充分利用概念教學(xué)助力科學(xué)思維發(fā)展

1、充分利用概念教學(xué)，助力科學(xué)思維發(fā)展王本華摘要 以義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）精神為指導(dǎo)，依據(jù)概念的形成規(guī)律及科學(xué)思維的內(nèi)涵，從概念引入、概念建構(gòu)、概念梳理、概念應(yīng)用4個(gè)環(huán)節(jié)將科學(xué)思維的培養(yǎng)與概念教學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合，較好地促成了學(xué)生對(duì)生物學(xué)重要概念的建立及科學(xué)思維的發(fā)展。關(guān)鍵詞 科學(xué)思維 概念教學(xué) 初中生物學(xué) 教學(xué)策略中圖分類號(hào)G633. 91文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B科學(xué)思維是指基于客觀事實(shí)或證據(jù)，運(yùn)用概念、判斷、推理及論證等科學(xué)思維方法，正確認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)屬性、發(fā)展變化規(guī)律及事物之間聯(lián)系的求真務(wù)實(shí)的思維習(xí)慣和能力。發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維是初中生物學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)之一。生物學(xué)概念是對(duì)生命現(xiàn)象及其規(guī)

2、律進(jìn)行抽象的“產(chǎn)物”，也是生物學(xué)大廈的“基石”。生物學(xué)重要概念對(duì)初中生學(xué)習(xí)生物學(xué)有重要支撐作用，處在整個(gè)課程體系的中心位置。義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）（以下簡(jiǎn)稱課程標(biāo)準(zhǔn)）特別強(qiáng)調(diào)要“關(guān)注重要概念的學(xué)習(xí)”，明確要求教師要精心選擇教學(xué)內(nèi)容，圍繞重要概念有效組織并開展教學(xué)活動(dòng)。因此，如何在概念教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維是每位生物學(xué)教師都需要思考的問題。筆者依據(jù)概念的形成規(guī)律及科學(xué)思維的內(nèi)涵，從概念引入、概念建立、概念梳理、概念應(yīng)用4個(gè)環(huán)節(jié)將科學(xué)思維的培養(yǎng)與概念教學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合，較好地促成了學(xué)生對(duì)生物學(xué)重要概念的建立及科學(xué)思維的發(fā)展。1 創(chuàng)設(shè)問題情境，引入重要概念，助力科學(xué)思維引發(fā)認(rèn)知沖突是

3、指認(rèn)知主體在心理上產(chǎn)生對(duì)立或矛盾。一般地，在學(xué)習(xí)過程中，當(dāng)學(xué)生原有的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)和真實(shí)情境不相符時(shí)，認(rèn)知沖突就會(huì)產(chǎn)生。它是促進(jìn)學(xué)生積極、主動(dòng)思維的“引發(fā)器”，也是促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展和認(rèn)知結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的有效手段。教師在實(shí)施重要概念教學(xué)時(shí)，基于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，先創(chuàng)設(shè)一個(gè)兩難的情境，再設(shè)置與重要概念相聯(lián)系的真實(shí)問題，能促使學(xué)生認(rèn)知沖突產(chǎn)生，以此引入重要概念，較好地助力科學(xué)思維的引發(fā)。例如，現(xiàn)行人教版義務(wù)教育生物學(xué)教材（以下簡(jiǎn)稱教材）七年級(jí)下冊(cè)“人體內(nèi)廢物的排出”一章，涉及的重要概念是“人體產(chǎn)生的廢物主要是通過泌尿系統(tǒng)以尿液的形式排出體外”。學(xué)生通過先前的學(xué)習(xí)及生活經(jīng)驗(yàn)的積累，己了解“水是人體中含量最多的物質(zhì)

4、，對(duì)人體各項(xiàng)生命活動(dòng)的正常進(jìn)行有重要作用”。基于此，教師展示比利時(shí)首都布魯賽爾市中心的一尊作撒尿狀的小孩銅像，引導(dǎo)學(xué)生回憶排尿的生活經(jīng)歷，提出問題：水是細(xì)胞的主要成分之一，對(duì)人體各項(xiàng)生命活動(dòng)的正常進(jìn)行極為重要。排尿會(huì)排出很多的水。那么，人為什么還要排尿呢？這樣可以驅(qū)動(dòng)學(xué)生積極思考，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引入概念，引發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維。2 精設(shè)探究性活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生分步建構(gòu)重要概念，助力科學(xué)思維發(fā)展概念是人腦對(duì)事物本質(zhì)特征及內(nèi)在聯(lián)系的反映，是思維的基本形式之一。生物學(xué)重要概念不同于具體的事實(shí)，是以客觀事實(shí)為基礎(chǔ)，通過科學(xué)思維活動(dòng)，抽象和概括出來的具有普遍性和規(guī)律性的內(nèi)容，涵蓋了同一類事物的本質(zhì)屬性。所

