核心概念建构:促进高中生生物学习进阶
2020-12-17高红梅
高红梅
(南通市通州高级中学,江苏南通 226300)
生物学概念是学科中最核心、最基本的知识,是学生学习生物的根基。在高中生物教学中,教师要引导学生建构生物概念,促进高中生的生物学习进阶。高中生物学概念,是指生物学科中的基本原理、理论、规律、模型等。通过对高中生物学概念的建构,学生可纵览全局,从而理解一般性的生物事实性知识。教师要引导学生从最核心的问题出发,提升学生的生物思维,催生学生的生物想象,从而提升学生的生物学习力,发展学生的生物核心素养。
一、正视学生已有经验,分析生物学习“前概念”
“前概念”是指未经专门教学,在日常生活中积累的个人经验中掌握的一些概念。相较于正式概念,前概念具有经验性、模糊性、迷思性等诸多特性。在高中生物核心概念教学中,教师必须重视学生生物学习“前概念”的影响。可以给学生提供丰富的感性材料,增强学生的感性认识,引导学生审视“前概念”;可以链接学生的经验,奠定学生生物概念认知的基础;可以提供现象、实例,引导学生建构生物科学概念。
比如,有很多学生根据直观经验,错误地认为生长素对植物的生长只起着促进作用。为此,在学生学习“生长素的生理作用”时,笔者在向学生解释植物的向光性原因、茎的背地生长的原因之后,向学生提供了这样的生物学事实:“与茎相同,根的向地一侧的生长素浓度也高于背地一侧,为什么却会背地生长?在农业上,用高浓度的2,4-D(生长素类似物)可杀死田中杂草(双子叶植物),而农作物(单子叶植物)却能正常生长,这是为什么?”由于学生按照有关的“前概念”得出的结果与实际情况不一致,因而导致学生产生了认知冲突。在认知冲突的反思、反省中,学生自然能感悟到“生长素可能具有两重性”。通过深入的交流、对话,学生认识到“低浓度的生长素能促进生物的生长,而高浓度的生长素则抑制植物生长”。这样,自然就建构了生长素的核心概念,促进了学生对生长素这一核心概念的整体性认知,深化了学生对生长素的作用和特点的全面了解。
正视学生的已有经验,就是要将学生原有对生物概念的认知暴露出来,引导学生展开分析,促进学生对相关生物核心概念的理解、建构。教师可以设置思维障碍,创设问题情境,从而激活学生头脑中的前概念,启动、活跃学生的生物学思维,助推学生对相关概念的自主性的意义建构。
二、实施有效变式教学,揭示生物概念本质
美国著名教育学家赫德(Hurd)提出,组成生物课程的概念应当是学科结构的主干部分,这些概念就是生物核心概念。核心概念往往位居生物学科的中心地位,具有启迪、迁移等多重作用。在生物教学中,教师可以通过实施有效的变式教学去揭示生物概念的本质。通过变化问题、变化内容、变化形式等多种方式,让学生掌握概念的基本特征,对概念进行归类、解释,从而有效地降低概念学习的难度。
变式教学,不仅可以通过正例给学生正面的引导,也可以通过相近、相似、相反的例子来引导学生进行辨析,从而把握概念的本质。对于种群概念的教学,教师不能采用定义式、说教式的方法,但可以举出一些例子,通过引导学生自主展开正反追问、思辨,让学生自主建构核心概念。变式教学要遵从学生的认知规律,通过正反变式提问、正反思考来帮助学生揭示概念的本质属性。
三、重视生物并列学习,促进生物概念比较
概念同化理论认为,学生能运用已有认知结构中的相关概念去对新概念进行同化。一般来说,概念同化有三种形式:其一是上位学习;其二是下位学习;其三是并列学习。在教学中,教师要重视并列学习,引导学生进行概念比较。所谓“并列学习”,是指没有上下位的种属关系,但是存在一定关联。这些概念往往名称相似,但内涵截然不同。并列学习有助于教师对学生进行概念特征之间的比较,从而促进学生对概念的理解。
一般来说,概念的关键特征差异越明显,学生概念学习的难度就越低;概念的关键特征差异越浅显,概念学习的难度就越高。并列学习,就是要抓住概念之间的细微差异,引导学生进行概念比较,从而把握概念之间的细微区别。只有引导学生比较概念的内涵、外延,才能让学生真正地理解概念、掌握概念。
比较并列学习的概念,教师还可以用列表的方式展开,将概念以列表项的方式凸显出来,从而便于学生比较。通过概念比较,能够培养学生学习生物的兴趣,调动学生对生物学科的积极性,发掘学生的创造力,让学生乐于学习、善于学习,从而让学生在不断的学习进阶中掌握概念,收获较好的学习效果。
四、关注知识内在关联,建构生物概念结构
高中生物概念不是孤立存在的,也不是彼此对立的,而应当是一个相互关联的结构、系统。在高中生物教学中,教师要关注知识的内在关联,帮助学生建构生物概念结构。通过抓住概念的内在关联,深化新旧概念融合,从而助推学生对概念的理解。一般来说,学生对生物概念不仅要形成本质性的认知,更应形成关系性的认知。抓住生物概念的内在关联展开教学,能促进概念教学系统化、条理化。
比如,在教学“遗传信息的携带者——核酸”这部分内容时,笔者引导学生抓住核心概念——“核酸”,其重要的概念节点就是“核苷酸链”,而“核苷酸链”又分为基本单位“核苷酸”和“组成元素”两个概念节点。在找到了概念基点和概念节点之后,教师就可以引导学生将相关的概念进行整合,从而让学生弄懂两个概念之间的关系。由此,从DNA 与RNA 入手,将生物学功能(携带遗传信息)、细胞分布(观察DNA 与RNA 在细胞分布中的实验)、基本单位(核苷酸)、组成方式(核苷酸连接成链)等相关知识进行集结,从而帮助学生厘清知识脉络,建立知识结构、知识网络。在建构概念结构中,学生头脑中的生物学概念得到扩充,对概念的理解更为清晰了。比如,组成元素有C、H、O、N、P,基本单位核苷酸有磷酸、五碳糖、含氮碱基,基本单位核苷酸可以分为脱氧核苷酸和核糖核苷酸,其中脱氧核苷酸一般有两条链,而核糖核苷酸一般有一条链,等等。通过概念图,学生能够认识到核酸是由核苷酸连接而成的长链,因核苷酸的排列顺序极其多样而导致核酸的多样性,等等。
建构概念结构,首先要找准概念基点、概念节点,通过对生物学概念的准确连接,帮助学生建构概念结构、概念体系。通过概念结构图,将分散的概念连接成线、结构成网,从而让生物学习变得结构化、有序化、系统化、规律化,深化学生对概念的认知和理解,促进学生生物学核心素养的发展。