生物学概念的教学涵义与实施建议

林 静

(北京师范大学教育学部，北京100875)

生物学概念一直是我国中学生物学课程的重要教学内容。《义务教育生物学课程标准(2011年版)》要求教学“关注重要概念的学习”，并在内容标准中提出了50个重要概念，引发了广大中学生物学教师对生物学概念的重新思考。本文就当前生物学概念应然的教学取向以及实然的教学改进等问题展开探讨，与大家商榷在以生物科学素养为课程宗旨和目标的中学生物学课堂教学中，如何发挥和提升生物学概念的教学价值和作用，发展学生生物科学素养。

一、生物学概念的原有教学积淀

新中国成立以来，我国基础教育一直沿袭赫尔巴特、凯洛夫的教育思想，注重智育，强调各学科基础知识和基本技能(简称“双基”)的教学。经过多年的实践积淀，我国基础教育也被国内外赋以“双基扎实”的特色。中学生物学教学在落实“双基”方面，尤其注重生物学概念的教学，并结合生物学科特点，积淀了丰富的生物学概念的教学经验和案例。

(一)注重直观演示

生物科学是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。生物学概念作为其知识体系的基石，既有许多概括生命现象的具体概念，也有许多反映生命活动规律的抽象概念。中学生物学教学一直非常注重借助实物、挂图、结构模型、录像等教学媒介以及实验等的演示，给予学生充分的感性认识和直观经验，以利于学生抽象概括生物学概念的内涵和外延，理解概念。

(二)注重归纳方法

无论是具体概念还是抽象概念，中学生物学教师都擅长给予学生一些概念的典型事例，包括正例和反例，通过“讲授—演示法”引导学生比较这些典型事例的异同，从而归纳出概念正例的共同特征和本质属性，促使学生有意义地接受学习生物学概念。

(三)注重模型构建

生命世界种类繁多，奥妙无穷。为帮助学生理解某一具体概念，中学生物学教科书往往会选择一个典型事例作为概念的原型让学生加以重点学习，例如以桃花为花的原型、家鸽为鸟的原型等等，从而帮助学生建立该概念的一个具体模型以更好地理解和运用概念辨别相关事物。而对于一些抽象概念，例如有丝分裂和减数分裂、光合作用和呼吸作用，教科书往往运用图解帮助学生具象地构建这类概念的模型，从而帮助学生形象地理解、记忆和解释概念，以利于概念的迁移运用。

二、生物学概念的当今教学涵义

当然，我国中学生物学在概念的教学方面也存在诸多问题，例如停留于生物学事实和现象的教学而忽略对这些事实和现象的抽象与概括，致使学生难以建构概念的意义;概念与概念之间的教学缺乏逻辑联系，致使学生难以获得对生物学知识体系的整体认识，等等。但是，2011年版的初中生物学课程标准提出“关注重要概念的学习”，其旨意并不单单是为了改进以往生物学概念的教与学之中的不足。从当前人们对人类学习规律的探索发现、对知识本质的理解转变的角度来审视生物学概念的教学价值，可知生物学概念的教学已不只关乎生物学知识目标的达成与否，它更是发展学生科学探究能力、生物学科思想和情感态度价值观等生物科学素养的途径和方式。

(一)发展学生高层次思维能力

概念是人脑反映客观事物本质特性的思维形式。［1］(P378)基于学习的认知主义观点，国内外许多学者从思维的层面研究学生概念的形成与发展，其中有著名的美国学者L．Bouthilet于1948年提出的假设检验模型，是一种运用关键词测试概念形成过程的方法。该模型认为，在概念形成过程中，学习者是作为一个问题的积极解决者出现的，概念形成就是通过发现属性、发现属性结合的规则、提出假设和检验假设等阶段来整合信息的。我国学者杨治良运用该模型也揭示出在概念形成过程中，问题解决是积极的，死记硬背是消极的。［2］陆建身等人运用该模型分析了基于问题解决的科学探究比讲授法更有利于概念的形成。［3］

由此可知，由于概念形成过程中对学习者思维的高层次需求，中学生物学课堂不仅应该重视生物学概念的教学，还要把生物学概念作为发展学生高层次思维能力的优质载体，通过科学探究等问题解决的方式促进学生知识和能力的提升。

