基于科学思维的概念教学的实践探究

摘要：以“光合作用”一节为例，通过“经验引入概念→映射体验概念→关联重要概念→整合构建概念→检验内化概念”四个环节，引导学生主动建构光合作用的重要概念，并逐步让学生感悟科学实证，探究科学实质，形成科学认知，培养学生的科学思维。

关键词：科学思维  概念教学  光合作用

概念教学是指引导学生对事实性知识的抽象和概括，将所学知识结构化，形成良好的知识结构，为学生在新情境下迁移应用奠定基础。概念教学本质上也是思维的教学。学生在学习过程中已经逐步发展科学思维，科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力[1]。本文基于科学思维，引导学生建构与光合作用相关的重要概念，将科学思维与重要概念相融合。

一、经验引入概念，引发学生共鸣

视频展示《植物生命脉动》，引出问题：一株幼嫩的小苗可长成一株参天大树，植物的生长靠什么？学生根据日常生活经验回答“光合作用”。教师追问：什么是光合作用？学生阐述对光合作用的已有认识。从学生的生活经验，学习经验引入光合作用，激发学生好奇心，并暴露其与之相关的前概念，促进学习过程中概念的转变和建构。

二、映射体验概念，感悟科学实证

概念构建是需要一个过程。教师可以设计活动，让学生亲历概念的构建，激发学生思维。

视频导入后，趁着学生被燃起的学习激情，开展活动。课前学生分为6个研究小组，分别收集亚里士多德、海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯、萨克斯、恩格尔曼实验的相关资料，从资料中提取“事实性知识→关键性问题→次位概念”自画手抄报或自制课件。课堂上，教师坐着时光穿梭机出现各个时期科学家的实验室，采访科学家。学生用生动活泼的语言描述科学家的经典实验。对同一时期持不同观点的科学家，采用电话连线的方式，让“科学家们”表述各自的观点。师生在此基础上，归纳总结，加深学生对事实性知识的理解。

学生依靠思维能力对事实性知识进行一系列归纳与概括、分析与综合，体验知识获得的过程。一方面将对实验现象的感知浓缩为对抽象的概念的概括，形成次位概念;另一方面培养学生科学思维习惯，尊重科学和崇尚理性。

三、关联重要概念，探究科学实质

思维是从问题开始的。单一的问题难以帮助学生建立知识联系，因此采用问题串驱动交流讨论，对学生启发教学，将教学内容的挖掘更加透彻，使学生在问题引领下思维更连贯。

为此，教师设计如下的问题串：光合作用的场所在哪里？光合作用需要哪些条件？光合作用的物质变化是怎样的？光合作用的能量变化是怎样的？学生以小组为单位讨论上述问题，达成共识，派代表交流各组观点，教师进行补充。

借助问题串启发学生思维，引导学生分析光合作用的场所、条件、物质变化、能量变化等实质性问题。在归纳与概括的基础上，以推理分析等方法探讨生命现象及规律，寻找事物的本质、规律及内部联系，使学生在交流中将众多重要概念关联起来。

四、整合构建概念，形成科学认知

光合作用的知识较为零散、概念碎片化，不利于学生记忆、整体把握。如何将知识有序地组织起来？围绕重要概念，以它的关键词作为出发点构建概念图，是一种常用并且有效的课堂活动方式。

引导学生从不同层次上逐渐建构光合作用的科学概念。，教师提供磁贴，包括二氧化碳、光能、水、有机物（淀粉）、氧气等光合作用的重要概念和事实性知识。

在建构模型的过程中，学生先要获取磁贴的信息，搭配适当连接符，梳理重要概念间的关系，触发学生思维的碰撞。整个构建过程，先有学生个人的思考，小组合作交流，学生之间的评价，师生之间的评价。逐步体验到科学概念的可理解性、合理性等，实现概念的初步建构，助推认知能力和科学思维的提升。

五、检验内化概念，提升迁移应用

概念的获得是知识内化的过程，需要有迁移应用的环节。概念的检测应与实验联系起来。实验是一种评价方法，探究性實验可使学生从核心概念出发，迁移已有的实验原理，开展实验设计，从而聚焦核心概念的理解和掌握，使学生思维迈上新的台阶。

例如，在检验光合作用这一核心概念时，要求学生设计一个实验探究光合作用需要二氧化碳，写出实验的设计思路和预期结果。通过实验设计方案提高学生知识迁移能力，锻炼学生思维的发散性、灵活性。围绕“光合作用”核心概念将科学思维和科学探究等方面的素养相融合。

在教学中，要求学生从光合作用角度出发，思考光合作用对细胞、个体乃至整个生态系统的作用，揭示光合作用的实质是实现物质和能量的转换，为细胞的生存提供能源物质，形成生命观念。也认同生命系统各个层次是一个稳态与平衡的系统，形成“稳态与平衡观”的科学素养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（ 2017 年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018：4-5.

基金项目：2019年度福建省中青年教师教育科研项目（基础教育研究专项）“科学思维视域下的高中生物学模型建构教学案例研究”;项目编号：JZ190194（福建教育学院资助）。

作者简介：许晓婷，女，1986 年 8 月生，学士，中学一级教师。单位：南安市侨光中学。通讯地址：福建省南安市侨光中学，邮编：362314