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1 “分子”系统的层面
分子是由元素、原子构成单体或基本单位,通过一定的化学键进而形成的。不同分子的结构不同,其功能也不相同。生物体内的分子并不是孤立的,分子与分子之间在生物体内也存在着某种联系,这种联系将各分子之间形成一个整体。因此,可用“系统”的方法去建构概念,并同时建构思维导图整合概念与概念之间的关系(图1)。
再通过概念的内涵与外延的分析展开,从而形成“知识系统树”,使学生结合身边熟悉的生命现象加以深化理解与应用。如在种子的形成与萌发过程中,种子内的糖类和脂肪如何变化?糖尿病患者为什么不宜口服胰岛素制剂?酶制剂为什么可以低温保存而不能放置于高温下,这与其分子结构的关系如何?核酸如何控制蛋白质的合成?日常生活中摄入过多的蛋白质、糖类或脂肪对人体的健康是否有利?人体又是如何进行相应的调节呢?
2 “细胞”系统的层面
细胞这一系统层面可从外到内,即边界(细胞膜)――细胞质――细胞核;从结构到功能,即流动镶嵌模型――选择透过性、线粒体――细胞有氧呼吸、叶绿体――光合作用、核糖体――蛋白质合成、细胞核――细胞代谢控制中心;从代谢到调节,即光合作用――影响因子、细胞呼吸――酶、细胞增殖――调节因子、细胞癌变――致癌因子等方式展开复习,同时教学中以生物学科的思想与方法为目标,渗透教学的每个环节,以达到举一反三的学习效果。其核心概念及其联系也可用思维导图的方式进行建构(图2)。
3 “个体”系统的层面
个体层面也可从结构、功能、调节与稳态的角度展开学习。生物个体的结构是由细胞、组织、器官(或系统)组成,而个体的一生则包含种子的萌发(动物胚胎发育)、生长、发育、繁殖、衰老等过程。在个体的代谢过程中有复杂的一系列调节机制,通过调节维持个体内环境的相对稳定状态,如血糖代谢调节、水盐代谢调节、体温调节、酸碱平衡调节、动植物激素调节、人与动物的神经调节、免疫调节等。这些核心概念与知识都可以用“系统”的方法去整合,由局部到整体、由知识到规律、由方法到学科思想,不断深入,提升学生的生物学科素养(图3)。
4 “生态系统”系统的层面
关键词:生物教师;学科教学知识(PCK);结构;建构
PCK(Pedagogical Content Knowledge)即学科教学知识,是舒尔曼(Shulman)在1986年提出来的,他认为PCK是“将特定的学科内容与教育学知识融合为这样一种理解:如何将特定的主题或问题进行组织与重新表征,以适应学习者的能力与不同的兴趣需要”。[1]舒尔曼指出PCK是教师知识的核心,是区别学科专家与学科教师最有效的知识。自舒尔曼提出PCK以后,国内外学者对PCK的内涵、特征、结构、形成过程等进行了研究,为教师PCK的发展提供了相关的理论基础。本文通过对生物教师PCK结构的探讨尝试建构丰富和发展生物教师PCK的途径和方法,希望促进生物教师的专业发展。
1.PCK的内涵
舒尔曼之后,塔米尔(Tamir)、格罗斯曼(Grossman)、马克斯(Marks)和马格努森(Magnusson)等人继承并拓展了PCK的概念,尽管他们对于PCK内涵有不同的演绎,但是对PCK的核心知识大家还是持赞同意见的,即有关学生理解的知识、有关教学策略和表征的知识。基于舒尔曼和其他学者对于PCK知识的研究,笔者将PCK定义为,是教师在特定的教学情境里,基于对学生和特定学科内容的综合理解,选择教学策略表征,将学科知识转化为学生理解的知识过程中所使用的知识。
2.PCK的知识结构
舒尔曼认为 PCK的生成不是几种知识的简单相加,而是以有效的方式重组、整合教师各方面的知识,将其转化为易于学生学习或理解的知识表征,其作用远远大于这些构成成分之和。[2]本文PCK的知识结构借鉴的是美国爱荷华大学帕克(Park)的研究理论,她在马格努森理论框架的基础上以科学教师为研究对象,作了进一步的探讨认为PCK有五种核心成分:(1)有关学生理解的知识;(2)课程知识;(3)教学策略知识;(4)评价学习的知识;(5)学科教学定位知识。每种知识要素间相互联系整合形成PCK,并构建形成了PCK的五边形结构。[3]
根据此理论结构,本文将生物教师的PCK结构分为以下五个部分:
2.1生物学科教学定位知识
学科定位是教学决策的基础,是关于不同年级的学科目标和教学目的的信念。生物学科的教学定位应以课程标准为根本依据,引领宏观教学方向,关键是要领会课标的基本理念与三维目标。[4]其次要以教材为依托,因为它是课标的具体诠释,有详尽性、形象性等特征,便于教师作为具体的教学内容。此外,要以教学要求为重要尺度,它是对课标的详细分解,具有很强的操作性。
2.2生物课程知识
课程知识包括有关特定主题教学的课程媒材知识、横向课程和纵向课程的知识。生物课程媒材是指教材以及与课程相关的其他媒体和材料,例如,网络知识、教师经验等。生物横向课程知识是指有关特定年级生物学科的教学内容组织形式和前后知识间的联系方式,以及与其他学科的知识内容的联系方式。生物纵向课程知识是指教师对学生学习生物知识整个历程的了解,例如学生已学过什么知识,正要学习什么知识以及未来要学的知识。[5]
2.3有关学生理解的知识
主要有以下方面:(1)学生已有的知识。关于生物某一特定主题和内容,学生前概念、已有的知识技能和理解方式。(2)学生的迷思概念,是指日常生活经验累积的与科学概念不一致的概念。(3)学习困难。学生在学习过程中会遇到的困难和困难类型,教师对此要有预想。(4)学生的学习特点。生物教师要对学生的认知水平、动机、兴趣和学习类型把握准确。有关学生理解的知识会影响到对课程计划的设计、对学生的期望和评价,教师若对学生了解深刻,有助于教师选择恰当的教学策略而达到有效教学。
2.4评价学习的知识
学习评价作为学习系统的反馈调节机制,在学习与教学过程中起着重要作用,它具有学习诊断、反馈调节、激励和学习导向的功能。根据学习的不同阶段,学习评价可分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价;按照不同的评价体系,可分为绝对评价、相对评价和个体差异内评价;按照评价的不同方式,可分为定量评价和定性评价;按照评价的主体,又可分为他人评价和自我评价。
2.5生物学科教学策略的知识
生物教学策略是实施教学过程的教学思想、方法模式、技术手段这三方面动因的简单集成,是教学思维对其三方面动因的进行思维策略加工而形成的方法模式。教学策略是为实现某一教学目标而制定的、付诸于教学过程实施的整体方案,它包括合理组织教学过程,选择具体的教学方法和材料,制定教师与学生所遵守的教学行为程序。课堂教学策略的设计必须体现有效性,在设计每一种教学策略时,既要发挥其促进学习的优势,也要尽量降低内在的局限性。
3.PCK建构的理论基础
PCK的发展受到教学信念的影响。教师有怎样的教学信念就会有怎样的教学设计,也决定怎样提取概念和组织教学内容。例如,传统教师只注重自身知识内容的讲授,忽略了学生学习的主体地位;而认同新课改理念的教师会通过多元化的教学设计活动,来发展学生的创造探究能力,促使学生更好的理解学习内容。
PCK是在教学实践中形成和生成的。PCK源于教学实践,只有在第一手的教学实践中才能形成。PCK强调教学知识传递给学生的有效性,是一种指导教师实践、教学决策和行为的知识。PCK还具有实践中的生成性。科克伦等人认为PCK并不是一种静态的知识,它是在教师“实践-反思-再实践-再反思”的循环往复中生成的,是教师对原有知识的再造和重组。[7]
PCK是各种构成知识要素的整合,具有全面性和融合性。PCK是由教师认知结构中的多种知识成分转化而来的,任何成分的缺失都会影响到教师PCK的建构。PCK不是不同知识要素间的简单叠加,而是它们的内在融合。教师要在连续不断的教学实践和使用过程中才能真正领会各个知识要素间的内在联系。
