“為了理解而教”的高中生物學概念教學策略

摘要：概念教學重視學生對生物學概念的深刻理解和意義構建。本文基于“為了理解而教”提出關于概念理解的四個特征，以“細胞膜的結構和功能”一節為例，闡釋如何運用概念理解的教學策略，實現學生從事實記憶到概念理解再到應用遷移的轉變。

關鍵詞：概念教學；概念理解；教學策略

文章編號：1003-7586（2024）05-0065-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

生物學概念是對生命現象和生命活動規律本質屬性的反映，是生物學學科知識的主要組成部分和基本單位。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）建議教師圍繞生物學概念的組織開展教學活動，教學活動要有利于促進學生對生物學概念的建立、理解和應用。如何轉變為傳遞知識而教的教學，避免學生將知識程序化、刻板化？凱瑟琳·埃爾金（Catherine Z.Elgin）“為了理解而教”的理念為提高教學效益、深化概念理解提供了可行的思路。本文基于該理念闡釋概念理解的四個特征，在此基礎上提出高中生物學概念教學策略，并以“細胞膜的結構和功能”一節為例探索生物學概念教學的新路徑。

1概念理解的特征的闡釋

知識是一種靜止固化的成就。單純為傳遞知識的教學會使學生對知識的認識程序化、刻板化，限制學生思維的發展。依據凱瑟琳·埃爾金“為了理解而教”的理念，教學不應局限于程序化的知識傳授，應幫助學生主動建立已有的經驗與新的事實之間的聯系，引導學生思考事實向概念的抽象與歸納，完成對概念的意義理解，構建內在聯系的概念系統，并實現已有概念向未知情境的探索遷移。因此，概念理解作為一個開放的思維加工過程，具有事實性、程度性、整體性及遷移性這四個特征。

1.1事實性

概念理解的建立應以事實為基礎。學習者對事物的認知是對某一主題下事實的回應，這種回應是在個體已有的思維習慣之下形成的對事實產生的初級認識，并以此作為形成概念的基礎，可能是準確的，也可能是含糊的。在此基礎上，學習者通過初步了解生物學材料，觀察分析并形成對事實的客觀認識，再經過分析比較、歸納概括提煉出生物學事實的本質屬性或共性特征，進而形成對事實的科學認識，即生物學概念。

1.2程度性

概念理解是一個程度性的過程，即使一個認知主體對某一主題已具有相對完善的理解，也仍存在進一步改善的空間。學習者對生物學材料的認識從感性逐步轉化為理性，意味著對于概念的認識從事實表面趨向于本質，是一個不斷深入的過程。依據事實初步形成的概念可以作為學習者判斷的工具，以此解釋其他的生物學事實。在這個過程中，學習者將不斷構筑概念與更多事實之間的有效連接，使事實與概念的聯系程度逐漸緊密。學習者也將進一步明確概念的內涵并確定其適用范圍，進而修正和完善已有的概念，對概念的理解將逐步趨于穩定。

1.3整體性

概念理解還是對某一主題下相關綜合信息的全面掌握。如前所述，學習者要通過對事實的認識形成概念，而客觀事物之間的內在聯系必然決定概念間的關聯。概念與概念之間不是絕對獨立、完全割裂的，而是相互影響、經緯交織的。學生只有擺脫概念彼此獨立的認知，尋求概念間的意義聯結，才能完成對概念的深刻認識和系統構建，從而在“自知”層面實現對知識的全面理解和結構性認識。

1.4遷移性

概念理解還具有遷移性。對某一主題下新問題的探索有助于推動學習者超越已有的知識和經驗，并利用新知識進行深入探究。生物學概念是邏輯思維的起點，概念的遷移性能使學習者將舊事物的理解延伸到新事物上，在已有概念的“應用”層面向外延展，向未知情境中的遷移，進而使學習者面對陌生的情境和任務時能通過對問題進行整體辨析，識別其中的關鍵要素并與自身已有的概念體系建立聯系，靈活應用已有概念解決問題。

2基于概念理解的高中生物掌概念教學策略

細胞膜概念的建立是學生理解細胞基本結構的首要內容，也是進一步理解細胞器的分工、細胞核的結構至關重要的概念基礎。教師在“細胞膜的結構和功能”一節的教學中，可依據概念理解的四個特點，運用相應的概念教學策略促進學生概念的建立、理解和應用。

2.1提供生物學事實，形成概念理解

科學概念的形成基于生物學事實，是高度抽象的知識，其邏輯形式和價值意義是需要深入思考才能掌握的緘默知識，教師僅靠傳授概念本身，很難完全讓學生深刻理解其中內涵。依據《課程標準》中“教師需向學生提供生物學事實為學生的概念形成提供支撐”的要求，教師在教學中可以向學生提供形式多樣的生物學材料，引導學生感知生物學事實，將科學概念與生物學事實對接，從而幫助學生歸納推理，初步形成對生物學概念的理解。

