以实验促进初中生物学重要概念的理解

陆 娜 （宁夏石嘴山市惠农区回民学校 宁夏石嘴山 753600）

1 “重要概念”在生物学教学中的地位

《义务教育生物学课程标准（2011年版）》提出了50 个重要概念，在第4 部分实施建议的教学建议中提到要关注重要概念的学习。课程标准中指出：“概念是对事物的抽象或概括。生物学概念是生物学课程内容的基本组成。生物学重要概念处于学科中心位置，包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释，对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。”［1］再者，《新版课程标准解析与教学指导·初中生物》指出：“学好生物学重要概念是学好生物学的关键； 重要概念的内涵决定教学的深度和广度； 关注重要概念可以纠正教学误区。”［2］在初中生物学课堂教学中必须重视概念教学。但概念并不是一个简单的名词解释，它一般包含3 方面：术语、内涵和外延，初中生理解概念有一定难度，因此，如何促进学生对重要概念的理解是迫切需要解决的难题。笔者认为实验可以促进学生对重要概念的理解。

2 具体措施

中学生物学实验教学形式包括演示实验、观察实验、分组实验、模拟实验、亲身体验实验、调查研究实验等几种形式。实验教学是生物学教学的基本形式之一，能激发学生学习生物学的兴趣，吸引学生的注意力，为学生学习重要概念提供学习情境。笔者认为，在日常教学中围绕重要概念设计一系列生物学实验，可激发学生的学习兴趣、好奇心、求知欲，让学生在主动动手动脑中理解、获得生物学重要概念，并用自己的语言描述对概念的理解，进而提高学生科学探究能力。

2.1 以关注实验结果的实验解决术语类概念术语是在特定学科领域用于表示概念的称谓的集合，在我国又称为名词或科技名词。在初中生物学教学中，许多术语类概念比较抽象，学生难以理解和表达。例如： 植物的光合作用、呼吸作用等概念，7年级学生理解较为困难。如何解决这一难点？ 光合作用——“绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程”这一概念隐藏着几个关键词：光合作用的场所、条件、原料和产物，其中光合作用的条件、产物可通过“绿叶在光下制造有机物”这一实验获得。教师带领学生做好分组实验，按照实验操作步骤先让兴趣小组选择学校的实验材料进行黑暗处理、部分遮光，课上将叶片取下，进行酒精脱色，漂洗，滴加碘酒，分析实验结果可以得出光合作用的产物是淀粉类有机物，纵观实验整体得出光合作用的条件是光照，并通过教师演示金鱼藻在光下放出氧气实验，得出光合作用的另一产物是氧气。再结合多媒体再现科学家已经得出的实验结论“绿叶在光下吸收二氧化碳”“植物的生活需要水”最终得出光合作用的概念。通过这一系列实验，根据实验结果，学生分析、归纳、综合，就很容易用自己的语言描述光合作用这一概念，表示学生理解了此概念。

再如： 在帮助学生形成并理解植物的呼吸作用这一概念时，教师提前2 天做好实验准备，将新鲜菠菜和等量经沸水处理过的菠菜分别装入2 个广口瓶中密封，置于黑暗的柜子中。上课时请一位学生将点燃的蜡烛迅速伸到这2 个广口瓶中，观察蜡烛燃烧情况。学生发现新鲜菠菜，蜡烛火焰非常小，最后熄灭，而经沸水处理的菠菜蜡烛火焰大。此时教师提问：为什么会出现这样的变化？ 学生分析，新鲜菠菜呼吸作用消耗了氧气，所以蜡烛火焰熄灭，而经沸水处理的菠菜细胞已死，不能进行呼吸作用，从而说明了植物呼吸吸入的是氧气。为了解决植物呼吸呼出的是二氧化碳气体，课前2 天教师取2 个塑料袋，一个装入新鲜菠菜，另一个不放任何材料，均密封置于柜子中。上课时取出，将这2 个袋子里的气体通入澄清石灰水中，学生发现装有菠菜的那个袋子澄清石灰水变混浊，另一个没变化。学生分析现象，原来装有新鲜菠菜的塑料袋，植物进行呼吸作用释放了大量的二氧化碳气体，说明植物呼吸作用呼出了二氧化碳气体。通过分析实验结果，学生能用自己的语言表达呼吸的概念，说明学生理解了此概念。

