高中生物学概念教学的探究策略

黄玮

科学探究体现了生物学的本质特征，是生物学教学的重要组成部分。科学探究既是教学方式，也是教学内容，贯穿于教学全过程。根据这种观点，生物概念教学可以分成以下阶段：

一、探究学生的前概念阶段

1.探究前概念的重要性。开始学习时，学生的大脑并不是空白一片的。他们在生活中积累了一定的经验，也有一些定势思维。因此，在学习前，他们会对一些生物学现象有自己的认识，有与科学概念不完全相同甚至错误的观点，这就是前概念。前概念会影响学生的感知，并给学生的学习造成一些困难。倘若教师没有意识到师生之间对生物学现象认识的差异，不去认真分析这些问题，就不能够在教学中有效解除学生的疑虑。学生会机械接受新知识，甚至能够用语言描述新概念，但在分析和解决实际问题时却还是运用原来的错误观念，并不能够成功解决问题。这时，他们没有将科学概念纳入自己原有的知识结构中，没有有效掌握科学概念。因此，了解学生的前概念，分析前概念可能对学习新知识的影响，然后找准突破口，采取针对性策略是进行概念教学的前提。

2.前概念的类别及施教策略。我们认为存在两类前概念：一类前概念与科学概念存在一定的不同，但却有合理成分，教师可以利用这类前概念，引导学生分析、归纳，去除其中的偏颇部分，切入生物学实质，让学生形成正确的观点;另一类前概念是学生头脑中的错误观点，是一些想当然，或者以表代里、以偏概全的观念：例如，“植物的茎都长在地上”“进行光合作用的都是绿色植物”“植物都进行光合作用”“生物都是由细胞构成的”“分解者都是微生物”“ATP在细胞中大量存在”“粪便是代谢产物”，等等。这些错误的认识往往积重难返。针对后者，教师应设置认知冲突，引导学生进行探究，并在这个过程中发现前概念的错误，帮助学生转变认识，建立科学认知。

3.如何探究前概念。教师可以通过以下方法了解学生头脑中的前概念：（1）问题法：教师在课前根据新概念，拓展和设置一系列问题，通过学案发给学生，要求学生预习时中完成，教师可先浏览学案，了解学生情况;（2）讨论法：在课堂上使用学生分组讨论的方法，指导他们针对具体的问题，以“说生物学”的方式，每个学生都发言表达观点。教师鼓励他们相互讨论，分析、反思自身原有的认识，并将有争论的问题提交上来。这两个方法，都是鼓励学生大胆展示自己的真实想法，使我们可以充分了解他们头脑中的前概念。

二、概念领会阶段

1.探究新概念与原有知识结构间的关系，确定相应教学策略。认知同化论认为，新知识与学生认知结构中起固定作用的原有观念存在三种关系：

（1）下位学习：原有知识的概括程度或包容范围高于新知识。例如学生已掌握了“植物激素”“细胞分裂素”“生长素”“脱落酸”“赤霉素”等概念后，再学习新概念“乙烯”。上位概念是“植物激素”（是化学信息的载体，并且在生命过程中有信息传递的作用），可以派生出下位概念“乙烯”的也有这样的属性。但和前面学习的四种植物激素不同的是，乙烯是气体，这就使学生头脑中原有植物激素的概念得到外延，但植物激素的内涵没有变化。此时新旧知识之间存在隶属关系，教学中只需抓住上位概念（旧知识）的本质属性进行新知识的学习，引导学生分析新旧知识之间的区别和联系。此时提供例证只是为了支持学生理解，加深、修饰、限定原有概念，或使教师讲课更加生动，数量不需要太多。

（2）上位学习：原有知识在概括程度和包容范围上低于新知识。其模式为上位总括性的同化。这种情况下必须提供有足够数量例子和变式引导学生探究概念的本质特征。先通过正例的连续呈现，让无关特征不断变化，帮助学生进行概括。再紧接着出现反例，利用分化，消除原有认识中的误区。

（3）并列结合学习：新知识与原有知识没有上位关系和下位关系，但横向上存在共同的关键属性。对于这类新概念，可以采用类比的方式，通过知识的正迁移来学习。

2.通过实验，探究事物本质，纠正概念认识和学习中的误区。生物学呈现出来的不只是干巴巴的事实，生物课也不能只是干巴巴的讲解。从根本上说，生物学教学是教师引导学生探究生命本质，转变其对生命的原有认识和观念的过程。在这一过程中，教师必须从学生的反馈信息着手，针对其认识上的误区和不足，设计实验，通过实验事实，瓦解学生头脑中存在的错误观点，建立起科学概念。如：部分学生认为：质壁分离指的是细胞质和细胞壁分离、叶绿体中的色素就是叶绿素、葡萄糖是直接的能源物质、糖都是甜的、甜的都是糖。针对这些错误的认识，我们应设计针对性实验来揭示事物本质属性：通过观察洋葱鳞片叶外表皮细胞吸水和失水来观察原生质层和细胞壁分离;通过绿叶中色素的提取和分离实验观察四种不同的色素;让学生尝味淀粉和木糖醇区分甜味的来源。实验过程中学生的主动参与与积极探究是保证实验起到修正、完善学生认知结构的关键。如果实验仅仅被当作一种道具、一种活跃课堂的兴奋剂，学生只是被动的接受实验事实，那么在表面的热闹下它不能达到我们希望的效果。