5、以，生物學(xué)重要概念是科學(xué)思維的產(chǎn)物，建構(gòu)生物學(xué)重要概念需要用到各種科學(xué)思維方法。因此，在實(shí)施重要概念教學(xué)時(shí)，教師需要精心創(chuàng)設(shè)多樣化的探究性活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使他們積極、主動(dòng)地獲?。ɑ蚋兄┯写硇缘?、豐富的事實(shí)，再設(shè)置與概念形成緊密相連的梯度問題串，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些事實(shí)進(jìn)行分析、比較、歸納、抽象、概括等，分步建構(gòu)重要概念。在概念建構(gòu)過程中，教師較好地對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維進(jìn)行了訓(xùn)練，助力科學(xué)思維發(fā)展。例如，課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)八年級(jí)下冊(cè)“人的性別遺傳”提出了“解釋人的性別決定”的目標(biāo)要求。本節(jié)涉及的重要概念是“人的性別是由性染色體決定，生男、生女機(jī)會(huì)均等”。為幫助學(xué)生自主建構(gòu)重要概念，達(dá)成課程標(biāo)準(zhǔn)提出

6、的目標(biāo)，教師先設(shè)置有一定梯度的系列問題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“觀察與思考”欄目中的男、女成對(duì)染色體排序圖進(jìn)行觀察和比較，辨認(rèn)其中的性染色體，說出X和Y染色體在形態(tài)上的差別，再根據(jù)生殖細(xì)胞形成過程中染色體的行為變化規(guī)律，對(duì)精子和卵細(xì)胞中的染色體組成進(jìn)行合理推理，進(jìn)而確定精子及卵細(xì)胞的類型（以性染色體為判斷依據(jù)）。以此為基礎(chǔ)，教師再引導(dǎo)學(xué)生用圖直觀地表示兩種類型的精子參與受精的過程，說出所形成的受精卵中的性染色體組成，進(jìn)一步抽象出“人的性別是由性染色體決定的”。最后，教師指導(dǎo)學(xué)生開展“模擬實(shí)驗(yàn)”，來體驗(yàn)精子與卵細(xì)胞的隨機(jī)結(jié)合。在模擬的過程中，教師強(qiáng)調(diào)“每次取完記錄后，再將棋子放回去，注意搖勻再取”，并引導(dǎo)學(xué)

7、生討論、分析操作的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用“模擬實(shí)驗(yàn)”欄目后的討論題驅(qū)動(dòng)學(xué)生積極思考，使學(xué)生順利建構(gòu)“生男、生女的機(jī)會(huì)均等”的概念：男、女性體細(xì)胞中各有多少對(duì)染色體？請(qǐng)指出其中的性染色體。你能從兩圖中分辨出男性或女性的染色體排序圖嗎？你能找出哪條是Y染色體嗎？嘗試說出它與X染色體在形態(tài)上的差別。你認(rèn)為在精子或卵細(xì)胞里有幾條性染色體？以性染色體為判斷依據(jù)，男性會(huì)產(chǎn)生幾種類型的精子？女性會(huì)產(chǎn)生幾種類型的卵細(xì)胞？在這一系列問題的引導(dǎo)下，學(xué)生積極主動(dòng)地參與探究性活動(dòng)，運(yùn)用分析與比較、推理與歸納、抽象與概括等方法建構(gòu)概念，科學(xué)思維得到了有效的訓(xùn)練。3 利用概念圖梳理重要概念，助力

8、科學(xué)思維結(jié)構(gòu)優(yōu)化思維結(jié)構(gòu)是一種過程性的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，也是通過思維活動(dòng)認(rèn)識(shí)事物內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系時(shí)顯現(xiàn)出來的邏輯結(jié)構(gòu)。概念圖是組織和表征知識(shí)的工具，它通過“連接線”及“聯(lián)系詞”用圖形化的形式把各個(gè)概念及概念與命題的關(guān)系直觀地呈現(xiàn)出來。繪制概念圖能體現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)各概念間的邏輯關(guān)系的理解程度，能將學(xué)生的隱性思維過程可視化。因此，教師以學(xué)生探究性活動(dòng)中感知的生物學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，依據(jù)概念間的層級(jí)關(guān)系和邏輯關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)、修正、展示概念圖，對(duì)所學(xué)概念進(jìn)行梳理，有助于學(xué)生厘清并建立結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的概念知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。建構(gòu)概念知識(shí)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)學(xué)生邏輯思維能力的一種較好的訓(xùn)練和提升，促進(jìn)他們優(yōu)化科學(xué)思維的結(jié)構(gòu)。例如，教