通过实验，可充分调动学生的感知器官，观察实验现象，分析实验结果，让学生始终处于思考状态，帮助学生了解概念的来龙去脉，避免用死记硬背的方式学习概念，从而使学生很好地理解了这些抽象概念。

2.2 以关注实验过程的实验解决内涵类概念内涵是一个概念所反映的事物本质属性的总和，也就是概念的内容。例如：在帮助学生理解“绿色开花植物的生命周期包括种子萌发、生长、开花、结果与死亡等阶段”这一重要概念时，“绿色开花植物的生命周期”这一概念是一个内涵类的概念。本校学生都来自于农村，家里有玉米、蚕豆、向日葵、黄豆、辣椒等多种种子，让他们将自己喜欢的种子种植在花盆里，定期浇水、适当施肥，记录并体验植物的一系列变化——萌发、生长、开花、结果、死亡。学生亲自做实验，观察记录，体验过程，从而理解绿色开花植物的生命周期。

再如：在帮助学生理解“科学探究包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流这几个过程”这一重要概念时，教师通过一个简单的演示实验就解决了这个要时刻应用到科学探究的内涵类概念。笔者将沙枣树、杨树的枝条插入装有红墨水和清水的瓶中，实验现象非常明显，学生发现装有红墨水瓶中的植物枝条和叶片背面都是红色的，此时教师提问：观察到此现象你会提出什么问题？ （沙枣叶为什么会变红？ ）学生作出假设：水分能从茎运输到叶片上，植物茎和叶内肯定有导管。如何证明该假设？ 学生制定实验计划并实施（用小刀横切茎和叶片），通过实验得出结论（发现茎的横切面是红的）。教师组织学生表达交流。学生通过实际操作已经知道了实验探究的过程，此时教师直接告诉学生生物科学探究包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流这几个过程，并指出以后的探究活动都根据这几个过程开展，学生就非常容易理解和应用了。

通过实验，学生实施并享受整个实验过程，从而理解内涵类概念，知道概念并不是空洞的，它的内涵很丰富通过实验很容易理解。

2.3 以亲身体验实验解决外延类概念 外延指的是概念所适用的范围、延伸。例如：在帮助学生理解“反射”这一重要概念时，除引导学生明确反射的内涵之外，还要让学生知道反射的种类包括非条件反射和条件反射这一外延。在教学过程中，教师先播放视频：演示“膝跳反射”进行示范，学生认真观看视频，并2 人一组亲自体验。实验过程中学生情绪高涨，有的成功，有的失败。此时教师引导学生分析成功的关键和失败的原因： 成功是因为膝跳反射来不及思考，不是由大脑控制的。失败的原因是大脑预先准备好强行控制不让小腿跳起。引导学生分析膝跳反射的神经中枢在脊髓，膝跳反射是人生来就会做的事情，像这样生来就有的、先天性的反射叫做非条件反射，而实验失败的原因是因为大脑参与了，这种反射称之为条件反射，它是在生活的过程中形成的，是以非条件反射为基础建立起来的比较复杂的反射活动。学生通过亲身体验，充分体验、理解了反射的2 种类型，并能判断、举例非条件反射和条件反射的具体事例。

又如：在帮助学生理解“生物与环境相互依赖、相互影响”这一重要概念时，生物对环境的形态适应方式“保护色”就属于这一概念的外延。课前，笔者让学生裁剪好形状、大小数目一样、颜色不同（白、红、黄、绿、蓝）的窗花，课上让学生将窗花放在大红纸上，此时每组请1 位学生上来，让他们先转过身，教师将窗花在红纸上随意摆放，让学生跟随教师的指令转身迅速拿窗花，每组另选代表统计这4 位学生所抓窗花的颜色，并多次实验取平均值。学生最后发现所抓窗花中红色的最少。通过亲身体验发现颜色与背景色一致不容易被发现，学生因此很容易就理解了保护色。

通过亲身体验，学生的积极性被充分调动，在和谐愉悦的学习氛围中，加深了对概念的理解。

总之，实验教学也是一门艺术，实验教学的组织与创新，直接关系到学生对生物学知识的学习兴趣和理解程度，尤其是对重要概念的理解。在生物学教学中，教师若能运用各种生动有趣的实验，活跃课堂气氛，引导学生积极参与，既可培养学生的学习兴趣，学生又能在乐趣中习得生物学概念。根据具体的教学条件，适当选用恰当的实验突破重要概念教学，可起到事半功倍的效果。