高中生物學(xué)概念教學(xué)的探究策略

文廣州市第一一三中學(xué) 黃 瑋

科學(xué)探究體現(xiàn)了生物學(xué)的本質(zhì)特征，是生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分。科學(xué)探究既是教學(xué)方式，也是教學(xué)內(nèi)容，貫穿于教學(xué)全過(guò)程。根據(jù)這種觀(guān)點(diǎn)，生物概念教學(xué)可以分成以下階段：

一、探究學(xué)生的前概念階段

1.探究前概念的重要性。 開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生的大腦并不是空白一片的。他們?cè)谏钪蟹e累了一定的經(jīng)驗(yàn)，也有一些定勢(shì)思維。因此，在學(xué)習(xí)前，他們會(huì)對(duì)一些生物學(xué)現(xiàn)象有自己的認(rèn)識(shí)，有與科學(xué)概念不完全相同甚至錯(cuò)誤的觀(guān)點(diǎn)，這就是前概念。前概念會(huì)影響學(xué)生的感知，并給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成一些困難。倘若教師沒(méi)有意識(shí)到師生之間對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的差異，不去認(rèn)真分析這些問(wèn)題，就不能夠在教學(xué)中有效解除學(xué)生的疑慮。學(xué)生會(huì)機(jī)械接受新知識(shí)，甚至能夠用語(yǔ)言描述新概念，但在分析和解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)卻還是運(yùn)用原來(lái)的錯(cuò)誤觀(guān)念，并不能夠成功解決問(wèn)題。這時(shí)，他們沒(méi)有將科學(xué)概念納入自己原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有有效掌握科學(xué)概念。因此，了解學(xué)生的前概念，分析前概念可能對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)的影響，然后找準(zhǔn)突破口，采取針對(duì)性策略是進(jìn)行概念教學(xué)的前提。

2.前概念的類(lèi)別及施教策略。我們認(rèn)為存在兩類(lèi)前概念：一類(lèi)前概念與科學(xué)概念存在一定的不同，但卻有合理成分，教師可以利用這類(lèi)前概念，引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納，去除其中的偏頗部分，切入生物學(xué)實(shí)質(zhì)，讓學(xué)生形成正確的觀(guān)點(diǎn)；另一類(lèi)前概念是學(xué)生頭腦中的錯(cuò)誤觀(guān)點(diǎn)，是一些想當(dāng)然，或者以表代里、以偏概全的觀(guān)念：例如，“植物的莖都長(zhǎng)在地上”“進(jìn)行光合作用的都是綠色植物”“植物都進(jìn)行光合作用”“生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的”“分解者都是微生物”“ATP 在細(xì)胞中大量存在”“糞便是代謝產(chǎn)物”，等等。這些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)往往積重難返。針對(duì)后者，教師應(yīng)設(shè)置認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，并在這個(gè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)前概念的錯(cuò)誤，幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變認(rèn)識(shí)，建立科學(xué)認(rèn)知。

3.如何探究前概念。教師可以通過(guò)以下方法了解學(xué)生頭腦中的前概念：（1）問(wèn)題法：教師在課前根據(jù)新概念，拓展和設(shè)置一系列問(wèn)題，通過(guò)學(xué)案發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)中完成，教師可先瀏覽學(xué)案，了解學(xué)生情況；（2）討論法：在課堂上使用學(xué)生分組討論的方法，指導(dǎo)他們針對(duì)具體的問(wèn)題，以“說(shuō)生物學(xué)”的方式，每個(gè)學(xué)生都發(fā)言表達(dá)觀(guān)點(diǎn)。教師鼓勵(lì)他們相互討論，分析、反思自身原有的認(rèn)識(shí)，并將有爭(zhēng)論的問(wèn)題提交上來(lái)。這兩個(gè)方法，都是鼓勵(lì)學(xué)生大膽展示自己的真實(shí)想法，使我們可以充分了解他們頭腦中的前概念。

二、概念領(lǐng)會(huì)階段

1.探究新概念與原有知識(shí)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，確定相應(yīng)教學(xué)策略。認(rèn)知同化論認(rèn)為，新知識(shí)與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中起固定作用的原有觀(guān)念存在三種關(guān)系：

（1）下位學(xué)習(xí)：原有知識(shí)的概括程度或包容范圍高于新知識(shí)。例如學(xué)生已掌握了“植物激素”“細(xì)胞分裂素”“生長(zhǎng)素”“脫落酸”“赤霉素”等概念后，再學(xué)習(xí)新概念“乙烯”。上位概念是“植物激素”（是化學(xué)信息的載體，并且在生命過(guò)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(xué)習(xí)的四種植物激素不同的是，乙烯是氣體，這就使學(xué)生頭腦中原有植物激素的概念得到外延，但植物激素的內(nèi)涵沒(méi)有變化。此時(shí)新舊知識(shí)之間存在隸屬關(guān)系，教學(xué)中只需抓住上位概念（舊知識(shí)）的本質(zhì)屬性進(jìn)行新知識(shí)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生分析新舊知識(shí)之間的區(qū)別和聯(lián)系。此時(shí)提供例證只是為了支持學(xué)生理解，加深、修飾、限定原有概念，或使教師講課更加生動(dòng)，數(shù)量不需要太多。

