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关键词 核心概念 科学内涵 教育教学 教学策略
中图分类号 G633.91 文献标志码 A
1 生物学核心概念的科学内涵
核心概念在学科中处于核心位置,具有总领学科骨架的功能,同时能够组织起与之相关的概念和大量的事实。它包含了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释,是学科结构的主干部分。了解核心概念,必须从两方面入手:
① 要重视不同概念之间的联系;
② 要重视在不同情境下对核心概念的迁移。
美国国家课程标准中类似的概念是统一概念,可以帮助教师回答这个问题:“当学生离开学校后你希望长久留存学生记忆的东西。”
现如今对学生更多的要求在于理解学科本质的概念性知识。这种理解体现在解决实际问题的过程中,这就要求教师对学生学习知识的方向有所引导,由传统的重视繁杂生物学事实性知识,转向对学科本质内容的深层次认识和理解。在这个过程中,教师充当引导者,学生是主体,教师应该帮助学生建构核心知识,并促进其在新环境中的迁移。核心概念是位于学科中心,展现当代学科图景,是学科结构的主干部分。
新的《美国国家科学教育标准》指出:生物学科的核心概念可以从四个方面阐述――生命科学从分子到生命体的Y构与进程;生态系统相互作用的能量和动力学;遗传与特性的变异,生物演化以及统一性与多样性。具体理解为:生命系统由简单到复杂,由低等到高等都具有一个共同特点――高度有序性,保证生命活动有条不紊的进行;生态体系也是系统,系统就会遵循能力守恒等定律;生物的性状是可以遗传的,同时受到环境的影响,性状也不是一成不变的;自然界在演变,作为主角的生物也会随环境的演变而进化,造就了当今生物的多样性和统一性。
2 生物学核心概念的教学教育价值
目前实施的课程改革更多提倡学生对核心概念的本质理解,因为理解了核心概念基本就抓住了学科本质和学科基本观念。理解核心概念不仅要求理解其科学内涵,更重要是学生在解决日常生活实际问题的时候能结合学科核心概念,理解问题的实质。近年来越来越多的文献报道和论文报告指出,核心概念在学生学习学科本质方面的重要教育教学价值。教师以核心概念为建构课堂教学的主线和抓手,可以让课堂设计思路更加清晰,实施步骤更加明朗,实施结果更加清楚,课堂效果更容易评价。教师在课堂中利用核心概念组织教学,可使学生的知识不再零散,而形成比较牢固的知识体系。这样的知识体系因其明确的有机结构不容易被学生遗忘,有助于学生对学科重要知识的深刻理解,并能轻松地对所学知识迁移到其他的教学单元和模块,有助于学科知识体系的整体建构和应用。
在课堂中,教师可以根据核心概念确立教学目标,对教材的每节课、每个教学单元、每个模块都可以围绕特定的核心概念建立知识网络,进而帮助学生在较短的时间内掌握特定教学单位的知识结构,方便学生更早地定制学习目标,进而学习方向性更准,学习兴趣更浓,同时也使教师在授课的时候方向性更准确,更能有效地检测教学设计的实效性。在核心概念建构中,不能只以生物学现象和事实作为建构的载体,而是要让学生能直观地体会核心概念建构的过程,更重要的是要让学生学会面对众多繁杂的生物学知识点,能找到知识点之间的关联。找准联系各个知识点之间的节点很关键,往往这些节点经过推敲和提炼就能成为学科的核心概念。当然了,学生在建构核心概念的同时不仅要了解核心概念的要素和内涵,还应领会其教育价值,形成生物学思维方法。
3 生物学核心概念相关的教学策略
3.1 生物学核心概念直接关联的探究活动策略
教师在进行某核心概念的教学设计时,要明确该内容在生物学知识体系中的地位、应该处理到的程度、使学生学会透过现象看本质的方法,促使学生客观地认识概念的本质属性,明确概念的内涵和外延,达到由浅入深地运用生物概念去解决一些实际问题的效果。
判定教学活动结构是否优化的重要方面是:是否能够发展学生的探究能力,且能够帮助学生判断问题的价值。当然结构优化的教学应当是为建构“核心概念”而服务的。下面对构建优化的教学结构步骤进行阐述。
(1) 教师要引导学生提出与核心概念直接关联的问题。没有问题设置的教学活动就会变得无的放矢,没有目标性,没有方向性。这样,学生的认识只能停留在初期的感性认识阶段,而不能上升到理性阶段,即形成科学概念。由此可见“问题”对科学探究活动的重要性。
(2) 规范学生与核心概念直接关联的观测活动。科学合理的探究过程包含非常多的探究步骤,每一个步骤都是不同的设计,都有不同的教学目标。当然,一个单元的教学往往不可能穷尽或同等强调所有的步骤。教师可以根据教学内容的性质和学生的情况分别安排观测活动、实验活动、分类活动。通过多次观测、实验和分类活动的进行,帮助学生逐渐摸清核心概念的本质、核心概念的教育教学功能以及核心概念建构需要的步骤,让学生对问题提出的设计方面,对核心概念形成的重要作用有初步的认识。
