生物學科核心概念教學的幾點慎思與探究

福建省福清龍西中學 翁小霞

當前，對生物學科核心概念的有效利用，對提高教學效率，培養學生生物學科科學思維和科學探究能力等核心素養將起到事半功倍的作用。以下，就生物學科核心概念教學談幾點慎思以及在平時教學實踐中的一些個人體會。

一、對生物學科核心概念的定位

“概念學習是人類學習的核心”，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，也是我們認識客觀世界的階石。核心概念就是概念中的“概念”，生物學科核心概念的選擇不是隨意的，它應該是學科知識的“交通樞紐”， 囊括生物學科知識中的重要概念、原理、定理等，是生物學科知識結構的“樹干”，對本章節或者本模塊甚至于整個生物學科知識體系起到主導、引領以及關聯的作用。比如光合作用、呼吸作用、有絲分裂、減數分裂、基因的分離和自由組合、中心法則、種群、生態系統等，就是串起生物學科知識體系“樹干”的核心概念。學生學習生物學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”——生物學科知識脈絡，牽出本章節、本模塊甚至整個生物學科知識體系，從而實現對科學思維、科學探究能力的培養。

二、對生物學科核心概念學習的幾點慎思

（一）把握生物核心概念的內涵和外延

“內涵”與“外延”是任何一個概念本質屬性的兩個特征，生物學科核心概念的內涵是生命現象和生命活動規律最本質特征和內在聯系的集中反映，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“活細胞產生”、生理功能是“具有催化作用”、化學本質“有機物”三者構成“酶”區別于其他有機物的本質內涵。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和核酸（某些RNA）。對生物學科核心概念的內涵和外延的準確把握，將對生物學科核心概念精準定位起到至關重要的作用。

（二）準確區分相似或相近的生物學科核心概念

新的高中生物教材中存在很多相似或者相近的核心概念，學生對這些相似或者相近的核心概念往往在理解上會產生混淆，造成學習上的失誤。在教學過程中準確區分這些易混淆的相似或相近生物學科核心概念，是學生理解生物學科知識非常重要的一個環節。如何準確進行區分？關鍵在于挖掘它們各自的屬性，通過對核心概念關鍵屬性的分析找出這些核心概念各自的“內涵”與“外延”，辨明它們之間“似而不似，近而不近”的內涵和外延，再在此基礎上找到它們之間存在的關聯。這對于形成相關知識體系，培養學生科學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、本質特征以及生理功能等這些關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，其化學本質是一段有特殊結構的DNA片段，啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質；終止子是RNA轉錄終止的“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確地區分開來。

三、對生物學科核心概念學習的實踐探究

（一）對生物學科核心概念中隱蔽模糊性詞語的探究

對生物知識本質屬性進行抽象概括是生物學科核心概念的集中體現，諸如“主要”“絕大多數”“片段”等隱蔽模糊性詞語經常會出現在很多核心概念中，對這些隱蔽模糊性詞語的探究、理解對準確把握生物核心概念將起到重要的作用。基于此，在學習這些帶有隱蔽模糊性詞語的核心概念時，教師要引導學生進行思考探究，通過問題情境方式對此類核心概念進行呈現，學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“基因是有遺傳效應的DNA片段”，這里的“片段”就是一個隱蔽模糊性詞語，可以設置如下問題：你是否認為一分子DNA就是一個基因？是否DNA分子上全部的脫氧核苷酸都能構成基因？教師引導學生對摩爾根的實驗過程和實驗結論再“回首”，結合對教材中資料進行分析，能準確表達出“基因是由成百上千個脫氧核苷酸構成的一個小片段”，DNA分子上的所有脫氧核苷酸不一定都能構成基因，只有具備“遺傳效應”的小片段才能稱為基因。

（二）對新舊生物學科核心概念進行整合

生物學科很多新的核心概念教學離不開對舊的核心概念的關聯。以“舊”引“新”，新舊核心概念整合形成關聯，將使新舊相關的生物學知識之間的邏輯性、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，通過關聯有絲分裂和減數分裂二者分裂的時間、場所、過程、產生的結果等，不但能從根本上理解“減數分裂”概念，更能建構起整個細胞增殖模塊知識體系。再比如在學習“啟動子”時，我們就要關聯到“起始密碼子”“終止密碼子”“終止子”等相關概念，對他們存在位置、本質屬性、生理功能等進行整合內化，構建起基因模塊知識。通過整合新舊核心概念串起知識鏈條，建構相關生物學知識模塊體系，有利于培養學生的科學思維能力。

（三）通過問題情境、實踐探究構建學生對生物學科核心概念的理解

教最終的目的是學生的學，把對生物學科核心概念的教學置于由生物核心概念轉化成的實際問題的探究之中，通過問題情境的設置，啟發學生對生物學科核心概念進行實踐探究，達到“知其然，知其所以然”，也是生物學科核心概念行之有效的教學方法，同時也是培養學生生物學科核心素養中的科學思維和科學探究能力的重要途徑。例如，在對“有絲分裂和減數分裂”這組核心概念進行教學時，我們可以設置這樣的實踐探究：某動物減數第二次分裂后期細胞內染色體數目是20條，該動物進行有絲分裂后期細胞內染色體數目是幾條？我們可以設置這樣的問題情境：（1）該動物減數第二次分裂后期細胞內染色體數目20條是如何得來的？（2）該動物減數第一次分裂時期細胞染色體數目是否也是20條，為什么？（3）該動物進行有絲分裂間期細胞內染色體數目是多少條？（4）該動物進行有絲分裂后期細胞內染色體數目是多少條？通過這種層層遞進的問題設置，學生對“有絲分裂和減數分裂”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，更是構建起細胞增殖模塊知識體系。

這樣的問題情境設計可以激發學生對核心概念學習的興趣，通過分析探究實際問題精準把握這組核心概念的本質內涵，培養科學思維和科學探究能力。

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識基礎上，通過分析理解、綜合應用得以掌握。因此，在教學過程中，教師要清楚核心概念間的相互關聯，清楚哪些因素會使學生對掌握核心概念學習造成障礙，結合學生認知規律，通過多種教學方法和手段，使學生徹底理解、把握核心概念的本質，通過實踐探究靈活運用核心概念，培養學生科學思維和科學探究能力等學科核心素養。