(二)提升学生学习迁移能力

在对人是如何学习的研究过程中，有研究发现专家与新手的差异不仅仅表现在一般能力(如记忆力或智力)上，也不是一般策略应用的差别，还有知识的组织方式。专家比新手更善于学习和解决问题，主要是专家的知识不单纯是对相关领域的事实和公式的罗列，相反它是围绕核心概念或“大观点”(big ideas)组织的，并且是“条件化的”(Simon，1980;Glaser，1992)——它包括对有用的情景的具体要求。这些概念和大观点引导他们去思考自己的领域，因此专家能熟练提取与具体任务相关的知识解决问题或完成新学习。［4］(P33～43)

专家与新手的比较研究显示，高质量的中学生物学课堂教学不仅要以生物学概念组织相关生物学事实和现象，还要注意概念之间的层级结构，以核心概念或大观点统整教学内容，帮助学生建构有逻辑的生物学知识体系，以促使学生发展为“专家”而不是“新手”，提高学习和迁移运用生物学知识的能力。

(三)发展学生元认知策略

概念是对同一类事物本质属性的抽象和概括。学生要获得概念，就要理解概念的内涵和外延，以概念组织自己的思维表达和知识结构。因此，学生学习概念绝不能只知道或只记忆相关术语，而是要成功建构概念的意义，要将概念的内涵和外延与自己的已知建立实质性的联系。这样的学习需要学生元认知的调控。

元认知是学习者对自身认知活动的自我意识和自我调节。在概念学习过程中，学生需要发展和提升计划、监控和调节等元认知策略，以意识自己是否正确抽象了概念的本质属性，是否准确概括了概念的外延，从而校正和调节自己的学习进程，作出补救措施以有效地获得概念。在生物学概念的教学中，学生若能在元认知策略上得到锻炼和发展，则不仅能提升学习的有效性，更能发展学生终身学习的能力，对于学生的一生发展至关重要。

(四)提升学生生物科学素养

关注概念的教学，提升概念的教学质量，不仅仅是本轮基础教育改革对知识教学的要求，还是对学校教育的反思结果。

人类在近几十年创造的知识是之前几千年的总和。当前新的科技知识大约每两年就会增加一倍，这就意味着一个人所学的知识两年之后就会“过时”。科学家认为，再过三四十年，一台电脑的运算能力就会超越全人类的大脑运算能力总和。知识的快速更新，使得人们对知识本质的定位由确定性转为不确定性，认为知识并非是对客观世界的准确表征，它只是一种解释、一种假设，会随着人类的进步给以不断的修正或者否定，从而不断地逼近真实。

那么，教育应该教给学生什么才是最有价值的。美国前教育部长 Richard Riley指出:“我们必须教导现在的学生毕业后投入目前还不存在的工作，使用现在还没发明的科技，解决我们从未想象过的问题。”因此，当前有效的中学生物学教学绝对不应是仅仅教给学生一些生物学知识，更为关键的是要“授之以渔”，发展学生生物科学素养，提升学生运用和创造知识、解决问题的能力。

因此，“少而精”的生物学概念既是学生搭建生物学知识体系的基石，也是发展学生思维能力、终身学习能力等等人的发展所需素质的优质载体，在促进学生知识、能力、情感态度价值观等生物科学素养全面发展方面有着独特的教育价值。

三、生物学概念的当前教学建议

(一)整合科学探究的教与学

广大中学生物学教师擅长的“讲授—演示法”确实能有利于学生快速地理解生物学概念，但是，若要将生物学概念作为发展学生生物科学素养的载体，而不仅仅是知识的获得，则需要有效地运用科学探究的教与学，以提供学生发展能力、提升生物科学素养的机会。

科学探究在本质上是对科学问题作出有证据的合理解释的一类活动。学生的科学探究活动一定是有问题驱动的，目的是找出对该问题的有证据的解释。学生在科学探究中，思维上的不断探索是关键的，而不是外在的活动方式，证据既可以通过动手做实验来获取，也可以通过对一些文献资料的整理分析而获得。