4.生物教师PCK建构的基本方法
4.1树立新课标教学信念
教师的教学行为深受其教学信念影响。教师的理论和信念会通过一系列课堂活动与决策表现出来,对生物教师的教学目标、教学方法和实际课堂教学具有决定性影响。高中生物新课程标准倡导:进一步提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习和注重与现实生活的联系,教师能否贯彻实施这些理念关系到当前生物课程改革的成功与否,也影响着教师的教学设计、教学实施和教学反思,因此生物教师要树立符合课程标准的教学信念。
4.2立足生物教学实践,形成促进PCK发展的思维方式
教师的思维方式影响着教师PCK的发展,也影响到教师的教学实践。教师的教学实践包括教学设计、教学实施和教学反思三个基本环节。在每一环节,教师应思考不同内容。在第一环节,教师要考虑到学生的理解、课程知识和教学定位。在第二环节,教师应在对学生、教学内容有了充分了解后选择恰当的教学策略实施教学,教师要重点关注采用生么样的学习评价来验证学生是否理解。在最后环节,教师主要反思:学生的学习是否达到了教学目标,教学策略在应用上还存在什么问题,如何改进。教师经常思考这些问题,就可以形成自己的教学思维方式,有效地促进PCK的发展。
4.3积累有效的教学经验,适时进行系统反思
美国学者波斯纳提出教师快速成长的公式是:经验+反思=成长。PCK被认为是一种经验型的知识,需要通过课堂教学经验的反思来发展。反思是自我理解、自我审视、自我澄清的过程,是建构个人实践理论的过程。反思的核心点是理解教师为什么选用某个教学策略,以及如何改善教学中某些不足点进一步提高教学效果。如若教师需要发展深刻理解的话,就必须反思自身的实践,反思学生的作业、需求和环境背景。教师的PCK发展是一个不断进行实践、反思的过程,通过教学实践积累教学经验,又在教学经验的基础上进行有效反思,从而不断发展。
4.4思考并整合相关知识,选择恰当的教学策略
教师的教学策略知识是PCK的核心知识要素之一,是指教师综合生物学科定位知识、课程知识、和有关学生理解的知识等,采用恰当的教学策略和表征工具将生物学科知识转化为学生易于理解的知识。这一过程最重要的是教师要把握:整合、转化。
整合是以思考分析为前提的。生物教师要明确关于某一特定主题的教学定位和目标,分析该主题的知识特点和联系方式,收集有关学生理解的知识,思考该课题的教学组织形式并进行教学加工,只有认真思考综合分析以上这些内容,教师才能有效整合PCK的相关知识。
转化要突出学生的主体地位,紧紧抓住为了学生理解这一目的。教学策略及表征是建立在上面的分析整合基础上的,这一整合形态知识的形成过程就是将生物学科知识转化为学生易于理解的表达方式的过程。
参考文献:
[1] Shulman L S.Those Who Understand:Knowledge Growth in Teaching[J].Educational Researcher,1986,15(7):4-14.
[2] 张小菊,王祖浩.科学教师学科教学知识的研究[J].全球教育展望,2013,8(313):68-79.
[3] 解书,马云鹏,李秀玲.国外学科教学知识内涵研究的分析与思考[J].外国教育研究,2013,6(40):59-68.
[4] 陈卫东.关于高中生物必修课程教学定位的几点思考[J].中学生物学,2011,27(9):60-62.
[5] Soonhye Park,Ying-Chih Chen.Mapping Out the Integration of the Components of Pedagogical Content Knowledge(PCK): Examples From High School Biology Classrooms[J].Journal of Research in Science Teaching,2012,7(49):922-941.
因此,初中生物水平考试备考工作应本着“三个有利于”进行,即:有利于全面和准确地反映初中毕业生在生物学科知识、能力、情感态度与价值观等方面所达到的水平;有利于引导和促进教师转变教育、教学观念,改变教学方式,促进学生生动、活泼、主动地学习;有利于上级学校对初中毕业生进行综合评价,实现学生的均衡发展。在常规教学的基础上,在综合训练过程中题型和习题的选择力求做到:题型配置更合理,根据《课标》的具体要求;不拘教材,突出“三维”,“双基”为主要牢记;理念渗透于点滴,提倡运用,避免死记;旨在抛砖引玉,指导教学贴近实际;透过检查试题看平时,全面评价更真实。
一、突显学科教学理念,有效地指导教学
为了彰显本学科的课程特性,应突出体现面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习的课程理念,有效地指导教学,提高备考复习的效率,引导学生参与教学活动并加大其参与活动的深度。复习过程中利用教材中每节课的目标模块,指导学生的自主学习和自我评价,引导学生应用探究的方法,去构建完整的知识系统,有助于对学生学习方法的指导。落实自我评价模块,体现学习目标的要求,对学习目标进行检测和反馈,提升学生的思维能力,最后合理配置题型,充分发挥各种题型的功能,落实《课标》的要求。
二、以基础知识和基本技能为主,突出“三维”目标
在备考复习时,要深入理解《课标》对每一部分内容的要求,深化对初中生物结业考试《考纲》要求的认识,抓住《课标》所要求的重点,适当兼顾各版本教材的覆盖面。在教学过程中首先要抓住“双基”,明确生物学基本概念、原理和规律的内涵,进而拓展其外延,使学生从真正意义上理解所学的基本概念、原理和规律。合理地利用各种题型互补的优势,完成知识体系架构的构建,用选择、连线、判断、实验探究、识图作答、思维拓展等题型来反应复习掌握的程度。习题内容要涵盖《课标》的十个一级主题,全面体现《课标》的要求,注重对学生基础知识和基本技能的考查,这样做不但可以随时检查学生对《课标》所规定内容的掌握情况,还能全面了解教师对《课标》的理解是否到位。例如,在复习细胞的结构时,核心内容是动物和植物细胞的基本结构和每部分的基本功能。我的学案设计了有针对性的训练:1.识图题,填写细胞的结构。2.连线题,熟识细胞各部分的功能。3.比较动植物细胞的差别。4.变式习题。这四个题就使七年级上册的一个重点内容得以突破,却没有给学生带来较大的负担。
三、注重知识的灵活运用,贴近生活,解决实际问题
生物学知识来源于生活。生物《课标》强调,教学的目的是使生物学知识应用于生活,解决生活中的实际问题。通过生物学科的学习,让学生了解科学、技术和社会的相互关系,关注和参与与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策,是生物科学素养的重要组成部分,也是培养学生的自然、社会责任感的重要途径。如选取2010年南京中考生物试题的第四题的第一小题:根是陆生植物吸水的主要器官,它从土壤中吸收大量的水,满足植物体生长发育的需要。下图是细胞吸水和失水模式图。请回答以下问题:
(1)根吸收水的主要部位是根尖的
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区。
(2)施肥过多植物会出现“烧苗”现象,其原因是土壤溶液浓度
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根细胞细胞液浓度。
(3)下图中,
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图表示细胞处于失水状态。(4)在细胞中,控制细胞内外物质进出的结构是
