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【摘要】生物学概念是生物学科的基础,也是生物学领域最基本的语言表达单位。在新课程理念下高中生物核心概念教学要充分应用生物科学史,教师采取探究教学的方式,结合概念图,通过比喻或模型,并借助现代网络多媒体等信息技术辅助手段,使学生更好的学习生物学,发展学生智力和逻辑思维能力。
【关键词】生物学;概念教学;新课程
Under shallow Xi new course principle the valid strategy of living creature core concept teaching
Jiang Hong-mei1,Shi Guang-kai2
【Abstract】The biology concept is the foundation of living creature academics, is also the most basic language expression in biology realm unit.At new under the course principle living creature core concept teaching in the senior high school want to be full application living creature science history, the teacher adopt investigation teaching of way, combine concept diagram, pass parable or model, and ask for help of a modern network a multimedia etc. information technique assistance means, make student better study biology, development student's intelligence and logic thinking ability.
【Key words】Biology;Concept teaching;New course
生物学是一门研究生命现象及其活动规律的自然科学,它以一系列核心概念作为分析、推理、判断和综合等逻辑思维过程的依据来揭示本学科的基本规律。生物学概念不仅是生物学科的基础,而且是生物学领域最基本的语言表达单位。在生物科学迅猛发展的今天,生物学知识呈现出爆炸式的增长,让我们教师更深刻地体会到教师的任务不仅仅是教会学生课本知识,更重要的是培养学生接触到新的“原理、规律和方法”时能借助生物学概念能进行自我阐明的能力。概念是事物的本质属性在人脑中的反映,它是在概括的基础上形成的。概念的理解需要学生逻辑加工和归纳推理的思维过程,将事物的一般的、本质的特征在大脑中作出正确的反映的过程。有效的核心概念教学策略,能提高学生运用科学的方法解决问题、用科学的观点理解问题、用科学的精神探索问题的能力。
教育部颁布的《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《标准》)提出“注重学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”的要求,可见《标准》对学生学习核心概念是高度重视的。在传统的生物学概念教学中,往往出现教师对概念的教学重结论轻过程,重灌输轻引导,造成学生对生物学概念不理解只是死记硬背,很大程度上阻碍了学生对生物学学习的兴趣。笔者结合自己的教学实践,对新课程背景下高中生物教师如何有效地进行核心概念教学的体会总结如下:
1. 充分应用科学史
生物科学史是科学发生和发展的历史、是探究过程的杰出代表、是科学家揭示出生物科学理论的动态过程,有效利用科学史的教学可以激发学生兴趣、提高学生的探究能力、培养学生的“三维目标”、实现学生科学素养和人文精神和谐的统一。学生在科学史的学习中,教师要利用沿着人类认识生命规律过程的相关史实,引导学生探索生命规律,让学生充分获得探究体验,从科学家的奇思妙想中不能充分汲取真正的营养。如“植物激素”此核心概念的教学,可以借助生物科学史,具体设计过程如下:①1880年,达尓文的向光性实验,发现单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,当这种刺激传递到下部的伸长区时,会造成背光面生长快,因而出现向光性弯曲。②胚芽鞘的向光性与哪个部位有关? 1913年,詹森设计了在胚芽鞘尖端与下部之间放置琼脂片的实验,得出:“刺激”可以透过琼脂块传递给下部的结论。③这种刺激究竟是什么呢? 1914年,拜尔的实验,发现胚芽鞘的弯曲生长,是因为胚芽鞘尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。通过上三位科学家的实验,猜想到胚芽鞘的顶尖产生的刺激可能是一种化学物质,这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。④究竟是不是化学物质呢?如果是,是哪种化学物质? 1926年,温特的实验,发现胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端运输到下部,并且能够促使胚芽鞘下面某些部分生长。温特把这种物质命名为生长素。⑤1934年,科学家从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸(IAA)。⑥1942年,科学家从高等植物中分离出生长素,并确认它就是吲哚乙酸。⑦科学家进一步研究发现,在植物体中还有一些与生长素作用类似的物质,如苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。这一类称为植物体中天然生长素类。⑧以后人们又不断发现了一些人工合成的、与吲哚乙酸有类似生理效应的物质,为了区别植物体内的生长素常把这类物质叫生长素类似物。水到渠成地得出“植物激素”的概念:像生长素这样由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2. 利用探究