9、材七年級(jí)上冊(cè)“綠色植物是生物圈中有機(jī)物的制造者”一章闡述了“綠色植物制造的有機(jī)物不僅用于構(gòu)建植物體，還養(yǎng)育了生物圈中其他生物”。學(xué)生通過教科書中“綠葉在光下制造有機(jī)物”實(shí)驗(yàn)的探究，獲取了支撐次位概念理解的具體事實(shí)，初步建構(gòu)了如下次位概念：綠色植物光合作用需要光;淀粉是光合作用的產(chǎn)物;葉綠體是有機(jī)物的合成場(chǎng)所，也是“能量轉(zhuǎn)換器”;綠色植物通過光合作用為地球上所有生物的生活提供了物質(zhì)和能量。以此為基礎(chǔ)，教師設(shè)問題串，引導(dǎo)學(xué)生從光合作用的條件、產(chǎn)物、場(chǎng)所及意義幾個(gè)方面建構(gòu)概念圖：光合作用的產(chǎn)物是什么？光合作用必須在光下進(jìn)行嗎？結(jié)合以前所學(xué)知識(shí)，說出光合作用的場(chǎng)所。綠色植物制造的有機(jī)物有什么作用呢？你

10、能嘗試概括出什么是光合作用嗎？學(xué)生合作、梳理概念，進(jìn)一步抽象出光合作用的內(nèi)涵：“綠色植物利用光能，通過葉綠體，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存能量的有機(jī)物”。學(xué)生通過繪制有邏輯關(guān)系的可視化概念圖（圖1），自主建構(gòu)概念知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了思維的顯性化、結(jié)構(gòu)化，較好促成了思維結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。4 應(yīng)用重要概念解決實(shí)際問題，助力科學(xué)思維品質(zhì)提升思維品質(zhì)是人們?cè)谒季S過程中表現(xiàn)出來的個(gè)性特征，是衡量思維水平高低的標(biāo)志，如思維的深刻性、靈活性、批判性、創(chuàng)造性等。概念應(yīng)用是拓展、豐富學(xué)生的認(rèn)識(shí)，完善概念的必要環(huán)節(jié)。生物學(xué)重要概念與生活緊密相聯(lián)系，學(xué)生應(yīng)用概念解決生活或生產(chǎn)實(shí)踐問題、解釋具體的生物學(xué)現(xiàn)象，能深化理解己建立起

11、的重要概念。學(xué)生在應(yīng)用概念中，需要調(diào)動(dòng)自身已有的認(rèn)知與實(shí)際問題并與生物學(xué)現(xiàn)象建立聯(lián)系，通過質(zhì)疑、尋找證據(jù)、評(píng)價(jià)證據(jù)、合理推理、恰當(dāng)判斷、理性解釋等科學(xué)思維活動(dòng)達(dá)到解決生物學(xué)問題或解釋生物學(xué)現(xiàn)象的目的，同時(shí)也較好地促進(jìn)了學(xué)生思維品質(zhì)的提升。例如，教材七年級(jí)上冊(cè)“綠色植物的呼吸作用”一節(jié)學(xué)習(xí)時(shí)，在學(xué)生利用概念圖梳理重要概念，建立起有關(guān)呼吸作用的概念知識(shí)體系后，教師提出問題：栽種農(nóng)作物需要松土，而儲(chǔ)藏蔬菜的窖必須留孔通風(fēng)。你能嘗試解釋原因嗎？學(xué)生運(yùn)用呼吸作用原理進(jìn)行質(zhì)疑、分析、推理，最終做出解釋：松土的目的是增加土壤中氧氣含量，確保根的呼吸作用正常進(jìn)行;菜窖留孔通風(fēng)則是為了降低窖內(nèi)溫度，降低蔬菜呼吸

12、作用強(qiáng)度，延長(zhǎng)蔬菜的儲(chǔ)藏時(shí)間。學(xué)生通過思維活動(dòng)對(duì)生活或生產(chǎn)實(shí)踐問題進(jìn)行深入思考，應(yīng)用概念解決實(shí)踐問題、解釋具體的生物學(xué)現(xiàn)象，體驗(yàn)到概念的實(shí)用性，進(jìn)一步促進(jìn)了對(duì)重要概念的理解。在具體情境問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生進(jìn)行了深度思考，深化科學(xué)思維，提升了科學(xué)思維品質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，教師首先需要加強(qiáng)概念教學(xué)。因?yàn)楦拍畹慕?gòu)過程就是運(yùn)用科學(xué)思維方法認(rèn)識(shí)事物的過程，概念教學(xué)本質(zhì)上也是思維教學(xué)。因此，初中生物學(xué)教師應(yīng)以課程標(biāo)準(zhǔn)精神為指導(dǎo)，圍繞重要概念開展教學(xué)活動(dòng)，充分利用好重要概念這一載體，將學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)融合到概念引入、概念建立、概念梳理、概念應(yīng)用4個(gè)環(huán)節(jié)，通過創(chuàng)設(shè)適切的問題，引導(dǎo)學(xué)生通過探究性活動(dòng)感知事實(shí)，在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用分析與比較、推理與歸納、抽象與概括等科學(xué)思維建構(gòu)概念，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣，發(fā)展科學(xué)思維能力，進(jìn)而提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，以更好地落實(shí)義務(wù)教育生物學(xué)課程目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：1 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）S.北京：人民教育出版社，2022.