高中生物學概念教學的探究策略

黃瑋

科學探究體現了生物學的本質特征，是生物學教學的重要組成部分。科學探究既是教學方式，也是教學內容，貫穿于教學全過程。根據這種觀點，生物概念教學可以分成以下階段：

一、探究學生的前概念階段

1.探究前概念的重要性。開始學習時，學生的大腦并不是空白一片的。他們在生活中積累了一定的經驗，也有一些定勢思維。因此，在學習前，他們會對一些生物學現象有自己的認識，有與科學概念不完全相同甚至錯誤的觀點，這就是前概念。前概念會影響學生的感知，并給學生的學習造成一些困難。倘若教師沒有意識到師生之間對生物學現象認識的差異，不去認真分析這些問題，就不能夠在教學中有效解除學生的疑慮。學生會機械接受新知識，甚至能夠用語言描述新概念，但在分析和解決實際問題時卻還是運用原來的錯誤觀念，并不能夠成功解決問題。這時，他們沒有將科學概念納入自己原有的知識結構中，沒有有效掌握科學概念。因此，了解學生的前概念，分析前概念可能對學習新知識的影響，然后找準突破口，采取針對性策略是進行概念教學的前提。

2.前概念的類別及施教策略。我們認為存在兩類前概念：一類前概念與科學概念存在一定的不同，但卻有合理成分，教師可以利用這類前概念，引導學生分析、歸納，去除其中的偏頗部分，切入生物學實質，讓學生形成正確的觀點;另一類前概念是學生頭腦中的錯誤觀點，是一些想當然，或者以表代里、以偏概全的觀念：例如，“植物的莖都長在地上”“進行光合作用的都是綠色植物”“植物都進行光合作用”“生物都是由細胞構成的”“分解者都是微生物”“ATP在細胞中大量存在”“糞便是代謝產物”，等等。這些錯誤的認識往往積重難返。針對后者，教師應設置認知沖突，引導學生進行探究，并在這個過程中發現前概念的錯誤，幫助學生轉變認識，建立科學認知。

3.如何探究前概念。教師可以通過以下方法了解學生頭腦中的前概念：（1）問題法：教師在課前根據新概念，拓展和設置一系列問題，通過學案發給學生，要求學生預習時中完成，教師可先瀏覽學案，了解學生情況;（2）討論法：在課堂上使用學生分組討論的方法，指導他們針對具體的問題，以“說生物學”的方式，每個學生都發言表達觀點。教師鼓勵他們相互討論，分析、反思自身原有的認識，并將有爭論的問題提交上來。這兩個方法，都是鼓勵學生大膽展示自己的真實想法，使我們可以充分了解他們頭腦中的前概念。

二、概念領會階段

1.探究新概念與原有知識結構間的關系，確定相應教學策略。認知同化論認為，新知識與學生認知結構中起固定作用的原有觀念存在三種關系：

（1）下位學習：原有知識的概括程度或包容范圍高于新知識。例如學生已掌握了“植物激素”“細胞分裂素”“生長素”“脫落酸”“赤霉素”等概念后，再學習新概念“乙烯”。上位概念是“植物激素”（是化學信息的載體，并且在生命過程中有信息傳遞的作用），可以派生出下位概念“乙烯”的也有這樣的屬性。但和前面學習的四種植物激素不同的是，乙烯是氣體，這就使學生頭腦中原有植物激素的概念得到外延，但植物激素的內涵沒有變化。此時新舊知識之間存在隸屬關系，教學中只需抓住上位概念（舊知識）的本質屬性進行新知識的學習，引導學生分析新舊知識之間的區別和聯系。此時提供例證只是為了支持學生理解，加深、修飾、限定原有概念，或使教師講課更加生動，數量不需要太多。

（2）上位學習：原有知識在概括程度和包容范圍上低于新知識。其模式為上位總括性的同化。這種情況下必須提供有足夠數量例子和變式引導學生探究概念的本質特征。先通過正例的連續呈現，讓無關特征不斷變化，幫助學生進行概括。再緊接著出現反例，利用分化，消除原有認識中的誤區。

（3）并列結合學習：新知識與原有知識沒有上位關系和下位關系，但橫向上存在共同的關鍵屬性。對于這類新概念，可以采用類比的方式，通過知識的正遷移來學習。

2.通過實驗，探究事物本質，糾正概念認識和學習中的誤區。生物學呈現出來的不只是干巴巴的事實，生物課也不能只是干巴巴的講解。從根本上說，生物學教學是教師引導學生探究生命本質，轉變其對生命的原有認識和觀念的過程。在這一過程中，教師必須從學生的反饋信息著手，針對其認識上的誤區和不足，設計實驗，通過實驗事實，瓦解學生頭腦中存在的錯誤觀點，建立起科學概念。如：部分學生認為：質壁分離指的是細胞質和細胞壁分離、葉綠體中的色素就是葉綠素、葡萄糖是直接的能源物質、糖都是甜的、甜的都是糖。針對這些錯誤的認識，我們應設計針對性實驗來揭示事物本質屬性：通過觀察洋蔥鱗片葉外表皮細胞吸水和失水來觀察原生質層和細胞壁分離;通過綠葉中色素的提取和分離實驗觀察四種不同的色素;讓學生嘗味淀粉和木糖醇區分甜味的來源。實驗過程中學生的主動參與與積極探究是保證實驗起到修正、完善學生認知結構的關鍵。如果實驗僅僅被當作一種道具、一種活躍課堂的興奮劑，學生只是被動的接受實驗事實，那么在表面的熱鬧下它不能達到我們希望的效果。