探究教学是指在教师引导下,学生主动参与到发现问题,寻找答案的过程中,以培养学生解决问题能力的教学活动。以探究的方式讲授核心概念,可以将抽象的知识以实验的过程让学生感知,因此被众多教师用于课堂教学。《标准》提出“倡导探究性学习,力图促进学生学习方式的变革,引导主动参与探究过程,逐步培养学生获取新知识、分析和解决问题、交流与合作等能力,培养创新精神和实践能力。““以核心概念”基因”为例,利用探究教学策略的设计如下:①提出探究问题:基因是否等于DNA?②推理与设计分析:一个DNA分子就是一个基因吗?③取证:通过对资料数据分析出全部基因的碱基对数>DNA分子的碱基对数,得出结论:基因只是DNA的片段。④解释证据:海蜇的绿色荧光蛋白基因转到小鼠体内,发现小鼠能发光,证明海蜇的发光基因不仅传给小鼠,而且能表现出来,起到控制小鼠的特定性状的作用,即具有了特定的“效应”。 因此就顺利地从DNA水平上给基因下一个完整的定义:基因是有遗传效应的DNA片段。
3. 通过比喻或模型
比喻或模型法可以让抽象问题更易理解和直观化。如核心概念“染色体组”可以用扑克牌的类比法来讲授;核心概念“减数分裂”可用模型法讲授,用橡皮泥反映染色体的形态变化,用红绿分别代表来自父方和母方的一对同源染色体,模拟减数分裂过程中各时期染色体的行为。又如,在讲述DNA分子的结构时,教师将DNA分子的平面结构比喻成梯子,磷酸和脱氧核糖交替排列构成了梯子的扶手,碱基间构成的氢键就是梯子的踏板,这样可很好地加深学生对DNA组成的认识。
4. 采用概念图
概念图是用来组织和表征知识的工具,它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中,然后用连线将相关的概念和命题连接,连线上标明两个概念之间的意义关系。一个完整概念图的完成需要经过以下几个步骤:①选取一个知识领域;②确定关键概念和概念等级;③初步拟定概念图的纵向分层和横向分支;④建立概念之间的连接,并在连线上用连接词标明两者之间的关系;⑤在以后的学习中不断修改和完善。理想的概念图的具有以下几个特征:①概念间具有明确包容关系的层次结构;②概念间的内在逻辑关系可以用适当的词或词组标注出来;③)不同层级概念间的纵横联系清楚、明确,并形成一些交叉点:纵向联系说明概念间的包容与被包容的关系;横向联系可以说明处于概念图中同一层级水平的概念间的有意义联系;而交叉关系则说明处于不同层级概念间的联系。故而,在概念图中的概念是不能被单独表征的。如在核心概念“染色体”的教学中和学生一起构建如下的概念图:
5. 借助现代信息技术辅助手段
现代信息技术在辅助教学上的主要手段有网络技术、通信技术、虚拟现实技术、多媒体技术等。在教学过程中,教师使用最广泛的是多媒体技术,它是以计算机为基础,以交互方式处理、传输和管理文本、图形、图像、视频、动画和声音等运载信息的媒体技术。此项技术具有声、图、文并茂,形成多种感官刺激,有利于对知识的记忆和保持;渲染理想的教学环境等优点。如在讲授“细胞增殖”、“减数分裂”、“神经调节”等抽象、复杂知识时,教师可以用动画来演示这些过程性知识。
在新课程理念下以“提高高中学生的生物科学素养”为根本任务的《标准》指导下,借助于生物科学史去建构概念,有效展示了概念的发展过程,学生在这样的教学中学习的不仅仅是条条框框的生物学知识,更重要的是得到了科学方法的训练,落实了“知识、能力、情感态度价值观”的三维目标。采用实验探究进行概念学习,就是通过学生自主设计实验后在教师指导下实验,通过学生的亲自实践不仅可利用科学事实建构科学概念,同时能发挥学生的主动性,要让学生积极地思考,积极地参与学习活动,提高学生对生物学的学习兴趣。通过比喻或模型、信息技术辅助学习核心概念,都是属于借助一定手段使抽象概念直观化。概念图的运用是进一步训练学生建立概念、理解概念的方法。
生命科学中的“规律、原理和方法”都是借助于有关生物学概念,才得以表述。而概念是人脑对现实的对象和现象的一般特征和本质特征的反映。因此,在生物学教学中学生准确、深刻地理解、掌握概念,不仅是学好生物学的前提,也是发展学生智力和逻辑思维能力的必要条件。因此,生物教师要重视概念教学,运用有效的策略帮助学生正确理解和运用概念,进而运用生物学原理、规律解决生产、生活实践中的有关生物学问题。
收稿日期:2009-10-22
【关键词】生物学;概念教学;新课程
Under shallow Xi new course principle the valid strategy of living creature core concept teaching
Jiang Hong-mei1,Shi Guang-kai2
【Abstract】The biology concept is the foundation of living creature academics, is also the most basic language expression in biology realm unit.At new under the course principle living creature core concept teaching in the senior high school want to be full application living creature science history, the teacher adopt investigation teaching of way, combine concept diagram, pass parable or model, and ask for help of a modern network a multimedia etc. information technique assistance means, make student better study biology, development student's intelligence and logic thinking ability.