（2）上位學(xué)習(xí)：原有知識(shí)在概括程度和包容范圍上低于新知識(shí)。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(shù)量例子和變式引導(dǎo)學(xué)生探究概念的本質(zhì)特征。先通過(guò)正例的連續(xù)呈現(xiàn)，讓無(wú)關(guān)特征不斷變化，幫助學(xué)生進(jìn)行概括。再緊接著出現(xiàn)反例，利用分化，消除原有認(rèn)識(shí)中的誤區(qū)。

（3）并列結(jié)合學(xué)習(xí)：新知識(shí)與原有知識(shí)沒(méi)有上位關(guān)系和下位關(guān)系，但橫向上存在共同的關(guān)鍵屬性。對(duì)于這類(lèi)新概念，可以采用類(lèi)比的方式，通過(guò)知識(shí)的正遷移來(lái)學(xué)習(xí)。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究事物本質(zhì)，糾正概念認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)中的誤區(qū)。 生物學(xué)呈現(xiàn)出來(lái)的不只是干巴巴的事實(shí)，生物課也不能只是干巴巴的講解。從根本上說(shuō)，生物學(xué)教學(xué)是教師引導(dǎo)學(xué)生探究生命本質(zhì)，轉(zhuǎn)變其對(duì)生命的原有認(rèn)識(shí)和觀(guān)念的過(guò)程。在這一過(guò)程中，教師必須從學(xué)生的反饋信息著手，針對(duì)其認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)和不足，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，瓦解學(xué)生頭腦中存在的錯(cuò)誤觀(guān)點(diǎn)，建立起科學(xué)概念。如：部分學(xué)生認(rèn)為：質(zhì)壁分離指的是細(xì)胞質(zhì)和細(xì)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(zhì)、糖都是甜的、甜的都是糖。針對(duì)這些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，我們應(yīng)設(shè)計(jì)針對(duì)性實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示事物本質(zhì)屬性：通過(guò)觀(guān)察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞吸水和失水來(lái)觀(guān)察原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分離；通過(guò)綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)觀(guān)察四種不同的色素；讓學(xué)生嘗味淀粉和木糖醇區(qū)分甜味的來(lái)源。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生的主動(dòng)參與與積極探究是保證實(shí)驗(yàn)起到修正、完善學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。如果實(shí)驗(yàn)僅僅被當(dāng)作一種道具、一種活躍課堂的興奮劑，學(xué)生只是被動(dòng)的接受實(shí)驗(yàn)事實(shí)，那么在表面的熱鬧下它不能達(dá)到我們希望的效果。

3.揭示概念的本質(zhì)，全面理解知識(shí)的內(nèi)涵。 只有先理解概念，學(xué)生才能把概念掌握牢固。要使學(xué)生理解概念，應(yīng)先讓學(xué)生了解概念的本質(zhì)。例如，教學(xué)“表觀(guān)遺傳”概念時(shí)，首先把課本上關(guān)于表觀(guān)遺傳定義加以分解，分析出這個(gè)概念強(qiáng)調(diào)了2 個(gè)重點(diǎn)：“堿基序列”和“基因表達(dá)”；第二步是強(qiáng)調(diào)變與不變，指出堿基序列不變，而基因表達(dá)改變；第三步強(qiáng)調(diào)屬于可遺傳的變化；第四步才是進(jìn)一步解釋造成表觀(guān)遺傳的原因。又如：“細(xì)胞分化”概念的教學(xué)中，可以把整個(gè)概念分為三層意思，包括：分化的時(shí)間——“個(gè)體發(fā)育”；分化的起點(diǎn)——“一個(gè)或一種細(xì)胞”；分化的本質(zhì)——“穩(wěn)定性差異”。其他如“有氧呼吸”“無(wú)氧呼吸”“基因突變”“堿基互補(bǔ)配對(duì)”“交叉互換”等，都可以引導(dǎo)學(xué)生采用這樣的方法分解，學(xué)生分析掌握了這樣的方式，就能自己準(zhǔn)確地揭示概念的本質(zhì)，從而把新學(xué)習(xí)的概念牢固地納入自己原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