3.揭示概念的本質，全面理解知識的內涵。只有先理解概念，學生才能把概念掌握牢固。要使學生理解概念，應先讓學生了解概念的本質。例如，教學“表觀遺傳”概念時，首先把課本上關于表觀遺傳定義加以分解，分析出這個概念強調了2個重點：“堿基序列”和“基因表達”;第二步是強調變與不變，指出堿基序列不變，而基因表達改變;第三步強調屬于可遺傳的變化;第四步才是進一步解釋造成表觀遺傳的原因。又如：“細胞分化”概念的教學中，可以把整個概念分為三層意思，包括：分化的時間——“個體發育”;分化的起點——“一個或一種細胞”;分化的本質——“穩定性差異”。其他如“有氧呼吸”“無氧呼吸”“基因突變”“堿基互補配對”“交叉互換”等，都可以引導學生采用這樣的方法分解，學生分析掌握了這樣的方式，就能自己準確地揭示概念的本質，從而把新學習的概念牢固地納入自己原有的認知結構中。

4.探究科學方法訓練，培養學生的抽象思維和邏輯思維能力。生物學概念反映的是生物學現象和過程的本質屬性，是生物學事實的抽象產物。教學中要幫助學生有意識地進行比較、分析、綜合、判斷和推理，經歷從“感性的具體到理性的抽象”過程，培養學生的科學思維方法。如在學習糖尿病的癥狀“三多一少”（多食、多尿、多飲、體重減輕）時，多數學生以為“多飲”導致“多尿”。教師可提供以下的問題，引導學生理性分析和思考：（1）尿液中血中糖過多，那尿的滲透壓會怎樣？（2）尿液滲透壓高，會導致一個怎樣的現象？（3）滲透性利尿，導致尿多，對細胞產生怎樣的影響？對細胞外液呢？（4）細胞外液滲透壓升高，對渴覺中樞產生怎樣的刺激？會導致一個怎樣的結果？在大家的共同討論、分析中，學生明確認識到錯誤所在。我們要讓他們體會到僅僅停留在事物表面是不夠的，促使其養成自覺進行理性分析的習慣。

三、概念的應用階段

1.探究出有針對性的習題教學，加深概念的理解和應用。當學生形成某一生物概念，并可以通過語言或文字復述和注解后，就應該學會運用這個概念，并將已學概念推廣或引申到相關事物中，來解決新的問題，并且在應用的過程中不斷完善概念，逐步建立概念系統，優化認知結構，有利于進一步的學習。如考查“轉錄和翻譯”的概念可設計習題：人體脂肪細胞和表皮細胞的形態、結構和功能不同，是因為這兩種細胞內A.tRNA不同B.mRNA不同C.rRNA不同D.DNA不同。再如學習“伴性遺傳”概念時可出示習題：為什么伴X顯性遺傳女患者多于男患者（ ）。這種習題訓練的方法可引導學生學會用概念分析具體問題，使學生從概念習得上升為認知技能的形成。

2.探究實際問題中的生物學模型和知識應用。探究實際問題中的生物學模型和知識應用，通過辨析、抽象、獲得對現象的本質認識，找到解決問題的正確途徑，加深對生物學概念的認識。如學完“細胞膜的選擇透過性”這一概念后，教師就可以向學生提問：“莧菜放到熱水中焯過后，水會變成什么顏色？如果用涼水洗，水會不會變成紅色呢？”“為什么現在生產口香糖使用木糖醇而不是蔗糖呢？”通過關注自然和生活，激勵學生的求知欲望和探索精神，訓練他們應用生物學知識解決實際問題的能力，從更高的角度去領略和認識生物學的魅力。

四、探究學習中的錯誤認識，進行概念總結

學生的認知很容易形成一種慣性，即定勢思維，這種定勢思維對概念的認知和理解有時會起負遷移作用。由于自身認識的局限，學生也會在學習中對相近概念發生混淆，或者孤立地學習一個概念，割裂彼此間的相互關聯，不能有效地形成知識鏈條，建構整個體系，這樣不利于對概念的正確認知和對知識的全面理解。因此概念教學還應在總結階段通過采用一定的探究方式，發現學生在學習過程中產生的問題，在清楚了解學生的問題之后，通過提出注意事項，列表對比，畫概念圖等方式深化概念的理解，形成知識網絡。

綜上所述，在生物學概念教學中，我們應做到：用探究的方式教學生學習概念、理解概念;教會學生學會用探究的方式進行學習;最終促使學生養成自覺探究生物學與技術、社會、生活的密切聯系及其應用價值的科學思維習慣。

責任編輯 邱 麗7BD9C040-083C-48D0-8F45-EADADD9C6291