細胞或細胞膜都是超出學生已有認知的微觀知識，教師應依據“認知結構”的可依賴性，幫助學生迅速形成對細胞膜的直觀認識，有效突破學生的認知屏障。教師以新鮮雞蛋為事實性材料，帶領學生觀察卵白與卵黃之間的卵黃膜，從視覺上直接感知細胞膜的真實存在。接著通過觀察動、植物細胞的電鏡照片，辨識細胞與細胞間界限分明的膜結構，進一步在微觀層面形成細胞膜的概念，為后續細胞膜功能和結構的學習建立清晰可辨的認知支點。

2.2設置探究性問題，深化概念程度

概念是判斷的工具，由其內涵和外延組成，學生在新情境中準確識別相關名詞所屬概念的外延，能夠對概念內涵的表述做出更加科學完整的判斷。因此，教師可以根據學生的生活經驗創設情境或直接提供信息資料，圍繞生物學概念組織設計探究性問題，引導學生利用初步形成的概念思考和解決問題，以問題引導學生深化概念內涵，拓展概念外延，進而獲得明晰且穩定的概念，幫助學生實現對概念本質由淺層到深入的理解。

結構是功能的基礎，功能是結構的表現。用學生可直觀感知的實驗現象激發興趣，通過問題搭建由表象向機理的思維支架，可以引導學生探索發現細胞膜控制物質進出細胞的功能。教師以紫甘藍、蘿卜為實驗材料，如表1所示開展兩組實驗，并設置相關的探究性問題。

學生通過實驗一了解細胞膜具有控制物質排出細胞的功能，通過實驗二進一步認識細胞膜能夠控制物質進入細胞，從而建立細胞膜可以控制物質進出細胞這一具體概念。教師再以冠狀病毒侵染人體細胞為例，使學生切身領悟到病毒和有害物質能夠進入細胞，說明細胞膜對物質進出的控制作用是相對的，即細胞膜控制物質進出細胞的能力是有限的，從而達成對細胞膜控制物質進出的更深層次的理解。

2.3厘清概念間關聯，完成概念整合

每個學科都有其獨特的知識體系，所有與該學科有關聯的事實、論據、概念等都可以不斷地納入這個持續統一的體系之內。通過學習，學生會逐漸形成對多個具體概念的理解，此時教師可以借用思維導圖等工具，幫助學生梳理概念間的聯系，從不同概念間的內涵縱向細化概念屬性，從概念間的橫向聯結，完成對原有概念框架的擴充，形成高度結構化的知識網絡。

任何結構都有其物質基礎，相應的結構必然決定其對應的功能。在本節小結部分，教師可以構建細胞膜的“成分－結構－功能”概念圖（見圖1），利用細胞膜成分引導學生將第2章細胞中的糖類、脂質和蛋白質等相對孤立的概念相關聯，形成磷脂、糖類、蛋白質是細胞膜組成成分的具體概念，并利用組成成分的特性對細胞膜的功能進行解釋，如磷脂的兩親性決定了細胞膜將細胞內部環境與外界環境分隔等。最終，學生建立細胞膜“成分組成結構，結構決定功能”的系統性認識，從而整合形成有關細胞膜的完整概念網絡。

2.4創設問題情境，促進概念遷移

在陌生情境中，依據恰當的概念原理，通過演繹推理，學生能對新事物或新情境作出正確的解釋或審慎的判斷，從而創造性地解決問題。教師可以將概念植入現實的生活情境，通過在真實情境中設置不斷深入的問題對學生循序漸進地引導，實現學生對生物學概念從理解到遷移的螺旋式上升，同時樹立科學知識服務人類、造福社會的思想觀念。

在學生構建細胞膜的概念網絡之后，教師以糖尿病的臨床表現與致病機制為引導，在問題探討的過程中幫助學生論證搪尿病癥狀與細胞膜的功能、成分等概念之間的關系，認識到細胞膜上的蛋白質異常導致了物質進出和細胞間信息交流等功能發生異常，從而引發糖尿病。通過強化概念的應用，促進學生對細胞膜結構與功能概念的遷移應用。同時也讓學生了解糖尿病的發病機制、危害及預防措施，養成健康的生活習慣，使學生深刻體會到生物學知識與社會問題之間的聯系。

3結語

概念教學是新課程改革后中學生物學教學的核心內容，承載著培養學科核心素養的重要意義。“為了理解而教”的理念為知識而教，以通達為目的。它要求學生在充分感知、分析和理解事實的基礎上，主動生成概念，在概念深化及概念網絡延展的過程中，完成概念體系的全面構建，并能夠綜合性、創造性地解決復雜問題。這種以理解為認知內核的學習，有助于學生在知識與真實世界之間建立全面的聯結，進而成長為概念的構建者、問題的解決者乃至未來的創造者。