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。由此进而拓展为盐水和清水中萝卜条的软硬变化、液面的变化等问题,就把根的结构、功能、细胞的吸水和失水、细胞的结构等知识及相关应用有机结合在一起,使一些零散的知识点,通过这样的变式训练,有机地联系到了一起,为高中阶段生物知识的学习奠定基础。
关键词 高中生物复习 核心概念 教学策略
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
现行《普通高中生物课程标准(实验)》中明确指出:“注重学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决问题的过程中深入理解生物学的核心概念。”生物学核心概念是位于生物学科中心的概念性知识,包括对重要概念、原理、理论等的基本理解和解释。这些内容能够展现当代生物学科图景,是生物学科结构的主干部分,并能展现生物学科的逻辑结构;同时,它还具有高度的统领性、包摄性以及引领性,能够反映核心问题。教师围绕高中生物复习中的核心概念进行教学,能使学生少走弯路,少绕圈子,直达问题的主干及核心;围绕核心概念进行教学,还可把孤立、零乱的知识以点连线,以线带面地进行整合,把相关的知识进行有效的构建,从而达到高三一轮复习有效、高效的课堂教学。
1 核心概念的界定
在高中生物复习中,教师经常会对一些概念的理解存在偏差,比如对一般概念、重要概念以及核心概念的把握不准确,定位不精准,这些都会影响一轮复习的有效备考。因此,如何对教材核心概念进行界定,而不是简单通过感性印象对其甄别,显得尤为重要。美国课程专家埃里克森认为:“核心概念是指居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。这些核心概念具有广阔的解释空间,源于学科中各种概念、原理、理论和解释体系,为领域的发展提供了深入的角度,还为学科之间提供了联系。”国内课程专家刘恩山教授也指出:“核心概念是基于整个课程标准某个主题的知识框架中概括总结出来的,强调概念之间的关联和概念体系的结构。”基于学者们的观点,生物学教材中的核心概念是能够反映该教材核心问题,统领包摄教材章节中的基本概念、事实、原理及规律,是构建整个生物学教材的基本骨架,并且能经得起时间和实践的检验。
例如,在复习《选修3·现代生物科技》中“细胞工程”这一专题时,笔者通过罗列比较一般概念、重要概念,从而界定出该专题中具有统领和包摄作用的“核心概念”。在“细胞工程”专题中,一般概念有16个,分别是细胞工程、脱分化、微型繁殖、胚状体、外植体、细胞贴壁生长、接触抑制、原代培养、传代培养、原生质体、合成培养基、愈伤组织、生物反应器、细胞株、细胞系、克隆。而重要概念有7个,分别是细胞全能性、植物细胞组织培养、植物体细胞杂交、动物细胞培养、核移植、动物细胞融合、单克隆抗体。而通过比对、分析和界定后,发现该专题中的核心概念其实只有3个,是细胞全能性、植物组织培养技术、单克隆抗体。正是这三个核心概念,很好地诠释了整个细胞工程的核心内容和知识所在。比如一般概念中的脱分化、微型繁殖、胚状体、外植体、原代培养、传代培养、愈伤组织、细胞株、细胞系都是围绕细胞全能性这一核心概念进行阐述。这样,通过比较对比,学生就能够对这一专题进行深刻的理解和感悟了。
2 核心概念教学
2.1 运用概念图,整合新的核心概念
概念图是由概念节点和连线组成的一系列概念的结构化特征,概念节点是表示某一命题或知识领域的各概念,连线表示各概念间的逻辑关系。在高中生物复习当中,教师通过运用概念图进行教学,能清晰有效地呈现教材内容,有利于学生对已有知识进行迁移和联系,进行有效的复习备考;同时,也有利于理清相近概念的层级关系和逻辑关系,便于学生对核心概念和相关概念进行梳理和整合,培养学生对知识迁移、归纳的能力和兴趣。例如,在复习“植物组织培养”时,教师以必修部分的概念和原理为前提,利用概念图呈现核心概念和相关概念的联系,在学生唤醒原有知识的基础,促进理解和掌握新知识(图1)。
2.2 设计“问题串”,引导学生对核心概念的学习
所谓“问题串”,就是指教师为实现一定的教学目标,根据学生已有的知识或经验,针对学生学习过程中将要产生或可能产生的困惑,将教材知识转换为层次分明、具有系统性的一连串问题。在高考生物复习时,教师可以围绕核心概念精心设计一组具有针对性、探究性的问题,激发学生去发现、探索的欲望,从而培养学生热情和动力。如,在讲授“单克隆抗体”这一概念时,教师运用一组“问题串”(图2)进行巧妙设问,使得学生对这一概念的理解更加深刻,不易忘记。
2.3 演示认知过程,学概念
在高考生物复习中,有许多概念是纯理论性的,内容很抽象,学生理解起来相对比较困难,久而久之就会有挫败感,产生厌学的情绪。因此,教师在教学过程中可以适当地转换教学方式,把抽象的问题通过演示知识过程来帮助学生理解抽象的生物学核心概念。
以“通过神经系统的调节”一节内容中为例,“动作电位”这一核心概念并不是很好理解。教师倘若通过传统的教学方式让学生看教材,读概念“由相对静止变为显著活跃的电位变化过程”,则显得抽象不易理解。那么,如何通过形象生动的具体指标来展示“动作电位”,从而让学生掌握一些列的静息电位、电位差、电荷移动、局部电流等相关概念呢?教师可以利用图解(图3)逐一演示,并加以说明,使学生有逐步认知的过程。
首先,神经纤维处于静息状态,即相对静止时,膜上有一个“内负外正”的电势差,这电势差的形成是由靠能量来维持,而维系这一电势差的能量主要依靠膜上的3个结构。
第一个结构是“Na-K离子泵”,它是由蛋白质构成,在消耗一个ATP分子的情况下,能够向膜外泵出3个Na+,向膜内泵入2个K+。这样一个过程已经使得膜外的阳离子偏多。第二个结构称为“K+通道”,通过前面第一个过程,膜内K+浓度明显高于膜外,于是膜内外之间形成一个浓度差,使得膜内有一个向外扩散K+的趋势。在静息状态下,膜上仅有K+这个通道会打开,不断向外运输K+。通过上述两个结构,膜外的阳离子越聚越多,导致的结果就形成了一个“内负外正”的状态,这就是“静息电位”。第三个要介绍的是“Na+通道”。前面由于“Na-K离子泵”的作用,膜外的Na+浓度很高,当受到某一刺激时,Na+通道会迅速打开,在短时间内膜外的Na+会迅速向膜内回流,而回流的结果就使得膜内外的电势差瞬间发生改变,在一个非常短的时间内形成了一个“内正外负”的状态,这就是“动作电位”。利用以上图解,学生对于电位的形成机制及概念的相应内涵与要点都有了一个比较清晰的认识,从而也就达到了对“动作电位”这一核心概念深入理解的目的。 可见,演示认知是学概念的一个重要策略,也是学习教材内容,掌握学科知识的必要能力。通过演示知识呈现过程,使得许多抽象的概念知识形象易懂,从而提高高考生物复习的有效性。
2.4 利用生物科学史,构建核心概念
全国新课标卷Ⅰ相对广东卷而言,更注重生物科学史的考查。利用科学史促进高中生物核心概念建构,也是高中生物复习当中的一个重要策略。以科学发展史为材料,让学生重走科学家的研究历程,培养学生的科学探究能力,使学生体会概念的建构过程,加深对核心概念的理解。
