高中生命科學理念的形成及展望范文

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1有效呈現刺激材料，引發學生對概念的建構

1.1實施探究實驗，觀察解釋現象《上海市中學生命科學課程標準》提出了“強化科學探究，提倡學習方式的多樣化”的課程理念。因此，在教師指導下，讓學生圍繞一定情境或問題展開小型而又簡易的探究性實驗，引發學生對抽象科學概念學習的興趣，是一個主動的、積極的和有意義的學習過程。在探究實驗中，學生要針對特定的內容進行探究活動，他們需要識別變量、觀察現象、建立事物之間的聯系、概括規律，這是引入新概念的重要前提。探究實驗完成后，學生要用自己的語言初步解釋探究結果，最后教師小結、歸納科學的概念。例如，學習“細胞膜”知識時，有一個重要但卻非常抽象的概念是“由于活細胞膜具有選擇透過性，所以能夠控制物質進出細胞”。為了讓學生對活細胞膜的選擇透過性有一定的感性認識，筆者指導學生動手做了一個探究性小實驗：將等份的酵母細胞和高溫煮沸的酵母細胞分別浸在含有藍色染料的溶液中，標號為A、B，一段時間后注意觀察酵母細胞的顏色和周圍染料的顏色。實驗結束后，請學生思考：煮沸對酵母細胞有什么影響？為什么細胞在不同條件下會呈現不同顏色？細胞膜是選擇透過性膜嗎？為什么？正是有了對實驗現象的觀察、解釋和推斷，學生才能真正建構起這一概念。

1.2演示案例材料，創設問題情境利用案例材料創設學習情境，圍繞即將學習的重要概念，教師提出一個或幾個值得探討和思考的指向重要概念的問題，，經師生分析討論后引出并建構概念。例如，學生對于拓展型課程“酶工程”中“固定化酶”概念是陌生的。教學中筆者先演示呈現了運用固定化酶技術生產高果糖漿的案例材料，在學生已有一些酶的應用知識基礎之上，引導學生分析討論3個問題：如何降低生產成本？如何減少葡萄糖異構酶使用量？如何解決葡萄糖異構酶的回收問題？當學生提出能否將酶固定在某種介質上重復使用時，筆者引出固定化酶概念，學生在理解的基礎上自然接受了。呈現的案例材料可以來源于學生的日常生活、社會生活和生產、科學進展或新聞報道等各個方面，事例要鮮明突出，最好能吸引學生的注意，引發學生的思考，并與要建構的重要概念聯系起來；情景中教師應設置值得學生討論的問題，從而激發學生主動建構概念的積極性。

2有效揭示內涵外延，強化學生對概念的理解

概念內涵是指反映概念所指對象的本質屬性的總和；而外延是指概念所反映的對象的全部范圍。透析概念內涵就是要明確概念的本質屬性，明確概念外延就是要清楚概念的適用范圍，這也是最終掌握和應用概念的前提。所以在建構概念之后，教師要設法有效揭示內涵外延，強化學生對概念的理解，同時促進學生思維品質和學習能力的提升。

2.1設計問題串，分析概念要素概念是對事物本質屬性的反映，闡明一個概念就要揭示出反映事物本質屬性的概念要素。教學時教師通過一定的事實資料和問題，引導學生分析概念要素。這樣學生不僅可以對最初的概念重新定義，直到該概念涵蓋更多的屬性，從而使之更為精確，在此基礎上也有效理解了概念的內涵。例如，在“抗體”概念教學時，筆者通過設置與概念要素相關的問題串組織教學，既增進了學生學習概念的興趣，促使他們體驗概念形成的過程，又幫助學生深刻理解了概念，具體教學過程見表1。教師圍繞概念的本質屬性，精心設計不斷遞進的問題串，引導學生的思維不斷走向深入，更好地實現了對概念內涵的理解。在設置問題串時，要把握問題串的核心———概念要素展開，形散而神不散，同時合理選取和加工創設問題的素材。

2.2利用對比辨析，突出關鍵特征辨析的目的是掌握同類事物的共同屬性和相關概念間的聯系和區別，可以避免類似概念的干擾。此對一些相近或關系密切的概念，教師可引導學生對比它們的關鍵特征，經過同中求異和異中求同的辨析，使學生明確這些概念的異同點，從而能將它們科學有效地區分，使概念的內涵外延更清晰。例如，在“染色體畸變”一節中“單倍體”概念是從成因來定義的，并且極為抽象，易與一倍體、二倍體、多倍體相混淆。因此，教學中教師首先通過介紹單倍體生物雄蜂的形成過程，使學生領悟單倍體的實質是由配子直接發育成的個體；接著從單倍體的具體實例入手，通過引導學生對比三個物種體細胞和配子中的染色體數與單倍體體細胞中染色體數的關系，進而準確建立單倍體概念；然后討論辨析“體細胞含3個染色體組的香蕉與六倍體小麥花藥離體培養出來的含3個染色體組的小麥植株能否都稱為三倍體”，進一步明確了單倍體的適用范圍；最后再利用表2進行比較，突出了單倍體在個體發育起點和體細胞中染色體數目等方面的關鍵特征，有效揭示了其內涵外延，強化了學生的理解。

