高中生物复习核心概念教学策略研究
2022-06-08
摘 要 叙述了高中生物一轮复习中核心概念教学是困扰一线教师的难题之一，在教学中，通过运用概念图、设计问题串、演示认知过程和利用生物科学史等教学策略，引导、帮助学生建立科学明晰的概念体系， 从而达到高三一轮复习有效、高效的课堂教学。
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，学习核心概念
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，演示认知是学习核心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 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，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.
[4] 徐洪林，康长运，刘恩山.概念图的研究及其进展[J].学科教育，2003（3）：39-43.
[5] 王后雄.“问题链”的类型及教学功能[J].教育科学研究，2010：50-54.
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，学习核心概念
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，演示认知是学习核心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 网专业代写教育教学论文和论文代写以及发表论文服务，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.
[4] 徐洪林，康长运，刘恩山.概念图的研究及其进展[J].学科教育，2003（3）：39-43.
[5] 王后雄.“问题链”的类型及教学功能[J].教育科学研究，2010：50-54.