4.探究科學(xué)方法訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和邏輯思維能力。 生物學(xué)概念反映的是生物學(xué)現(xiàn)象和過(guò)程的本質(zhì)屬性，是生物學(xué)事實(shí)的抽象產(chǎn)物。教學(xué)中要幫助學(xué)生有意識(shí)地進(jìn)行比較、分析、綜合、判斷和推理，經(jīng)歷從“感性的具體到理性的抽象”過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法。如在學(xué)習(xí)糖尿病的癥狀“三多一少”（多食、多尿、多飲、體重減輕）時(shí)，多數(shù)學(xué)生以為“多飲”導(dǎo)致“多尿”。教師可提供以下的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生理性分析和思考：（1）尿液中血中糖過(guò)多，那尿的滲透壓會(huì)怎樣？（2）尿液滲透壓高，會(huì)導(dǎo)致一個(gè)怎樣的現(xiàn)象？（3）滲透性利尿，導(dǎo)致尿多，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生怎樣的影響？對(duì)細(xì)胞外液呢？（4）細(xì)胞外液滲透壓升高，對(duì)渴覺(jué)中樞產(chǎn)生怎樣的刺激？會(huì)導(dǎo)致一個(gè)怎樣的結(jié)果？在大家的共同討論、分析中，學(xué)生明確認(rèn)識(shí)到錯(cuò)誤所在。我們要讓他們體會(huì)到僅僅停留在事物表面是不夠的，促使其養(yǎng)成自覺(jué)進(jìn)行理性分析的習(xí)慣。

三、概念的應(yīng)用階段

1.探究出有針對(duì)性的習(xí)題教學(xué)，加深概念的理解和應(yīng)用。 當(dāng)學(xué)生形成某一生物概念，并可以通過(guò)語(yǔ)言或文字復(fù)述和注解后，就應(yīng)該學(xué)會(huì)運(yùn)用這個(gè)概念，并將已學(xué)概念推廣或引申到相關(guān)事物中，來(lái)解決新的問(wèn)題，并且在應(yīng)用的過(guò)程中不斷完善概念，逐步建立概念系統(tǒng)，優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)，有利于進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。如考查“轉(zhuǎn)錄和翻譯”的概念可設(shè)計(jì)習(xí)題: 人體脂肪細(xì)胞和表皮細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同，是因?yàn)檫@兩種細(xì)胞內(nèi)A.tRNA 不同B.mRNA 不同C.rRNA 不同D.DNA 不同。再如學(xué)習(xí)“伴性遺傳”概念時(shí)可出示習(xí)題: 為什么伴X 顯性遺傳女患者多于男患者（ ）。這種習(xí)題訓(xùn)練的方法可引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用概念分析具體問(wèn)題，使學(xué)生從概念習(xí)得上升為認(rèn)知技能的形成。

2.探究實(shí)際問(wèn)題中的生物學(xué)模型和知識(shí)應(yīng)用。 探究實(shí)際問(wèn)題中的生物學(xué)模型和知識(shí)應(yīng)用，通過(guò)辨析、抽象、獲得對(duì)現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，找到解決問(wèn)題的正確途徑，加深對(duì)生物學(xué)概念的認(rèn)識(shí)。如學(xué)完“細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性”這一概念后，教師就可以向?qū)W生提問(wèn)“:莧菜放到熱水中焯過(guò)后，水會(huì)變成什么顏色？如果用涼水洗，水會(huì)不會(huì)變成紅色呢？”“為什么現(xiàn)在生產(chǎn)口香糖使用木糖醇而不是蔗糖呢？”通過(guò)關(guān)注自然和生活，激勵(lì)學(xué)生的求知欲望和探索精神，訓(xùn)練他們應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從更高的角度去領(lǐng)略和認(rèn)識(shí)生物學(xué)的魅力。

四、探究學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，進(jìn)行概念總結(jié)

學(xué)生的認(rèn)知很容易形成一種慣性，即定勢(shì)思維，這種定勢(shì)思維對(duì)概念的認(rèn)知和理解有時(shí)會(huì)起負(fù)遷移作用。由于自身認(rèn)識(shí)的局限，學(xué)生也會(huì)在學(xué)習(xí)中對(duì)相近概念發(fā)生混淆，或者孤立地學(xué)習(xí)一個(gè)概念，割裂彼此間的相互關(guān)聯(lián)，不能有效地形成知識(shí)鏈條，建構(gòu)整個(gè)體系，這樣不利于對(duì)概念的正確認(rèn)知和對(duì)知識(shí)的全面理解。因此概念教學(xué)還應(yīng)在總結(jié)階段通過(guò)采用一定的探究方式，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，在清楚了解學(xué)生的問(wèn)題之后，通過(guò)提出注意事項(xiàng)，列表對(duì)比，畫(huà)概念圖等方式深化概念的理解，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

綜上所述，在生物學(xué)概念教學(xué)中，我們應(yīng)做到：用探究的方式教學(xué)生學(xué)習(xí)概念、理解概念；教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)用探究的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)；最終促使學(xué)生養(yǎng)成自覺(jué)探究生物學(xué)與技術(shù)、社會(huì)、生活的密切聯(lián)系及其應(yīng)用價(jià)值的科學(xué)思維習(xí)慣。