科学探究活动需要时间，中学生物学课堂可结合概念的具体属性、可供利用的教学资源，让学生开展提出问题、作出假设、设计实验方案、分析整理信息推出结论等等各类片段的探究活动。例如，在初中光合作用的教学中，教师可以沿着人类对光合作用的探索历程，提出探究光合作用的问题串，借助亚里士多德的经验推测、海尔蒙特、普里斯特利以及萨克斯等人的实验着重培养学生变量控制的实验设计能力，同时促使学生体会质疑、批判以及求证等科学精神;而在高中光合作用的教学中，可借助恩格尔曼实验、鲁宾和卡门实验等素材，着重培养学生分析实验数据推出结论的能力，同时促使学生认识科学技术在科学研究中的重要性。

(二)整合信息技术的有效运用

具备数字化、网络化、智能化和多媒体化等应用特点的信息技术，对人类的影响是全方位的，不仅仅在于社会、经济、文化等方面，还包括对教育的影响。信息技术进入中学生物学课堂，其作用绝不在于取代挂图、实物、模型等各类直观教具，而是能为学生高效地营造开放、共享、交互、协作的学习情境，促进学生有效构建概念的意义，提升生物科学素养。

在课堂的开放性上，信息技术能打破时空界限，为学生学习生物学概念创设逼真的、问题丰富的学习情境，引发学生高层次思维活动，促进学生深度理解学习。例如，运用信息技术创设生物进化虚拟博物馆，让学生观察比较不同地质年代地球生物的特征，从而抽象概括生物进化特点。

在学习的共享、交互与协作等方面，信息技术首先能为学生提供个性化的学习机会。例如，在具体问题情境的创设过程中，在程序上设置一些环节，要求学生回答对这些问题的思考，这不仅促使学生的思维投入学习之中，而且这些学习过程中的思考痕迹也是学生自我监控学习、自我意识和自我评价学习过程的依据，是与其他学生相互交流讨论、“社会协商”以达成概念建构的材料。其次，通过人—机交互、机—机交互，信息技术能为学生打造一个平等、民主的“学习共同体”，学生以及师生之间可以通过相互访问、相互评价开展交互与协作，也可以采用网络主题研讨的方式进行协商，以深入沟通概念的意义以及概念学习过程中的各种收获。

(三)将评价作为学生学习的机会

要促使学生在生物学概念学习的过程中投入高层次思维，则需要将评价作为学生学习的机会嵌入教学之中，以评价促进学生概念的建构。

在具体概念的学习中，可以将容易混淆学生理解概念内涵的反例作为学生自我评价学习有效性的素材。例如，初中生在学习鸟的主要特征时，可以让学生观察昆虫和蝙蝠的形态特征和生活习性，让学生判断这两类动物是否是鸟类，并说明理由。在抽象概念的学习中，可以将容易导致学生理解歧义的现象或活动作为抽象概念的反例，供学生反思、校正自己的理解。例如，学生学习减数分裂时，让学生运用橡皮泥制作的染色单体模拟有丝分裂和减数分裂的过程，让学生相互交流评价其模拟活动，从而使学生明白减数分裂与有丝分裂的异同以及减数分裂的本质与意义。

将评价作为学生学习的机会，不仅促使学生在相互交流评价之中观察和吸收其他学生的学习收获，还能提升学生自我反思能力和元认知策略，锻炼学生质疑、批判、解释、抉择等各种思维活动，达成概念的深度理解，提高生物科学素养，促进学生可持续发展。

［1］林崇德，杨治良，黄希庭．心理学大辞典［M］．上海:上海教育出版社，2003．

［2］杨治良．概念形成过程的一项实验研究——兼谈死记硬背在概念形成中的消极作用［J］．心理科学通讯，1985(5)．

［3］姚宝骏，陆建身，黄宇宏．教学条件下中学生物学概念形成的实验研究［J］．心理科学，2009，32(3)．

［4］约翰·D·布兰思特，安·L·布朗，罗德尼·R·科金著，程可拉等译．人是如何学习的——大脑、心理、经验及学校［M］．上海:华东师范大学出版社，2002．