高中生物學核心概念的知識生成策略探索獲獎科研報告

高中生物學核心概念的知識生成策略探索獲獎科研報告摘要：生物學核心概念是位于學科中心，具有超越課堂以外的遷移價值和持久價值的概念性知識，包括主要概念、原理、理論的基本理解和解釋，生物學核心概念是學科結(jié)構的主干部分?！爸R生成課堂（教學）”是指在彈性預設的前提下，教師引導學生發(fā)生新舊知識相互作用，實現(xiàn)知識的深層理解，完成自主構建，以實現(xiàn)教學目標的活動?！吧伞笔菍W生生命的具體課堂中的體現(xiàn)。高中生物學教學中圍繞核心概念的知識生成，有利于學生在學習中真正理解知識，構建知識網(wǎng)絡，內(nèi)化知識，提高學習效率。本文以生物必修一《分子與細胞》為例，運用教材資源、運用概念圖、聯(lián)系生活實際等策略探索高中生物學核心概念的知識生成方式。

關鍵詞：高中生物核心概念知識生成

一、基于教科書，問題驅(qū)動學習，掌握核心概念。

在新一輪課程改革中，高中生物教科書在編排上增設了許多導學的專欄，突出了問題（任務）驅(qū)動學習的方法，期望把傳統(tǒng)的教學過程轉(zhuǎn)化為更接近“提出問題—解決問題—發(fā)現(xiàn)問題”的過程。如在每章首頁，由“引言+圖片+名言（或詩句）”組成；每節(jié)以“問題探討”專欄開始；每節(jié)的核心內(nèi)容，以問題形式組成“本節(jié)聚焦”專欄；還有“資料分析（或資料搜集和分析）”和“思考與討論”，等等。這些專欄的設置在一定程度上引導學生抓住章節(jié)的主干，圍繞主干串聯(lián)基本概念，并思考其內(nèi)在關聯(lián)和知識本質(zhì)。如第1章第1節(jié)《從生物圈到細胞》，“本節(jié)聚焦”為3個問題：為什么說生命活動離不開細胞？地球上的生命系統(tǒng)可以分為哪些層次？為什么說細胞是基本的生命系統(tǒng)？其實，這3個問題就是3個核心概念：生命活動離不開細胞；生命系統(tǒng)的層次；細胞是基本的生命系統(tǒng)。其中“生命活動離不開細胞”這一核心概念教學過程中，教師為學生設置了問題串：“生物按照是否由細胞組成可以幾類”（答：細胞生物和病毒）；“依據(jù)構成生物的細胞的多少又可以分為什么”（答：單細胞和多細胞生物）；“單細胞和多細胞生物的生命活動場所是在哪里”（借助教科書上的“資料分析—生命活動與細胞的關系”引導學生分析，答：在細胞中）；結(jié)合教材節(jié)首的“問題探討—SARS病毒”提問“病毒的生命活動在哪里進行？”學生通過資料了解SARS病毒侵害人體的肺部細胞，導致呼吸困難等，借助討論提示的“病毒不具有細胞結(jié)構”，學生自然理解了教科書上的“即使像病毒那樣沒有細胞結(jié)構的生物，也只有依賴活細胞才能生活”的描述，并深刻理解了“生命活動離不開細胞”這一核心概念。

“生成性學習，就是要訓練學生對他們閱讀的東西產(chǎn)生一個類比或表象，如圖形、圖像、表格或圖解等，以加強其深層理解”。通過問題串形式的學習，學生在腦袋中形成了“地球上因細胞才形成的瑰麗的生命畫卷”的圖像，這已將“生命活動離不開細胞”這一核心概念轉(zhuǎn)化成圖像深刻于腦海。

教師基于教材資源，通過設計問題串，以問題（任務）驅(qū)動學生主動學習，能有效幫助學生扎實理解基本知識，并掌握核心概念。

二、運用概念圖，構建核心概念，達成知識生成。

概念圖是用來組織和表征知識的工具。它是由美國康乃爾大學教育心理學家諾瓦克（JosephD.Novak）博士等根據(jù)奧蘇貝爾（DavidP.Ausubel）的有意義學習理論而開發(fā)的。它是由節(jié)點和連線組成的一系列概念的結(jié)構化表征，其中的節(jié)點表示某一命題或領域內(nèi)的各概念，連線則表示節(jié)點概念間的內(nèi)在邏輯關系。它可以讓學生通過各個知識點的回顧，梳理相關概念間的聯(lián)系，從而建構核心概念。