例如,“DNA是遗传物质”的探索历程就是一个很好的素材。此前,孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由遗传因子控制;摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上;科学家接下来又发现:染色的成分是蛋白质和DNA,而染色体在遗传上具有连续性和稳定性。因此,探究遗传物质的本质无疑就落在蛋白质和DNA上了。对遗传物质的早期推测,一开始就有人认为是蛋白质,他们的理由是:蛋白质的基本组成单位——氨基酸,氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息,因而认为蛋白质是生物体主要的遗传物质。但又有不少人对这一观点提出质疑,挑战这一观点的有以下几个经典实验:1928年,格里菲思利用小鼠作为实验对象,进行了肺炎双球菌的体内转化实验,得出了“已经被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子”的结论,但是转化因子究竟是什么,格里菲斯却未能搞清楚。紧接着,1940年艾弗里为了搞清楚什么是“转化因子”,以肺炎双球菌作为实验材料,进行了体外转化实验。他设法把S型细菌的各种成分相互分离,分别单独和R型细菌进行培养,结果发现,只有添加了S型细菌DNA成分的培养基上,部分R型会转化为S型细菌,并且这种转化后的S型细菌可以进行增殖,于是艾弗里得出了“转化因子是DNA,DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质”这一结论。遗憾的是,艾弗里实验中提取出的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质,因此,仍有人对实验结论表示怀疑。于是1952年,赫尔希和蔡斯以“T2噬菌体”为实验材料,利用“放射性同位素标记”技术,完成了另一个更具有说服力的实验:“首先分别利用35S、32P标记的细菌培养噬菌体进行同位素标记,然后将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养,观察同位素的去向。”如此,巧妙地把蛋白质和DNA区分开,直接、单独地观察DNA和蛋白质的作用,从而进一步证明了“DNA是遗传物质”。
教师通过讲解“遗传物质的探索过程”这一生物科学史,让学生清楚地认识到科学探究是要经历了“发现问题—作出假设—实验验证—得出结论”的过程,从而形成质疑与严谨的科学态度以及良好的生物科学素养。同时,通过对发现史进行梳理,“DNA是遗传物质”这一核心概念也得到了构建。
3 小结
总之,高中生物复习教学关键在于核心概念的构建,针对不同的概念类型和教学内容,有选择地运用概念图、设计问题串、演示认知过程和利用生物科学史等策略进行核心概念的重构,是提高高中生物复习的重要策略。同时,教师还要加强学生梳理、归纳知识的能力,帮助他们正确理解和内化相关概念,从而提高概念教学的有效性。
参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2011. 本文由wWW.dyLw.NeT提供,第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务,欢迎光临dYLw.nET
[2] 兰英,译.埃里克森.概念为本的课程与教学[M].北京:中国轻工业出版社,2003.
[3] 刘恩山,张颖之.课堂教学中的生物学概念及其表述方法[J].生物学通报,2010,45(7):40-42.
关键词:新课程;生物教师;专业发展
中图分类号:G451 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)18-0028-02
教师工作是一门专业,是一种服务公众的形态,它需要教师拥有专门知识和特殊才能,这些都要经过长期的持续努力与研究,方能获得与维持。知识经济时代的到来,教育面临着深刻的变革,更直接地显示出教育对维系人类生存的本质意义。为此,教师要探讨育人规律,反思自身的教育实践并不断改进完善自己的教育行为。这样,教师的专业性才能凸现出来,教师成为专业人员就成为教师职业发展进程中的必由之路。
一、生物教师要有课程意识
生物教师要具有课程意识,是生物学新课程对教师提出的必然要求,也是转变生物教学方式的重要前提。只有确立了课程意识,教师才能从整体上把握生物学新课程“全人”的培养目标;才能树立“以学生发展为本”的价值取向、全面发展的质量观、民主平等的师生观、发展性课程评价观以及新的生物学课程资源观;才能帮助生物教师摆脱“知识中心”、“课堂中心”、“学科中心”等偏向,关注生物学新课程结构的综合性、均衡性与选择性,以优质的课程结构促进全面育人目标的落实;才能使生物学教师在获得一定课程权力的同时也意识到更大的责任,并在国家、地方课程实施的创新中和校本课程的开发中提高研究水平,在生物学教学的实践中促进自身专业发展与生命价值的提升。
在教学过程中,教师应以生物学教材内容为“基点”,以开放式的思考路径,不仅关注学生生物知识的学习,而且要结合学生的经验同时关注过程与方法、情感态度和价值观目标的实现。此外,还要关注生物知识与其他学科之间、学习领域之间的联系,进行知识的整合,实现课程的综合化,使学生掌握由“点”到“面”再到“类”的知识与学习方法。
这必然会对生物学教师的知识结构、思维方式和教学能力、学习方式与发展途径等方面提出多样化的要求,也有助于提升生物学教师专业发展的水平,从而促进其全面发展。
二、生物教师要具备学科专业知识
教师要高质量地完成教学任务,必须具备广博的知识。在教师的专业知识结构中,除具备必要的学科专业知识外,一方面要具备教育专业理论知识,了解教育的目的、功能、教育对象的身心特点,掌握课程的设置及知识安排体系,熟悉常用的教学方法等;另一方面要具备普通科学文化知识,即社会、历史、人文等方面的常识,以帮助学生了解丰富多彩的世界,满足学生多方面的发展需要。
面对新课程改革,教师应不断获取新知识、新信息,提高自身的专业知识素养和创新能力。知识更新的速度与科技信息的爆炸性发展已成为当今世界发展的重要标志,生命科学是当前发展最快的学科之一,教育科学如今也在课程改革中迅速前进。
作为生物教师,更要具备生物学科的相关专业知识,精通生物学科本身的一些概念、原理、事实,能把握学科知识的体系和概念的结构,具有缜密的思考问题的方法。此外,教师还需要在实践中不断调整、改善自己的知识结构,学习生物学科的前沿知识,了解生物知识的进展和最新动态,做到与时俱进。生物教师只有不断扩充生物专业知识信息,才能适应当今课程改革与时展的需要;只有不断接受新知识,才能促进师生创造性思维的共同发展。教师在长期的生活工作中,容易形成一种思维定势,必然妨碍创造性思维的产生,而新知识、新信息的出现不仅给生物教师们以新的创造基础,而且能引发教师的好奇心,引发新的联系乃至幻想,从而增加点燃创造性思维火花的机会。
三、生物教师要提升教学语言修养
教学语言是完成教学任务的主要手段,它不仅要符合语言学的一般规律,而且要具备教育教学和科学上的独特性。生物学也有自己的教学语言,生物教学中的语言有两种,主要是文学语言和生物学语言。
生物学语言是生物学教学语言的核心部分,是生物学科教学内容的主要载体,体现了教学的知识性和科学性。文学语言是不同学科教学中所共有的,主要用以组织教学活动,有转承、提问、指令、强化、心理调节等作用,它服务于生物学语言,体现了生物教学的教育性和艺术性。
生物学教学语言是以生物学语言为主体的两类语言的有机结合体。没有生物学语言的教学就不成为生物学教学,没有文学语言的生物学教学又无异于拿一本生物学专著照本宣科。生物学语言对学生的认知活动有重要影响,生物学知识和方法主要积淀于生物学语言之中。正是有了生物学语言,才使得进一步认识纷繁复杂的生物界成为可能。
例如,在复习神经系统内容时,可以这样提问。
师:前面几节课,我们以人体为例,系统地学习了神经系统的调节。现在提出几个问题: ①反射弧由哪几部分组成? ②兴奋在神经纤维上是如何传导的? ③兴奋在神经元间的传导为什么是单向的?
