高中生物学概念教学与实验教学的整合

周金成

(江苏省无锡玉祁高级中学 214183)

陈 维

(江苏省南京师范大学惠山实验中学 214171)

作为高中生物学教学的核心内容——概念教学，教师可以根据需要在教学中设置实验教学环节，提供必要的、有代表性的事实为学生的概念形成提供支撑，通过对事实的概括和理解促进概念的主动生成，促进学生对知识深入理解和迁移应用。

现以人教版生物学教材必修1中“细胞增殖”和“降低化学反应活化能的酶”内容为例，谈谈概念教学与实验教学的有机整合。

1 案例1：细胞增殖

1.1 设计思路 “细胞增殖”这节课的核心概念为“细胞周期”和“细胞分裂各时期的特点”。在“细胞周期”概念教学中要让学生对细胞生命周期形成完整的认识，引导学生注意分裂间期和分裂期在细胞周期中所占的比例并分析原因；在“细胞分裂各时期的特点”教学中将分裂期分为前期、中期、后期、末期四个时期叙述，突出各个时期中染色体行为和数目变化。通过观察植物细胞有丝分裂实验，将这些抽象的概念以事实的形式直观地呈现给学生，在此基础上引导学生主动生成相关概念。

1.2 教学片段 教师引导学生观察用植物有丝分裂旺盛区域的细胞制作的有丝分裂装片。

实验：用显微镜观察植物细胞有丝分裂装片，先低倍镜再换成高倍镜观察，将其中有典型特点的图像选择出来，并以简笔画的形式画出来，并尝试排好顺序，以小组为单位进行交流。

在学生完成以上的要求后，教师引导提问：为了更好地分析植物细胞有丝分裂的过程，科学家先将排好顺序的图像分别分为分裂间期、分裂期(前期、中期、后期、末期)。在你观察的装片中各个时期图像出现的概率相同吗？哪个时期图像出现的概率最大，想一想为什么？学生通过自己的观察得出分裂间期的细胞出现概率最大，教师通过介绍装片的制作原理，让学生明白间期出现的概率大是因为间期时间长。教师把间期的G1期、S期、G2期的物质变化资料提供给学生，让学生总结间期的主要变化，从而理解间期是为分裂期做物质准备的。

接着，教师通过一张中期的植物细胞图介绍细胞的主要结构，让学生大致了解在分裂期中主要是观察染色体的形态和数目的变化。然后组织学生根据自己的排序，用语言描述分裂期各时期的变化，小组交流修正，从而得出各时期的特点。在此基础上，组织学生在一个圆形的箭头图中标注细胞周期的各阶段。在完成细胞周期的概念图后，让学生尝试用自己语言描述细胞周期的概念。由此，使学生通过自己的主动探究完成这两个核心概念的生成。

2 案例2：降低化学反应活化能的酶

2.1 设计思路 这节课的核心概念有“酶的作用”“控制变量(自变量、因变量、无关变量)”“对照实验(对照组、实验组)”。学生对酶的认识有限，但已有无机催化剂的知识，可以通过一系列比较实验来认识酶的作用。在此基础上，教师通过对实验的具体分析让学生体会“控制变量(自变量、因变量、无关变量)”和“对照实验(对照组、实验组)”等概念的含义，在活动中完成概念的构建以及迁移应用。

2.2 教学片段 “酶的作用”是本节课的核心概念之一，要理解这个概念首先要解决活化能这个概念。教师通过安排学生做比较过氧化氢在常温和90℃条件下分解速率的实验。

实验：①取两支洁净试管,编号1、2,向两试管分别加入过氧化氢溶液2 mL,按序放在试管架上；②将2号试管放在90℃左右热水中加热,观察气泡冒出情况,并与1号试管作比较。

通过以上实验的比较，引导学生分析过氧化氢在90℃比常温条件下分解更快原因是因为90℃条件下热能转化为过氧化氢分解所需的能量(即活化能)，从而得出活化能的概念，也让学生初步理解活化能概念。接着，教师安排学生做比较无机催化剂和过氧化氢酶在常温下分解速率的实验。

实验：③取两支洁净试管,编号3、4,向两试管分别加入过氧化氢溶液2 mL,按序放在试管架上；④向3号试管滴入2滴FeCl3溶液,向4号试管内滴入2滴肝脏研磨液，观察气泡冒出情况,并与4号试管作比较。

教师从学生已知的无机催化剂基础知识切入，学生知道催化剂不能为反应提供能量，常温条件过氧化氢并没有获得能量，过氧化氢分解速率明显加快的原因是加入的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，它可以起到催化剂的作用，从而引导学生思考得出酶的作用是显著降低活化能。让学生通过亲手实验，在教师的引领下自主分析总结得出酶的作用和高效性的特点。

教师要求学生将以上实验步骤用表1的形式呈现，引导学生用准确的语言描述实验现象。提供自变量、因变量、无关变量和对照实验的概念，结合表格让学生通过分析具体的实例，确认这个实验中的自变量为步骤2的操作、因变量为相对应的实验现象、无关变量是过氧化氢的体积浓度等，4组实验是对照实验，试管1是对照组，试管2、3、4是实验组。在这样的设计中，通过自己的思考分析，构建和理解这节课的核心概念。