2.3辨別多種例證，界定概念外延重要概念的形成需要例證的支持，而學生對各種例證的辨別則可使他們更準確地掌握概念。概念的例證包括正例、反例和特例三個方面。概念的正例是指代表某概念所有本質屬性的具體事物或對象，所有正例組成的集合就是該概念的外延。概念的反例指的是不具有該概念本質屬性的具體事物或對象，即不在這一概念的外延之中。概念的特例是指屬于該概念的外延之中，但它不具有或不完全具有該概念所反映的本質屬性。在概念教學中，教師可有意識呈現一些重要概念的各種例證，讓學生來考察辨別從而界定概念的外延。例如，遺傳學中“基因重組”的概念是這樣描述的：生物體在有性生殖過程中，控制不同性狀的基因之間的重新組合，結果使后代中出現不同于親本性狀的類型。教學中在基本建立起這一概念后，筆者呈現了4個例證讓學生考察辨別是否屬于基因重組：①“一母生九子，九子各不同”的主要原因（正例—加深對概念內涵中“有性生殖”、“基因重新組合”“、性狀不同于親本”的理解）。②百年前首次發現的禽流感現已產生H5N1、H7N7、H9N2和最新的H7N9等多種類型的原因（反例—病毒繁殖不通過有性生殖，也即無基因重組）。③圖1中甲和乙表示發生在常染色體上的變異。判斷甲和乙所表示的變異類型（正例—甲表示同源染色體間片段交換，屬于基因重組；反例—乙表示非同源染色體間片段移接，屬于染色體易位）。④轉入細菌抗蟲基因的抗蟲棉花（特例：轉基因并不通過有性生殖來實現，但在分子水平實現了不同生物的基因重組，并獲得新的遺傳性狀）。在辨別例證的過程中，正例強化了概念內涵的理解，反例明晰了概念外延的界定，特例則豐富了概念外延的拓展。

3有效設置反饋練習，注重學生對概念的應用

學生在形成新概念后，不能只停留在記憶、理解水平上，而要學會應用，即利用概念去嘗試解決問題或解釋新現象。注重生命科學概念的實際應用，不只是將抽象的科學概念具體化，豐富和深化概念，更重要得是促進學生思維能力和積極情感態度的發展。

3.1運用變式訓練，增強思維的效能從記憶、理解概念向概念應用轉化的最重要教學條件是在相似的情境和不同的情境中練習，即變式訓練。變式訓練的實質是把握住概念的本質屬性不變，而適當變化概念的非本質屬性，如情境、條件性知識等，也就是概念的正例變化，使學生從不同的角度和方法去理解概念，增強思維的效能，提高學生應用概念的自主性和靈活性。例如“，染色體組”是染色體數目變異中一個重要的核心概念，對此概念的一個重要應用就是能準確判斷某生物體細胞中染色體組的數目，理解生物染色體的倍性。教學中筆者從4個方面設計變式訓練來幫助學生如何應用“染色體組”概念作出判斷。（1）根據同源染色體中染色體數判斷。變式1：判斷細胞中染色體組數及每個染色體組中染色體數目（圖2）。（2）根據基因型判斷。變式2：圖3所示為4個基因型不同的生物體細胞，請判斷細胞中染色體組數目。（3）根據染色體數目和染色體形態數判斷變式3：韭菜的體細胞中有32個染色體，共有8種形態。韭菜應是倍體。（4）根據配子或單倍體的染色體組數來推算。變式4：用花藥離體培養出的單倍體水稻植株，當它進行減數分裂時，觀察到染色體能兩兩配對聯會。據此現象可推知產生花藥的水稻體細胞含有染色體組數是個。

3.2聯系生活實例，升華生命的體驗生命科學教育中的情感態度有豐富的內涵：情感更強調學習過程中的內心體驗；態度更關注一種積極的生活態度。生命科學教育中熱愛生命、珍惜生命方面的教育價值也是其他學科課程所不可替代的。因此，在某些生命科學概念形成后，教師要拓展應用到真情實感的課外生活中去，使學生對生命的情感、態度體驗得以升華。例如，在“突觸傳遞”這一重要概念形成后，筆者聯系生活實際設計了如下反饋練習：反饋練習的設計注重突觸傳遞概念形成的有效性和開放性，讓學生體驗到“突觸傳遞知識”在關注健康、珍惜生命等現實生活問題上的價值，這是生命科學概念在更高層次上的應用。

4有效整合相關概念，引導學生對概念的遷移

現代認知心理學認為知識的遷移可以看成先前形成的知識在后續學習中的應用，而生命科學概念是生命科學學科思維的基本單位，師生交流的基本語言，知識遷移的基礎。因此，在高中生命科學概念教學中，教師可先引導學生有效整合認知結構中的原有概念，通過意義建構形成相關概念圖，達成對概念的有效遷移；然后再運用概念圖作為先行組織者（先于學習任務本身呈現的一種引導性材料），為后續相關新知識的學習奠定概念基礎，最終促進新知識的遷移學習。

例如，“有絲分裂”涉及生命的微觀領域，教學內容理論性強且抽象難懂，但其主要任務是要將遺傳質平均分配至2個子細胞中，所以教學關注的重點應是染色體的形態和數量的規律性變化，那么理清染色體（質）、染色單體、著絲粒、DNA、蛋白質等概念之間的關系是學習有絲分裂過程的關鍵。因此，教學中筆者先引導學生形成相關的概念圖（圖5），再作為學習有絲分裂的先行組織者，促進學生的有效學習?？傊?，高中生命科學概念形成和發展的有效教學策略是相互聯系、相互補充甚至是相互重疊的。在教學實踐中，教師要根據高中學生的認知水平，根據所教生命科學概念的特點和需要，靈活綜合地運用，最大限度提高生命科學概念教學的有效性。

作者：紀鈞單位：上海市莘格高級中學