生:反射弧由感受器、传入神经纤维、神经中枢、传出神经纤维、效应器五部分组成;兴奋在神经纤维上是通过膜电位的变化来传导的;兴奋在神元间单向传导的原因是神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙,然后作用于突触后膜。
这里,“前面几节课”、“以……为例”、“系统地学习了……”、“现在提出几个问题”等都是文学语言,而学生的回答则是典型的生物学语言。此外,在讲述生物的应激性时,可以引用叶绍翁的“春色满园关不住,一枝红杏出墙来”这样的文学语言加以形象的说明。
相比文学语言,生物学语言具有科学性和概括性。科学性要求在运用概念、阐述现象、引用材料和逻辑表达上准确无误,不能犯目的论、特创论等错误,也不能将生物学术语与日常生活俗语相混淆。生物学教师必须提升语言修养,注意在教学实践中研究生物学语言现象,包括教材的、学生的和自己的,在提高自己的同时示范学生。这样,才能使中学生物学教学形成良性循环,才有利于学生生物学语言表达能力的培养与提高。
四、生物教师要终身学习
教师专业发展是一个持续不断的过程,学习则是教师专业成长的保鲜剂。生物教师只有不断地“充电”、“吸氧”、“补钙”、“添加维生素”才能源源不断地吸取源头活水,加强自己的专业发展。
新世纪的生物教师作为教育者同时又应是需要持续不断学习的终身学习者,一方面要培养随时学习的习惯,做终身学习的实践者和行动者;另一方面面对日新月异变化的知识,需要采用基于信息技术的知识管理来提升学习的能力,从有效信息和知识的获取辨别,到知识吸纳内化与分享学习,再到知识的应用与创新,这是一个持续不断的知识管理的循环过程。在此基础上,还要积极运用学习的社会性特征,特别是基于教师专业发展这一共同领域主题,群集一批教师进行帮带互助学习,形成进行社群学习的实践社团,对教师专业发展领域主题的共同探讨,积极展开各种学习交流的实践活动。
人们曾经把教师比作蜡烛,燃烧了自己,照亮了他人;现在则有人说,教师要有一桶水,才可以给学生一碗水。新的课程改革要求教师是不灭的火种,引燃学生求知的热情;成为涓涓的溪流,引领学生融入知识的海洋。新课程给教师提供了挑战,要求教师的思维更为活跃,视野更为宽阔,要求教师与学生一起,共同学习,并且终身学习。
从某种意义上说,教师的整个教学过程就是学习和发展过程,教师职业生涯实质就是教师专业发展过程。发展是其核心要义,终身学习则是教师专业发展的必要途径和方法。
参考文献:
[1]韩冬云.教师专业发展的内涵、问题与趋向[J].辽宁教育研究,2005,(3).
[2]李作为.浅述新课程下生物学教师的职业素养[J].生物学教学,2008,(3).
[3]张希波.浅谈生物教师的专业发展[J].读与写杂志,2007,(6).
[4]李勇.对教师专业发展的思考[J].决策导刊,2007,(4).
[5]蔡其勇.新课程改革背景下的教师专业发展研究[J].教育探索,2006,(12).
[6]尉智林.新课程背景下教师专业发展的思考[J].教育革新,2007,(2).
一、课题的研究背景及选题意义
生物学概念是生物学科知识结构的基础,是生物学科最基本、最基础的内容,它的教学理应受到充分的关注。一直以来很多教师主要还是单纯地讲授这些概念,忽视了分析这些概念内在的联系,教学方式比较单一,造成了学生死记硬背、索然无味、厌学生物的现象。如何利用课堂教学让学生愉快地获得清晰、准确的生物学概念,是每一个生物教师必须认真探讨的课题。
二、研究步骤
1.第一阶段:问卷调查阶段。在这一阶段,从学生概念的掌握情况、学生对概念的接受方式、教师对概念的教学手段等几个方面着手制定调查问卷。
2.第二阶段:实践分析教师同课异构案例及理论探究阶段。此阶段为此次课题研究的主体部分。教师之间进行同课异构,探究不同教师以不同的教学手段进行概念教学,通过对学生进行课后当堂检测,并在课后认真反思,集中交流。
3.第三阶段:文献整理阶段、成功展望阶段。此阶段研究调查问卷、教师教学的情况分析和概念教学的相关理论等,研究课题实施的可行性及效果,并进行集中交流,对研究成果进行总结,撰写论文,形成可行性理论依据,以便在下一阶段的教学中进行参照实施。
三、研究方法及过程
1.问卷调查法:从课题研究方向入手,设计调查问卷,从学生的概念学习误区、教师教学手段等方面进行调查并及时进行调查结果的分析和总结。
2.文献研究法:通过查阅、搜集在概念教学研究方面的理论文献,大体了解师生在概念学习中存在的具体问题,分析并提炼出与本次微型课题研究相关的信息。
3.实践研究法:通过教师的同课异构,对某一概念较多章节的内容进行教学。探究教师的各种概念教学模式,是否引导学生积极探索,使学生在探索过程中形成概念、掌握概念,发展学生的多种能力。设计的问题能否有效地深化概念,对于具体的概念采用的教学方法是否合理等。
四、研究成效
结合新课程理念,在生物概念教学中,通常采用以下策略会取得较好效果。
1.运用生物科学发展史。高中生物教学中有很多概念的提出是一个循序渐进的过程,来源于许多科学家经过长时间的实验探究。例如,激素的概念,首先引导学生分析激素的发现史,从沃泰默、斯他林和贝利斯、巴甫洛夫等在不同年代通过多组实验逐渐得出激素是由内分泌器官分泌的一种化学调节物质的结论。这段科学史既有助于学生了解激素的本质,又培养了学生探究精神。
2.深入剖析概念。教师要善于抓住概念中的关键词和要素对概念进行剖析、分解。比如种群和物种这两个概念, “种群”的构成要素有三个:一定区域、同种生物、全部个体;“物种”的构成要素有三个:自然状态、相互、产生可育后代。教师围绕概念本质做文章,学生就很容易理解这些概念的内涵。
3.运用生活实例。高中阶段的不少生物学概念比较抽象,经验丰富的教师善于利用情境教学,充分利用生活中的一些例子引入概念。在介绍ATP概念时我们可以举这样一个例子:我们要购买一件文具,如果拿大额支票去购买很不方便,必须兑换成小额的人民币。这里的“大额支票”我们可以看做糖类等,“小额人民币”可以看做是ATP,从而让学生很容易理解ATP作为直接能源物质的作用。
4.展开对比。在中学生物教材中有大量的概念从字面上看也许仅仅一字之差,但本质含义相差甚远,因此教学中去精心辨析、比较,不失为一种好的概念教学手段。比如:无子番茄与无子西瓜、自交与测交、杂合体与纯合体、生长素与生长激素,使学生清楚认识到这些概念的相同点和异同点,从而能够区分这些核心概念的内涵及本质。