【Key words】Biology;Concept teaching;New course
生物学是一门研究生命现象及其活动规律的自然科学,它以一系列核心概念作为分析、推理、判断和综合等逻辑思维过程的依据来揭示本学科的基本规律。生物学概念不仅是生物学科的基础,而且是生物学领域最基本的语言表达单位。在生物科学迅猛发展的今天,生物学知识呈现出爆炸式的增长,让我们教师更深刻地体会到教师的任务不仅仅是教会学生课本知识,更重要的是培养学生接触到新的“原理、规律和方法”时能借助生物学概念能进行自我阐明的能力。概念是事物的本质属性在人脑中的反映,它是在概括的基础上形成的。概念的理解需要学生逻辑加工和归纳推理的思维过程,将事物的一般的、本质的特征在大脑中作出正确的反映的过程。有效的核心概念教学策略,能提高学生运用科学的方法解决问题、用科学的观点理解问题、用科学的精神探索问题的能力。
教育部颁布的《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《标准》)提出“注重学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”的要求,可见《标准》对学生学习核心概念是高度重视的。在传统的生物学概念教学中,往往出现教师对概念的教学重结论轻过程,重灌输轻引导,造成学生对生物学概念不理解只是死记硬背,很大程度上阻碍了学生对生物学学习的兴趣。笔者结合自己的教学实践,对新课程背景下高中生物教师如何有效地进行核心概念教学的体会总结如下:
1. 充分应用科学史
生物科学史是科学发生和发展的历史、是探究过程的杰出代表、是科学家揭示出生物科学理论的动态过程,有效利用科学史的教学可以激发学生兴趣、提高学生的探究能力、培养学生的“三维目标”、实现学生科学素养和人文精神和谐的统一。学生在科学史的学习中,教师要利用沿着人类认识生命规律过程的相关史实,引导学生探索生命规律,让学生充分获得探究体验,从科学家的奇思妙想中不能充分汲取真正的营养。如“植物激素”此核心概念的教学,可以借助生物科学史,具体设计过程如下:①1880年,达尓文的向光性实验,发现单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,当这种刺激传递到下部的伸长区时,会造成背光面生长快,因而出现向光性弯曲。②胚芽鞘的向光性与哪个部位有关? 1913年,詹森设计了在胚芽鞘尖端与下部之间放置琼脂片的实验,得出:“刺激”可以透过琼脂块传递给下部的结论。③这种刺激究竟是什么呢? 1914年,拜尔的实验,发现胚芽鞘的弯曲生长,是因为胚芽鞘尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。通过上三位科学家的实验,猜想到胚芽鞘的顶尖产生的刺激可能是一种化学物质,这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。④究竟是不是化学物质呢?如果是,是哪种化学物质? 1926年,温特的实验,发现胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端运输到下部,并且能够促使胚芽鞘下面某些部分生长。温特把这种物质命名为生长素。⑤1934年,科学家从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸(IAA)。⑥1942年,科学家从高等植物中分离出生长素,并确认它就是吲哚乙酸。⑦科学家进一步研究发现,在植物体中还有一些与生长素作用类似的物质,如苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。这一类称为植物体中天然生长素类。⑧以后人们又不断发现了一些人工合成的、与吲哚乙酸有类似生理效应的物质,为了区别植物体内的生长素常把这类物质叫生长素类似物。水到渠成地得出“植物激素”的概念:像生长素这样由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2. 利用探究
