)生的結(jié)果等，不但能從根本上理解“減數(shù)分裂”概念，更能建構(gòu)起整個細(xì)胞增殖模塊知識體系。再比如在學(xué)習(xí)“啟動子”時，我們就要關(guān)聯(lián)到“起始密碼子”“終止密碼子”“終止子”等相關(guān)概念，對他們存在位置、本質(zhì)屬性、生理功能等進行整合內(nèi)化，構(gòu)建起基因模塊知識。通過整合新舊核心概念串起知識鏈條，建構(gòu)相關(guān)生物學(xué)知識模塊體系，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

（三）通過問題情境、實踐探究構(gòu)建學(xué)生對生物學(xué)科核心概念的理解

教最終的目的是學(xué)生的學(xué)，把對生物學(xué)科核心概念的教學(xué)置于由生物核心概念轉(zhuǎn)化成的實際問題的探究之中，通過問題情境的設(shè)置，啟發(fā)學(xué)生對生物學(xué)科核心概念進行實踐探究，達到“知其然，知其所以然”，也是生物學(xué)科核心概念行之有效的教學(xué)方法，同時也是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的重要途徑。例如，在對“有絲分裂和減數(shù)分裂”這組核心概念進行教學(xué)時，我們可以設(shè)置這樣的實踐探究：某動物減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目是20條，該動物進行有絲分裂后期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目是幾條？我們可以設(shè)置這樣的問題情境：（1）該動物減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目20條是如何得來的？（2）該動物減數(shù)第一次分裂時期細(xì)胞染色體數(shù)目是否也是20條，為什么？（3）該動物進行有絲分裂間期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目是多少條？（4）該動物進行有絲分裂后期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目是多少條？通過這種層層遞進的問題設(shè)置，學(xué)生對“有絲分裂和減數(shù)分裂”這組核心概念涉及的知識進行綜合實踐探究，不但厘清了二者之間的差異，更是構(gòu)建起細(xì)胞增殖模塊知識體系。

這樣的問題情境設(shè)計可以激發(fā)學(xué)生對核心概念學(xué)習(xí)的興趣，通過分析探究實際問題精準(zhǔn)把握這組核心概念的本質(zhì)內(nèi)涵，培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。

高中生物教材中每個核心概念都建立在對生物知識感性認(rèn)識基礎(chǔ)上，通過分析理解、綜合應(yīng)用得以掌握。因此，在教學(xué)過程中，教師要清楚核心概念間的相互關(guān)聯(lián)，清楚哪些因素會使學(xué)生對掌握核心概念學(xué)習(xí)造成障礙，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，通過多種教學(xué)方法和手段，使學(xué)生徹底理解、把握核心概念的本質(zhì)，通過實踐探究靈活運用核心概念，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力等學(xué)科核心素養(yǎng)。