5.利用概念图等。教师运用概念图作为一种教学手段或工具进行教学,可以将众多概念的内在联系直观地加以展示和区别。概念图能使学生对所学生物知识概括化、系统化、网络化。比如在细胞的分类、DNA和RNA 的比较、体液免疫与细胞免疫、等概念教学时构建概念图,能让学生更好地构建知识网络,有利于生物学科素养的提高。
一、信息技术整合生物教学的重要性
信息技术与生物课程整合的内涵就是以现代教育思想、教育理论为指导,把以计算机及网络为核心的信息技术作为促进学生自主学习生物学知识的认知工具与热爱生命、热爱大自然、自觉保护生存环境的情感激励工具,作为创设丰富的生物教育环境的工具,并将这些工具全面应用到生物学科的教学过程中,使各种教学资源、各个教学要素和教学环境,经过整合、组合、相互融合,在整体化的基础上产生聚集效应,从而促进传统教学方式的根本变革,达到培养学生创新精神与实践能力的目标。
二、信息技术与生物教学整合初试
生物学作为一门自然学科,大量使用计算机多媒体,能不受时空限制,直接表现自然界的各种现象,使学生充分感知所学内容。无论是微小的细胞结构,庞大的生态系统,还是几十亿年的生物进化过程,经过信息技术的处理,都可以清清楚楚地显示在课堂之中。利用多媒体技术可以化静为动,化小为大,化大为小,化抽象为具体,化复杂为简单,可以将语言、挂图、模型无法表达清楚的原理过程形象直观的表达出来,提高课堂的教学效果。
1.多媒体导入引人入胜
在整个教学过程中,最重要的是开头导入部分,运用多媒体导入,能很快的吸引学生的注意力,使授课能顺利进行下去。例如,在细胞的多样性和统一性这节的学习中,先给学生播放不同种类细胞的形态,激发他们探究的欲望;在学习氨基酸脱水缩回形成蛋白质时,把书本上静态的过程用动态的形式呈现给学生,学生分析归纳就更有兴趣。
2.信息技术优化课堂教学
教师可以用相关软件和平时积累的素材,根据教学内容的要求,精心设计和一些形象、生动、融知识性和趣味性于一体的多媒体课件,这样既节省了教学时间、降低了教学难度,又有利于提高学生的学习兴趣,加深对教材知识点的理解。比如,在讲授“细胞的有丝分裂”这一节内容时,可以把植物细胞和动物细胞有丝分裂的过程用flas来演示,这样便于学生对本节知识的理解学习,又便于老师授课,同时动画比较还可以更直观地理解动植物细胞有丝分裂的异同点,且有丝分裂是学习减数分裂的基础,也为以后学习减数分裂打下良好的基础。
3.结合网络教学创设自主学习条件
教师可以按学生学习内容构建学习框架,然后将学生引入一定的情境中,让学生独立在校园网或局域网上查询、梳理、整理、归纳信息,再通过小组之间开展协作式讨论学习,达到自主学习知识的目的并能掌握运用。比如,在“生命活动的主要承担者——蛋白质”一节的自主学习中,首先利用网络让学生自主探究相结合的方法,建立起蛋白质是生命活动主要承担着的基本认识;然后然后围绕学习重点——蛋白质的结构来设计一些问题,让学生有选择地进行自主学习,在学习过程中可以通过自主查阅,多人协作等方式来解决相关问题,同时可以通过网上传递进行交流;接着让学生对自己感兴趣的问题发表自己的意见,进行总结,教师再作总的评价,进行理论升华;在整个教学过程中真正体现了学生是学习的主体。
4.信息技术突破教学时空限时
生物学是一门以实验为基础的学科,实验是锻炼学生实践能力的重要途径。但有些实验由于材料采集难度大或反应速度慢,持续时间长等原因而无法正常进行。这时,利用计算机模拟生物实验教学,可以弥补因实验时间和实验条件限制而造成的不足,还可以通过模拟改变实验条件,观察实验变化的规律。
三、信息技术与生物教学整合的体会
信息技术与生物教学整合是改革的大势所趋,努力探索有效途径和方法是每一位生物学教师义不容辞的责任。日益发展的信息技术已经渗透到人们生活的各个角落,用现代化教育理论武装自己的头脑,努力提高自己的信息素养是信息时代对教师素质的要求。教学整合中应以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动建构。在整个教学过程中,教师应利用信息技术创设情境,进而充分调动学生学习的主动性、积极性和创新精神,最终使学生有效地实现对当前所学知识的建构。当然,教师也不能忽略自身的主导作用,教学设计、教学创意、教师对学生的热爱以及人格魅力比起教育技术来说更加重要,是技术永远无法替代的,也是信息技术与学科教学整合特别需要关注的问题。
四、生物学教学中现代信息技术应用应注意的问题
1.生物教学中信息技术的正确使用
教学手段是由教学内容决定的,在教学过程中不可滥用信息技术,而且在应用的过程中不可哗众取宠,为了应用而应用,流于形式。应该明确应用信息技术的重要意义在于充分恰当应用它来增强教学的有效性,提高教学质量,全面提高学生的综合素质。
2.要与传统教学手段和方法相结合
尽管信息技术作为直观的教学工具,具有很大的优势,为学生的学习和发展提供了丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。但是传统的黑板、粉笔、挂图、模型等工具,录音机、幻灯机、放映机等电化教学手段仍有用武之地。只有把各种教学工具和教学手段充分结合使用才可得到最佳的教学效果。
3.注意生物学科的特点
关键词: 初中生物 概念图 会考复习 应用
一、目前复习过程中存在的问题
初中生物知识点较繁杂,知识面广,概念较多,但会考的复习时间较紧,加上生物是非中考科目,所以生物学科向来是学生眼中的“副科”,学生不愿意在生物学科上花上更多的精力,因此学生的基础知识薄弱。目前传统的教学方法是以教师讲解为主,因此学生的主动性得不到发挥,学生只是靠死记硬背,知识点凌乱容易混乱,知识结构欠缺,逻辑推理能力较差。如何在短时间内高效率地提高学生的识记水平,培养学生分析总结和归纳的能力,是一个艰巨的任务。
为解决以上问题,快速有效地提高学生的识记水平,提高学生的生物学素养,我利用概念图教学策略进行初二生物会考复习的尝试,并且取得了较好的效果。
二、概念图在中考生物复习中的应用
1.概念图的理论基础。
概念图的理论基础是Ausubel的学习理论。知识的构建是通过已有的概念对事物的观察和认识开始的。学习就是建立一个概念网络,不断地向网络增添新内容。为了使学习有意义,学习者个体必须把新知识和学过的概念联系起来。Ausubel的先行组织者主张用一幅大的图画,首先呈现最笼统的概念,然后逐渐展现细节和具体的东西。
2.概念图的实践过程。
(1)根据学生的学习情况分为8个小组,每组6个人左右,选定其中的一位为组长。
(2)在教师引入主题后,给足学生时间进行自主复习,教师巡视给予每组指导。