3.揭示概念的本质，全面理解知识的内涵。只有先理解概念，学生才能把概念掌握牢固。要使学生理解概念，应先让学生了解概念的本质。例如，教学“表观遗传”概念时，首先把课本上关于表观遗传定义加以分解，分析出这个概念强调了2个重点：“碱基序列”和“基因表达”;第二步是强调变与不变，指出碱基序列不变，而基因表达改变;第三步强调属于可遗传的变化;第四步才是进一步解释造成表观遗传的原因。又如：“细胞分化”概念的教学中，可以把整个概念分为三层意思，包括：分化的时间——“个体发育”;分化的起点——“一个或一种细胞”;分化的本质——“稳定性差异”。其他如“有氧呼吸”“无氧呼吸”“基因突变”“碱基互补配对”“交叉互换”等，都可以引导学生采用这样的方法分解，学生分析掌握了这样的方式，就能自己准确地揭示概念的本质，从而把新学习的概念牢固地纳入自己原有的认知结构中。

4.探究科学方法训练，培养学生的抽象思维和逻辑思维能力。生物学概念反映的是生物学现象和过程的本质属性，是生物学事实的抽象产物。教学中要帮助学生有意识地进行比较、分析、综合、判断和推理，经历从“感性的具体到理性的抽象”过程，培养学生的科学思维方法。如在学习糖尿病的症状“三多一少”（多食、多尿、多饮、体重减轻）时，多数学生以为“多饮”导致“多尿”。教师可提供以下的问题，引导学生理性分析和思考：（1）尿液中血中糖过多，那尿的渗透压会怎样？（2）尿液渗透压高，会导致一个怎样的现象？（3）渗透性利尿，导致尿多，对细胞产生怎样的影响？对细胞外液呢？（4）细胞外液渗透压升高，对渴觉中枢产生怎样的刺激？会导致一个怎样的结果？在大家的共同讨论、分析中，学生明确认识到错误所在。我们要让他们体会到仅仅停留在事物表面是不够的，促使其养成自觉进行理性分析的习惯。

三、概念的应用阶段

1.探究出有针对性的习题教学，加深概念的理解和应用。当学生形成某一生物概念，并可以通过语言或文字复述和注解后，就应该学会运用这个概念，并将已学概念推广或引申到相关事物中，来解决新的问题，并且在应用的过程中不断完善概念，逐步建立概念系统，优化认知结构，有利于进一步的學习。如考查“转录和翻译”的概念可设计习题：人体脂肪细胞和表皮细胞的形态、结构和功能不同，是因为这两种细胞内A.tRNA不同B.mRNA不同C.rRNA不同D.DNA不同。再如学习“伴性遗传”概念时可出示习题：为什么伴X显性遗传女患者多于男患者（ ）。这种习题训练的方法可引导学生学会用概念分析具体问题，使学生从概念习得上升为认知技能的形成。

2.探究实际问题中的生物学模型和知识应用。探究实际问题中的生物学模型和知识应用，通过辨析、抽象、获得对现象的本质认识，找到解决问题的正确途径，加深对生物学概念的认识。如学完“细胞膜的选择透过性”这一概念后，教师就可以向学生提问：“苋菜放到热水中焯过后，水会变成什么颜色？如果用凉水洗，水会不会变成红色呢？”“为什么现在生产口香糖使用木糖醇而不是蔗糖呢？”通过关注自然和生活，激励学生的求知欲望和探索精神，训练他们应用生物学知识解决实际问题的能力，从更高的角度去领略和认识生物学的魅力。

四、探究学习中的错误认识，进行概念总结

学生的认知很容易形成一种惯性，即定势思维，这种定势思维对概念的认知和理解有时会起负迁移作用。由于自身认识的局限，学生也会在学习中对相近概念发生混淆，或者孤立地学习一个概念，割裂彼此间的相互关联，不能有效地形成知识链条，建构整个体系，这样不利于对概念的正确认知和对知识的全面理解。因此概念教学还应在总结阶段通过采用一定的探究方式，发现学生在学习过程中产生的问题，在清楚了解学生的问题之后，通过提出注意事项，列表对比，画概念图等方式深化概念的理解，形成知识网络。

综上所述，在生物学概念教学中，我们应做到：用探究的方式教学生学习概念、理解概念;教会学生学会用探究的方式进行学习;最终促使学生养成自觉探究生物学与技术、社会、生活的密切联系及其应用价值的科学思维习惯。

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