(3) 设计与核心概念直接关联的实验。观察可以是人的眼睛和其他感觉器官进行的直接观察,也可以是借助于仪器的间接观察――实验。实验活动设计的宗旨是通过对非观测变量进行有效的控制,而对观测变量进行有效地观测。
(4) 交流与核心概念直接关联的内容。一个人的观察往往有限,通过交流可以分享彼此的观察,互相弥补经验上的不足,达到重复观察的效果。教师要注意控制课堂谈论的方向,引导学生对观察对象进行客观、准确的描述。教师不要在缺乏足够的观察、描述时进行“大科学”问题的讨论。另外,课堂讨论的内容要反映探究的过程。
3.2 生物学科核心概念的常规教学方法
(1) 教师要联系实际引入生物学核心概念,如物质跨膜运输实例的教学。教师从生活现象――学生都吃过凉拌萝卜丝,引出质壁分离概念。一般而言,对于常识性的生活问题,学生或多或少有所了解,但是不一定都能从原理上真正理解,或者说不能举一反三。教师可以设计逐一剖析的问题,让学生逐步理解食盐在做凉菜时起到的作用,学生会感到有趣,对接下来的学习充满期待。如呼吸作用的教学中,教师从酵母菌可以酿酒和做馒头、乳酸菌可以制作乳酸饮料说起,到讨论蔬菜水果如何保鲜及冰箱的作用。这样从学生熟悉的事例着手引出呼吸作用的方式、过程及影响因素会很自然。
(2) 实验探究构成概念,如酶的教学。生物学是一门以实验为基础的学科,随着实验发展而发展,通过实验展示学科本质。绝大部分酶的本质是蛋白质,蛋白质的特性会受到温度、pH等因素的影响,因此在设计探究实验时,可以从这些因素入手,通过探究实验的步步推进,让学生在完成探究实验的同时,了解蛋白质的变性与复性的原理和条件。
(3) 建构模型明确概念。在核心概念教学中,有时候单纯通过文字的表述不能很清晰很直观地将重要概念展现出来。生物学科教学中常模型有:图片、实物和数学模型,模型为概念的顺利得出和概括创造条件,能多侧面多角度深化概念,还可以用于延伸概念。具体来说,图片模型可用于减数分裂,实物模型可用于光合作用的教学,数学模型适合遗传规律的讲解,运用图表深化概念,让概念之间产生联系。概念图能较好展示概念之间的逻辑关系,能让概念之间隐性的关系显性化,能更好地组织和呈现教学内容,使学生更容易理解各概念之间的关系及其在知识体系中所处地位。
4 围绕生物学核心概念组织课堂教学的实例展示
生物学核心概念构成了当代生物学科结构的主干,在学科知识中处于最本质和核心的地位。美国的“2061计划”明确提出“少而精”的教学理念,旨在帮助学生减少对大量孤立的琐碎的事实记忆的力度,将学习的重点放在科学知识结构的理解上,让学生能尽快地抓住学科本质的框架。这样不管学科知识如何发展和补充,学生都能游刃有余地分析和理解新知识,让自身知识结构能不断更新和发展。同时可以提以课堂教学的有效性和学习复习的有效性。我国高中生物学课程标准倡导“提高学生的生物科学素养”。指出“生物科学素养反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平”。教师在设计教学活动时,应将帮助学生理解核心概念作为教学设计的中心,将具体的生物学事实作为设计教学活动的工具,调动学生一系列的思维活动去理解并建构生物学核心概念。
4.1 “遗传信息的传递”的教学实践
本节课是高中生物《必修2・遗传与进化》中的一节课。对于这节课的核心概念之一的“遗传信息的传递”教学设计不仅仅需要考虑本节课的核心概念的教学实施^程,同时也需考虑到本节课在其教学单元和教学专题中的地位,给学生呈现的核心概念建构的方法和步骤不仅能适用于本节课,也能在其他课堂中灵活应用。具体来说,本节课堂的教学设计是围绕“遗传信息的传递”中的核心概念展开的。通过参与“分析案件”和“比较组装的2个DNA分子携带的遗传信息是否相同”的活动,学生清晰地认识了:“同一个体的体细胞中DNA分子所携带的遗传信息相同,遗传信息相同是指DNA分子的碱基对数目及排列顺序相同”。通过探究阶段“尝试自己构建DNA分子复制模型”和“沿着科学家的实验历程进行探究”的活动,学生在评价阶段能够正确地用图示的方法表示DNA分子的复制过程,获得本节内容的核心概念。因此,围绕“遗传信息的传递”中的核心概念的教学能有效地帮助学生理解本节课的核心概念。
4.2 “光合作用”的教学实践
光合作用是生物学中最重要的概念之一,其过程较为复杂,一直是学生学习的难点。对这一核心概念做好分析,对教师更有针对性地开展教学具有非常重要的意义。光合作用这一概念包含着大量的生物学事实,一直以来很多教师对于这节课主要还是单纯讲授这些生物学事实,忽视了分析这些生物学事实内在的联系,一味地让学生背诵,造成了学生死记硬背、,厌学生物的现象。