(3)在组长的指导下,每个组员进行讨论并根据自己的思维初步构建概念图,在此过程中,学生进行有意义的学习,也就是进行思维和记忆的过程。
(4)教师引导全班同学对每组的概念图进行指导修正,并集全班力量在黑板绘制概念图。
例如,在复习生物的生殖和发育这个专题的内容,我先引入说明生物体的寿命都是有限的,对于每个物种来说,通过生殖和发育生命才能不断延续和发展,然后让学生讨论所知道的生物生殖和发育情况。然后给予10分钟自行阅读书本,并写出与这部分内容有关的关键字眼,再用连线和有关文字联系几个关键字的内在关系。
3.使用概念图的优点。
(1)有助于学生对知识进行整理、归纳、比较,形成有效的知识网络,提高复习效率。
针对初中生物知识面广、知识点杂的特点,这样处理后能将生物知识高度浓缩,学生能够清晰了解章节之间的联系,知识点之间的差异和联系点,通过比较归纳讨论后加深对知识的理解和掌握,并且在后期进行自我复习的时候能够从全局上把握学过的内容,提高复习效率。
(2)有助于培养学生的团结合作精神。
学生通过分组讨论,自主构建知识网络并寻找概念间的关系,将知识进行自我内化,并通过小组成员之间的讨论修正合作,培养学生的批判精神和良好的合作精神。
(3)有助于学生发散性思维和创造性思维能力的培养,提高解决问题的能力。
利用“概念图”,学生可以更好地围绕主题,进行充分联想、发散性思考,将与主题相关联的知识分层、分类进行管理,使“概念图”真正成为“学习地图”。同时,当置身于一个新问题情境时,学生可以利用“概念图”,对其所面对的核心问题,进行较系统的分析与判断,找到解决问题的关键性因素或关键环节,利用存储在头脑中与核心问题相关联的“知识群”,而不是单一的“知识点”,加以分析、判断和解决,而且利用概念图可以进行类比记忆和对比记忆等。且对于同一个主题的“概念图”而言,由于学生的认知程度、思维方式、学习习惯不同,其制作的“概念图”也不尽相同。因此,教师要充分发挥学生学习的自主性,可以增加思维难度,只提示某一主线,让学生自己建构概念图,更能体现学生思维的多元化。
(4)有助于提高学习兴趣,激发学生主动和个性化学习。
多种形式的“概念图”设计使学生对知识注入更多的自我思考。这种自主的、个性化的“概念图”能够充分体现学生的思维特点,有助于提高学生学习生物的兴趣。同时,激发学生带着主动的、积极的学习心态,完成属于自己的“概念图”,产生了成就感,调动了学习的主动性,从而提高了生物学习兴趣。
三、关于“概念图”的思考
1.不是所有教学内容都适合画概念图。
概念图只是一种手段,在概念学习、实验理论学习时,帮助我们更好地理清思路,更愉悦、更有效地学习。
2.在实施概念图复习教学过程中,要充分发挥教师的主导作用。
显然教师对学科知识的掌握和理解要远远高于学生,能够高屋建瓴地给予学生构建概念图的总体思路。因此,构建概念图的步骤中有一部分可以由教师完成,即由教师提出某个复习领域中的主要概念,然后由学生对概念的内涵和外延进行挖掘,确立概念之间纵横向联系,补充与概念相关的科学事实。
3.“概念图”不仅是关于思维的一种工具,更重要的是其蕴含在工具中的思想方法。
这种思想方法,使其应用的领域成为无限可能。对于初学者来说,在了解“概念图”的制作原理和基本方法的基础上,坚持绘制属于自己的“概念图”,直到熟练为止。对于同一个主题可以多次制作“概念图”,挖掘对主题的理解,提升思维水平。同时经常吸收别人的经验,提高绘制“概念图”的水平。除了生物学习外,其他学科的学习、各种生活事务也可以用概念图的方式清晰表达,将这种思维方式应用到生活的各个方面。比如:做一个学习计划、做一次会议记录、做读书笔记等,能真切体会到它的高效性,很多学生使用后觉得在各个方面都可以使用。
4.“概念图”倡导与追求的不仅仅是一种个人的智慧,更重要的是一种团队的智慧。
2001年7月,教育部颁布了《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》(以下简称《实验稿》),这是我国首次颁布的生物课程标准。从2009年起,生物课程标准修订组围绕“凸显核心概念”开展了一系列修订工作,于2012年1月正式出版了《义务教育生物学课程标准(2011年版)》(以下简称《标准》)。本次修订汇集了国内外生物科学教育的研究成果,使生物学课程标准在原有课程理念、课程目标、内容框架的基础上实现了一次重要的改进和提升,在凸显重要概念方面有了实质性的进步,为课堂教学奠定了基石。与《实验稿》相比,《标准》最大的变化是在内容标准的十个主题中增加(或修改)了50个“重要概念”。同时,《标准》在教学建议别增加了一段关于“重要概念”的教学建议,明确提出“围绕着生物学重要概念来组织并开展教学活动,能有效地提高教学效益,有助于学生对知识地深入理解和迁移应用”,这对义务教育阶段的生物学教师提出了新的教学要求并对高效生物课堂提供了方向性的指导。本文就《标准》中“重要概念”的内涵、“重要概念”教学的意义,以及如何围绕“重要概念”组织教学进行讨论。
一、“重要概念”的内涵
《标准》中指出:生物学重要概念是处于学科中心位置,包括了对生命现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关学科具有重要的支撑作用。
对“重要概念”的理解首先需要理清概念与事实的关系。事实性知识是客观的,可以通过感官或一定仪器观察测量获得,比如“昆虫具有两对翅膀、三对足”,这就是一个可以观察到的事实。而概念往往是主观的,是人的思维活动的结果,即是由众多的事实归纳推理得出的,概念是对事物的抽象或概括,比如“遗传性状是由基因控制的,基因的遗传信息是可以改变的”,这是人类思维活动对事实性知识进行逻辑加工得出的结论。由此可知,生物学事实是帮助学生形成正确的生物学概念的前提,但是教师的教学活动不能仅仅是让学生记住一些生物学事实,更重要的是让学生通过事实提取生物学本质的东西,建立正确的生物学概念,进而在学生的头脑中建构出合理的概念体系,并能利用这个体系解决他们的实际问题。
对“重要概念”的理解还应对重要概念、一般概念、上位概念、下位概念进行区分。比如,“生态系统能够维持相对稳定是由于生态系统具有自我调节能力”与“生态系统的自我调节能力是有限的”,前者是重要概念、上位概念,后者是一般概念、下位概念。生物学重要概念即是那些能够展现当代生物学科图景的概念,是生物学科结构的主干部分,是生物学知识领域的中心。
二、重视“重要概念”教学的意义