例如“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”這一核心概念是分析了蛋白質(zhì)分子結(jié)構多樣性原因和逐漸了解生命活動無時無刻不與蛋白質(zhì)相關，以及和其他組成物質(zhì)相比較后抽象和概括出來的核心概念。該核心概念既涉及蛋白質(zhì)的基本組成單位、組成元素、分子結(jié)構與空間結(jié)構、功能等方面，又涉及肽鍵、二肽、多肽、氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、脫水縮合等基本概念及生物學知識。要使學生真正理解該核心概念，需要學生在清晰各基本概念的基礎上，梳理各概念之間的聯(lián)系，如在掌握氨基酸的組成元素、氨基酸結(jié)構式的前提下，明確兩（多）個氨基酸脫水縮合形成二（多）肽的過程，進而理解盤曲折疊方式的不同構成了空間結(jié)構的多樣性，從而使其擁有功能的多樣性。當基礎概念梳理好后，通過學生自主地勾畫概念圖（圖1），使各具體概念之間的關系更加清晰，在畫概念圖的過程中，使學生不斷思考，將碎片化各知識點相連接，形成知識結(jié)構，并具有節(jié)點，最終形成并支撐“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者”這一核心概念。

通過概念圖，使學生在思考、回顧知識的基礎上，將概念內(nèi)化為自己的理解，并用連線方式表示其內(nèi)在關聯(lián)，形成知識體系，達成核心概念的生成。

三、聯(lián)系生活實際，創(chuàng)設學習情境，理解核心概念。

生物學是與學生生活實際關系最密切的一門學科，高中生物教科書中的“與生活的聯(lián)系”“科學技術社會”等專欄都在營造一種聯(lián)系現(xiàn)實生活的學習氛圍，創(chuàng)設進一步理解和應用知識的情境。在生物學教學中，適當聯(lián)系學生生活實際，創(chuàng)設生活情境，能夠使學生在解決實際問題的同時，深入理解生物學的核心概念。

第5章第1節(jié)“酶”的核心概念：“酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中多數(shù)是蛋白質(zhì)”，這一核心概念統(tǒng)領了本章節(jié)的眾多基礎知識，包括“酶本質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA”，“酶通過降低化學反應活化能而發(fā)揮催化作用”及“影響酶促反應的因素”等，并以其為核心形成具有內(nèi)在邏輯聯(lián)系的知識體系。

在講授“酶”這節(jié)知識前，學生對“酶”并沒有太多認識。為了使學生更好地理解該核心概念，化解該知識的抽象性，教師展示《科學·技術·社會》這個欄目中多幅極具沖擊力彩圖，并讓學生將家里使用的洗衣粉、牙膏等日常用品包裝袋（盒）在課堂上進行交換展示，提醒學生從包裝袋（盒）上的物品說明中找出與“酶”相關的描述。學生從這一學習環(huán)節(jié)感受到原來“酶”就生活在我們的周圍，酶原來與人類活動那么密切相關，加酶洗衣粉比普通洗衣粉洗得更干凈，多酶片中含有很多種消化酶，果膠酶可以提高果汁的澄清度，等等。通過這些生活實際例子，學生感受到，“酶”給我們的生活增添姿彩，這樣提高了學生對“酶”這一知識的探究興趣，從而為“酶的本質(zhì)和作用”、“酶的特性”等其他概念的學習做好了鋪墊，有助于學生加深對“酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中多數(shù)是蛋白質(zhì)”這一核心概念的理解。

聯(lián)系生活實際，創(chuàng)設學習情境，充分結(jié)合生活中常見的相關素材，化抽象概念為具體物象，使學生從生活實例中強化核心概念，提高知識遷移與運用能力，體驗到生物學是一門實用的科學，從而對生物學產(chǎn)生更濃厚的興趣。

高中生物學教學中圍繞核心概念的知識生成，有利于學生在學習中真正理解知識，構建知識網(wǎng)絡，內(nèi)化知識，提高學習效率。由于學生的學習主要是通過課堂教學每一課時中參與教學過程，在過程中理解和不斷積累而形成的，對生物學核心概念的認識，也是在獲得大量事實和一般概念的基礎上，逐漸概括和建構起來的。知識生成既重視教師的“教”，又重視學生的“學”；既強調(diào)