基于生物学概念理解的教学策略

赵志诚

(中国科学院兰州分院中学 730000)

《义务教育生物学课程标准(2011年版)》(以下简称《2011年版课程标准》)将凸显重要概念的传递作为课程标准修订的标志性成果，力求以此引导加强对概念理解的教学。然而，在教学实践中发现，由于受传统教育的影响，许多教师在课堂教学中还注重对具体事实的记忆，缺少引导学生对概念进行深入的理解。笔者在初中生物学教学中就如何实现从记忆事实向概念理解的转变进行了探索，从以下几方面提出了促进学生概念理解的教学策略。

1 引导学生归纳事实，帮助概念理解

生物学概念是人们通过抽象、概括而形成的对生物学对象本质属性的反映。从科学概念形成的过程来分析，事物的本质属性主要是从大量的事实中归纳提炼出来的。因此，事实是形成概念的基础，引导学生归纳事实，可帮助学生加深理解。《2011年版课程标准》在“教学建议”中指出：“教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些零散的生物学事实，而是要通过对事实的抽象和概括，建立生物学重要概念，并以此来建构合理的知识框架”[1]。基于此，在围绕重要概念进行教学设计时，教师应遵循从感性到理性的认知规律，对生物学事实进行精心梳理和筛选，创设贴近学生生活的驱动性问题，引导学生深度思考，在归纳事实形成概念的过程中，帮助学生对概念的理解。

例如，“反射”是“人体的神经调节”一节的重要概念之一，如何帮助学生理解“反射”概念中“需要神经系统的参与”“对接受的信息作出规律性的反应”的概念内涵呢？在教学过程中，可先组织学生完成膝跳反射实验，让学生尝试描述膝跳反射的过程要点(“叩击膝盖下面”是给予刺激；“小腿前伸”是反应)，再组织学生观察缩手反射实验(让学生摸装有开水的水杯，会立即缩手)，找出膝跳反射与缩手反射的共同点(接受信息，作出反应)，并结合生活实际，引导学生列举其他“接受信息，作出反应”的实例(例如“红灯停、绿灯行”、上课铃声响起学生直奔教室、排尿反射、眨眼反射等)，播放含羞草的叶子受到触碰后马上闭合的视频。接着，引导学生看教材、思考、讨论、交流以下问题：在膝跳反射中，受到刺激的部位是膝盖下缘，而小腿前伸的反应是由大腿前面的股四头肌收缩引起的，是什么把刺激部位与发生部位连接起来的呢? 每个正常人对叩击膝盖下缘的韧带的正常反应都应该是小腿前伸吗？在其他反射活动中每一个人每次对刺激的反应是否相同？含羞草的叶子受到触碰后马上闭合是否属于反射呢？教学中，教师通过组织学生观察、分析膝跳反射实验、缩手反射实验，列举其他具有“接受信息，作出反应”的生物学事实，帮助学生从生物学事实中归纳提炼“反射”的共性特征；在引导学生对驱动性问题展开深层次讨论、交流中，归纳出只有神经系统的参与，才可以将刺激部位与发生部位连接起来，完成反射活动；在分析回答“每个人对叩击膝盖下缘的韧带的正常反应都应该是小腿前伸的”等问题中，帮助学生理解“对接受的信息所发生的反应是有规律的”概念内涵。

2 引导学生修正前科学概念，促进概念理解

前科学概念指学生对生物学概念的内涵不准确理解、外延的扩大和缩小，或者对概念拥有不恰当的例证[2]。在教学实践中发现，学生在生活实践中对各种生命现象通过观察、体会与理解会产生一些非本质认识，这些认识可干扰或阻碍学生对概念的正确理解，假如教学中将其作为教学资源加以利用，不但可以修正前科学概念，而且能促进概念理解。教师在平时教学中，应通过问卷调查、教学经验的判断、检测等措施了解学生存在哪些前科学概念，并以此为教学资源，通过设置一定的问题情境，引发认知冲突，让学生自主发现自己的原有经验与新发现的现象或事实之间的不一致或矛盾之处，促使其审视、反思并修改原有的经验和认识，建构科学概念，促进学生概念理解，是一种非常有效的教学策略。