传统初中生物教学中常有这样一些偏差:追求对事实的记忆,忽视对概念的理解;注意记忆概念术语定义,忽视对概念的深层理解;教学注意力没有集中在重要概念上,而是放在次要概念上;关注孤立概念的学习,淡化了以重要概念为中心的概念体系的建构。这些偏差都降低了生物课堂教学的有效性,甚至增加了学生的学习负担。
(一)提高学生的生物科学素养
《标准》指出:“生物科学素养是指参加社会活动、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观”。三维目标第一个维度就是知识目标,而概念构成了知识的主体。只有较好地进行重要概念的教学,学生的科学素养才能得到全面发展。科学思维能力的发展也是科学素养的重要内容,尤其是抽象逻辑思维能力,而概念学习是发展学生抽象逻辑思维能力的重要途径之一。
(二)促进学生对知识的深入理解和迁移应用
传统教育往往强调对事实信息的记忆和背诵,然而要达到深层理解的程度仅凭大量的事实记忆是远远不够的。重要概念教学有助于学生在事实性知识上建立深度的、高层次的学习。例如“认识洋葱表皮细胞”、“认识人的口腔上皮细胞”是事实性的学习,在此基础上建立起来的“理解细胞是生物体结构与功能的基本单位”概念性学习有助于学生理解细胞的结构及功能、动植物细胞结构区别及生物体的结构层次。学生不需要记忆所有细枝末节的信息或孤立的事实,而是需要深入理解从大量事实中概括出的抽象规律和原理,掌握这些基本概念和原理并能迁移应用于新情境中。
(三)帮助教师明确教学目标和重难点
初中新课程仍然重视知识教育,但不意味着把纷繁复杂的生物学事实都让学生记忆掌握。明白了这一点,教师就会很清楚课堂教学目标中,概念性知识目标应该占有很大比重,理应成为课堂教学的重点。在新授课上,教学主线基本上是沿着生物学事实、概念、规律或原理进行的,多节课甚至整学期的课都为重要概念的构建服务;而复习课则可以在重要概念的指导下,自上而下地梳理重要概念的支撑点。比如在《标准》中内容标准第五部分“生物圈中的人”提出了8个重要概念,其中一个重要概念表述为“消化系统包括口腔、食道、胃、小肠、肝、胰、大肠和,其功能是从食物中获取营养物质,以备运输到身体的所有细胞中”。围绕此重要概念展开的教学分解为“人体需要的主要营养物质”、“人体消化系统的组成”、“食物的消化过程”、“营养物质的吸收过程”、“合理膳食”等支撑内容,合理安排每个内容的教学目标有助于学生建立起消化系统的整体概念。
三、如何围绕“重要概念”组织教学
《标准》指出,“教师在设计和组织每个单元的教学活动时,应该注意围绕重要概念展开,精选恰当的教学活动内容,其教学策略可以是讲授、演示、实验、资料分析、讨论等,以促进学生对重要概念的建立、理解和应用”。在具体的教学实践中,可以采取以下策略:
(一)给学生提供丰富的直观材料或紧密联系学生生活经历,帮助学生理解抽象概念
抽象概念的形成需要以事实或者感性的、直观的材料作为基础,所以在生物教学中教师要给学生提供丰富的直观材料,引用学生生活的相关经历,以帮助学生理解抽象概念。比如,对《标准》内容标准第四部分“生物圈中的绿色植物”中的重要概念“绿色植物能利用太阳能(光能)将二氧化碳和水合成贮存着能量的有机物,同时释放出氧气”概念的理解,教师可让学生先从海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯等人的实验中感知光合作用发现的过程,通过分析各实验之间的联系,理解光合作用的原理和意义,从而在各实验研究的支撑下建构起光合作用这一重要概念。再如,对“遗传”相关概念的理解,教师可以引导学生从观察人的眼睛、头发、耳垂等,让他们注意到白种人与黄种人的眼睛颜色是不一样的,而黄种人之间也有卷发与直发的区别。在这些事实的基础上,让学生逐渐了解概念背后的规律。
(二)重视前科学概念与错误概念对概念掌握的影响,促成学生的概念转变
一般认为,学生在接受正规的科学教育之前所形成的概念可称之为前科学概念或前概念。学生形成的前科学概念中有些是对客观世界的朴素观念,有的则完全与科学概念相悖,后者也叫错误概念。教学过程中就要注意引导学生由前科学概念向科学概念,由错误概念向正确概念转变。这个由原有概念改变、发展和重建的过程称为概念转变。例如,有些学生误认为“动脉血”就是在动脉里流动的血,经过学习发生概念转变,懂得动脉血是经过肺部气体交换以后含氧量比较高的血液。
(三)重视探究和实验在概念学习中的作用
初中学生思维发展正在从形象思维向抽象逻辑思维转变,抽象的逻辑思维有了发展,逐步占据主导地位,但很大程度上还属于经验型的,在认识事物和考虑问题时还经常需要具体的感性经验来支持,所以在初中生物学习中思维常需要表象作为基础。教师要加强探究、实验、观察和直观教学,给学生的思维活动提供素材。例如,在《标准》中内容标准第一部分“科学探究”中明确教师需要帮助学生形成以下重要概念:“设置对照实验,控制单一变量,增加重复次数,获得准确结果的可能性就越大”。学生直接理解这个重要概念的内涵和外延都有困难,需要教师引导学生从具体的实验探究中去感受各种实验表象,进而从大量事实性的知识中真正理解此重要概念的内涵,提高实验探究能力。比如,教师在进行“实验法的一般步骤”教学时以响尾蛇怎样追踪到被自己袭击过的老鼠为例提出“只用一只被响尾蛇咬过的老鼠来做实验行不行”,“另外一只用没被咬过的兔子来做实验行不行”,“实验只做一次行不行”,“被响尾蛇咬过的老鼠和没被咬过的老鼠拖行不同的路线行不行”等一系列问题让学生从讨论和教师引导中逐渐对此重要概念形成正确的认识。
(四)善用图表帮助学生理解概念的实质和联系
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确定重要概念和概念等级;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。例如《标准》中重要概念“按照是否有传染性,可将疾病分为传染性疾病和非传染性疾病”可以由下表表示重要概念与一般概念及事实性知识之间的联系(如图1)。
列表比较教学也是生物教学中建构重要概念的基本方法之一。在生物学概念中,有很多名称相似或相近的概念,如染色质和染色体等,可以采取图解分析、结构示意图对照等方式进行比较,就能有效地突出它们的异同,在辨析中学生留下深刻的印象。如《标准》中重要概念光合作用和呼吸作用就可以用表格形式进行比较(如表1)。
通过系统地对相近概念进行比较,找出它们之间的异同点,就可更清楚地掌握概念的实质。