探究教学是指在教师引导下,学生主动参与到发现问题,寻找答案的过程中,以培养学生解决问题能力的教学活动。以探究的方式讲授核心概念,可以将抽象的知识以实验的过程让学生感知,因此被众多教师用于课堂教学。《标准》提出“倡导探究性学习,力图促进学生学习方式的变革,引导主动参与探究过程,逐步培养学生获取新知识、分析和解决问题、交流与合作等能力,培养创新精神和实践能力。““以核心概念”基因”为例,利用探究教学策略的设计如下:①提出探究问题:基因是否等于DNA?②推理与设计分析:一个DNA分子就是一个基因吗?③取证:通过对资料数据分析出全部基因的碱基对数>DNA分子的碱基对数,得出结论:基因只是DNA的片段。④解释证据:海蜇的绿色荧光蛋白基因转到小鼠体内,发现小鼠能发光,证明海蜇的发光基因不仅传给小鼠,而且能表现出来,起到控制小鼠的特定性状的作用,即具有了特定的“效应”。 因此就顺利地从DNA水平上给基因下一个完整的定义:基因是有遗传效应的DNA片段。
3. 通过比喻或模型
比喻或模型法可以让抽象问题更易理解和直观化。如核心概念“染色体组”可以用扑克牌的类比法来讲授;核心概念“减数分裂”可用模型法讲授,用橡皮泥反映染色体的形态变化,用红绿分别代表来自父方和母方的一对同源染色体,模拟减数分裂过程中各时期染色体的行为。又如,在讲述DNA分子的结构时,教师将DNA分子的平面结构比喻成梯子,磷酸和脱氧核糖交替排列构成了梯子的扶手,碱基间构成的氢键就是梯子的踏板,这样可很好地加深学生对DNA组成的认识。
4. 采用概念图
概念图是用来组织和表征知识的工具,它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中,然后用连线将相关的概念和命题连接,连线上标明两个概念之间的意义关系。一个完整概念图的完成需要经过以下几个步骤:①选取一个知识领域;②确定关键概念和概念等级;③初步拟定概念图的纵向分层和横向分支;④建立概念之间的连接,并在连线上用连接词标明两者之间的关系;⑤在以后的学习中不断修改和完善。理想的概念图的具有以下几个特征:①概念间具有明确包容关系的层次结构;②概念间的内在逻辑关系可以用适当的词或词组标注出来;③)不同层级概念间的纵横联系清楚、明确,并形成一些交叉点:纵向联系说明概念间的包容与被包容的关系;横向联系可以说明处于概念图中同一层级水平的概念间的有意义联系;而交叉关系则说明处于不同层级概念间的联系。故而,在概念图中的概念是不能被单独表征的。如在核心概念“染色体”的教学中和学生一起构建如下的概念图:
5. 借助现代信息技术辅助手段
现代信息技术在辅助教学上的主要手段有网络技术、通信技术、虚拟现实技术、多媒体技术等。在教学过程中,教师使用最广泛的是多媒体技术,它是以计算机为基础,以交互方式处理、传输和管理文本、图形、图像、视频、动画和声音等运载信息的媒体技术。此项技术具有声、图、文并茂,形成多种感官刺激,有利于对知识的记忆和保持;渲染理想的教学环境等优点。如在讲授“细胞增殖”、“减数分裂”、“神经调节”等抽象、复杂知识时,教师可以用动画来演示这些过程性知识。
在新课程理念下以“提高高中学生的生物科学素养”为根本任务的《标准》指导下,借助于生物科学史去建构概念,有效展示了概念的发展过程,学生在这样的教学中学习的不仅仅是条条框框的生物学知识,更重要的是得到了科学方法的训练,落实了“知识、能力、情感态度价值观”的三维目标。采用实验探究进行概念学习,就是通过学生自主设计实验后在教师指导下实验,通过学生的亲自实践不仅可利用科学事实建构科学概念,同时能发挥学生的主动性,要让学生积极地思考,积极地参与学习活动,提高学生对生物学的学习兴趣。通过比喻或模型、信息技术辅助学习核心概念,都是属于借助一定手段使抽象概念直观化。概念图的运用是进一步训练学生建立概念、理解概念的方法。
生命科学中的“规律、原理和方法”都是借助于有关生物学概念,才得以表述。而概念是人脑对现实的对象和现象的一般特征和本质特征的反映。因此,在生物学教学中学生准确、深刻地理解、掌握概念,不仅是学好生物学的前提,也是发展学生智力和逻辑思维能力的必要条件。因此,生物教师要重视概念教学,运用有效的策略帮助学生正确理解和运用概念,进而运用生物学原理、规律解决生产、生活实践中的有关生物学问题。
收稿日期:2009-10-22