例如，在学习“人体和外界环境的气体交换”一节时，有的学生认为“人体先进行呼吸后进行呼吸运动”，其理由是空气进出肺的原因是鼻子或嘴在用力吸和呼。显然，学生对呼吸和呼吸运动的认知是表面性的，对概念内涵的理解是错误的。从教学内容来分析，呼吸运动引起胸廓变化、肺容积变化、肺内气压变化，最终引起肺内气压与外界大气的压力差等过程比较抽象，又由于初中学生对压力等物理知识欠缺，大部分学生对呼吸运动“实现了肺与外界大气的气体交换”的事实性概念不能全面理解。那么，怎么引导学生修正前科学概念，促进概念理解呢？教师在教学中先可以提出这样的问题，为什么外界的空气能够进入肺？肺内的气体能够排出肺？人体先进行呼吸还是先进行呼吸运动呢？然后让学生将手放在胸部，有意识地吸气和呼气，感受胸廓的变化并追问，胸廓的扩大或缩小(变化)是怎么引起的？接着PPT呈现自学指导：呼吸运动包括哪两种状态？吸气时，呼吸肌处于什么状态？引起胸廓的变化是怎样的？为什么外界的空气能够进入肺？请分别说出呼吸过程中胸廓、肺容积、肺内气压、肺内气压与外界大气的压力差的变化？让学生自主学习教材内容，在自学的基础上，教师引导学生制做玻璃钟罩模型(制作过程略)，模拟呼吸运动实验(图1：钟罩代表胸廓；玻璃管1代表气管；气球2代表肺或肺泡；橡皮膜4代表膈肌)，演示并分析呼吸运动的过程：当用手拉下橡皮膜4时，钟罩容积增大，内部气压降低，气球扩张，气球(肺内)内气压低于大气压，空气进入气球表示吸气过程；当用手向上顶橡皮膜4时，钟罩容积缩小，内部气压增大，气球回缩，气球(肺内)内气压大于大气压，空气从气球排出，表示呼气过程。通过模拟实验，得出结论：先进行呼吸运动，后才有呼吸。教学中，教师通过引入问题、激活经验、活动体验、感知概念，让学生通过自主学习，在经历事实(观察、分析模拟实验现象)的过程中，意识以前对呼吸和呼吸运动概念是有认知偏差的，进而在教师的引导下修正不正确的认知，理解吸气和呼气的过程就是呼吸运动，吸气时胸廓扩大，呼气时胸廓缩小，胸廓的扩大和缩小主要与呼吸肌的运动状态(收缩和舒张)有关，呼吸运动实现了肺内气体与外界气体的交换(肺通气)。接着，教师再补充呼吸是人体与外界进行气体交换的过程，刚好是下一节的教学重点。

3 引导学生比较概念，深化概念理解

比较是根据一定的认识和实践目的，把一事物与其他事物的属性和特征加以比较，以确定事物之间的共同点和差异点的思维方法。采用比较的策略引导学生辨析概念、甄别原理，可深化对概念的理解。通过比较让学生抓住概念本质，深化概念理解。教学实践表明，教师可以针对学生往往抓不住概念本质特征的现象，引导学生对相关联概念比较寻求异同，来加深相近概念和容易混淆事实的理解，会更加明晰概念的实质，深化对概念的理解。

例如，生殖是生物的基本特征之一，生物的生殖包括无性生殖和有性生殖两类，教学中可引导学生通过对有性生殖和无性生殖的概念进行比较，归纳总结得出，无论是有性生殖还是无性生殖都能繁殖后代、延续种族；有性生殖和无性生殖概念的本质区别是“是否经过两性生殖细胞的结合”；无性生殖的特点是繁殖速度快，其中营养生殖能够使后代保持亲本的优良性状；有性生殖的特点是产生的后代具备两个亲本的遗传特性，具有更大的生活力和变异性。

4 引导学生搭建概念图，深化概念理解

概念图是由概念节点和连线组成的一系列概念的结构化表征，概念节点是表示某一命题或知识领域的各概念，连线表示各概念的逻辑关系[3]。它能清晰地反映概念之间的联系，厘清各概念间的关系，帮助理解概念的本质。教学中，引导学生通过对概念图的建构与使用，能更好地帮助学生理解概念的上下位关系以及在知识体系中的位置，提高学习效率。

例如，在学习“人体对食物的消化和吸收”(第一课时)时，“小肠是食物消化吸收的主要器官”是本节教学的重要概念，也是本节教学的重难点。由于本节课中相似的事实性概念较多，如消化道与消化腺、消化液与消化物质、胰腺与胰液、胃腺与胃液、肠腺与肠液等易于混淆，各消化腺术语及消化液作用的概念比较抽象，它们之间既有联系又有区别，其相似性干扰着学生对概念的理解与知识的建构。在教学的总结环节中可通过PPT依次呈现消化系统概念图(图2，实线箭头部分为师生共同建构；虚线箭头部分为学生建构)，以概念图建构为教学载体，通过教师的逐步引导，帮助学生梳理相关概念，厘清概念关系，突破教学难点。

5 引导学生经历概念的应用，强化概念理解

图2 消化系统概念图

引导学生应用概念，是使学生牢固掌握概念和深化概念理解的必由之路。因此，学生构建起概念后，教师要通过联系学生生活实际或设置新情境，把学生带到真实的生活中，在解决问题的过程中发现或暴露对概念理解上的缺陷，及时修正，完善概念，以强化概念理解。在引导学生运用所学的概念或原理对身边所发生的各种生命现象的解释中，训练和提升学生的思维能力，促进学生对概念内涵的领悟，强化概念理解。

例如，学习了植物的“呼吸作用”的概念后，可设置问题情境“有人在冬季将许多生长旺盛的植物移入到卧室内，这样做对人体健康是否有利？为什么？”引导学生从“呼吸作用”的原理、发生的条件等角度进行分析讨论：在夜间，旺盛的植物只有呼吸作用，会消耗氧气，释放二氧化碳，与人体争夺有限空间中的氧气，不利于人体健康……强化学生对呼吸作用本质的理解；学习了“苔藓植物的主要特征”后，可设置“某新闻媒体报道某地发现了身高2 m的苔藓植物，引起了许多生态学者的高度关注”你认为这则新闻报道属实吗？让学生运用所学概念对新闻事实作出分析、判断，以加强对“苔藓植物主要特征”的理解和迁移应用。