(1) 概念分析:
合作用这一概念,可以分成如下子概念:绿色植物、光反应、暗反应、物质转变、能量转变。绿色植物(表明生物种类)通过叶绿体(表明具体结构),利用光能(表明能量来源)把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,并且放出氧气的过程。
(2) 创造冲突的学习情境:
学习被看作是解决新旧知识、经验的认知冲突使原有认知结构发生改变的过程。概念放在一定的应用情境下才会显得生动和有意义,真实的情境能够使学习变得更为有效。学习的目的不仅仅是要让学生懂得某些知识,而且要让学生能运用所学知识去解决现实世界中的问题。
4.3 整体把握是生物学模块教学的关键――以“稳态与环境”为例
现行高中生物课程标准的一个明显特征是:课程结构发生了变化,即确立以模块作为教学体系。现行高中生物课程标准共设置6大模块:3个必修部分,即分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境;3个选修部分,即生物技术实践、科学与社会、现代生物科技专题。以模块来设置生物课程,课程就有了新特点:
① 每一模块相对独立;
② 围绕某一主题,选取知识内容;
③ 有其内在知识逻辑的内容体系。
例如3个必修模块中:“分子与细胞”模块侧重于对生命的物质基础和结构基础的认识;“遗传与进化”模块侧重于对生命延续的认识;“稳态与环境”模块侧重于对生命系统自我调控的认识。每一模块侧重点各不一样。新课程标准提出:学生在学习了必修1的内容之后,既可以先学习必修2的内容,也可以先学习必修3的内容。由此可见各模块具有相对独立性。每一模块是一个整体,每一模块有其内在的逻辑内容体系,对穿插在每一模块的核心概念也就要从这一模块的整体上来把握和分析。
在高中生物学核心概念教学研究中,究竟什么是生物学核心概念?目前对此尚未形成统一的认识,这就给核心概念的教学带来了较大的困惑。下面以“稳态与环境”必修模块为例,讨论如何利用整体的思想、从整体的角度来把握这一模块的核心概念。
4.3.1 整体思路及模块教学的价值体现
(1) 以主题统整模块内容:“稳态与环境”模块的内容包括植物的激素调节、动物生命活动的调节、人体的内环境与稳态、种群与群落、生态系统、生态环境的保护六部分。前三部分是关于个体水平稳态的维持,后三部分是关于群体水平稳态的维持。无论个体水平还是群体水平,所有的生命系统在不断变化的环境条件下,都要依靠反馈调节机制维持其稳态。因此,以“稳态”为主题统领整个模块的内容,有利于学生对生命活动本质的理解。
(2) 以两大核心事件为贯穿模块内容的主线:稳态的维持依赖于反馈调节,产生反馈调节的基础是信息的传递。因此,任何一个水平稳态的维持都依靠两大核心事件――信息的传递和生命活动的反馈调节、相互作用的结果。以信息的传递和反馈调节作为贯穿整个模块的两大核心事件,有利于学生理解本模块知识之间的内在联系,有利于学生以“信息传递”和“反馈调节”为主线来整体认识本模块。
(3) 模块教学价值的整体体现。
① 丰富对生物学的理解和认识,生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。生命活动是物质、能量、信息三位一体的运动和变化。
② 学习系统分析、建立模型、取样调查等科学方法。系统分析包括定性分析和定量分析,高中生物学教育一般只能做定性分析。为了使学生能够运用系统分析的方法进行学习,课标中列举了“探讨人口增长对生态环境的影响”“阐明生态系统的稳定性”等内容。教师借助于这些内容,要教会学生用系统分析的方法来分析问题。在科学探究中经常使用的两种逻辑方法――模型方法(建立物理模型和数学模型)和数学方法(取样调查),在“稳态与环境”模块中都有很好的载体。例如,设计并制作生态瓶――物理模型,尝试建立数学模型解释种群的数量变动等,教师应引导学生运用这些科学方法进行该模块的学习。
③ 了解生物学在生活和生产中的应用。“稳态与环境”模块对学生了解生物学在生活和生产中的应用十分重要。可使学生关注生物科学的发展与社会的关系,如“评述植物激素的应用价值”“关注艾滋病的流行和预防”;可使学生形成环境保护意识,树立人与自然和谐发展的观念,如“关注全球性生态环境问题”“形成环境保护需要从我做起的意识”。
4.3.2 基于“整体把握”的模块教学策略
不论是教学重难点知识,还是普通的教学单元,教学设计都应该站在全面、合理的角度下进行,这就促使“整体把握”这样一个鲜明的模块教学策略应运而生。以往的经验告诉我们,陷在具体的生物学事实和表象性的认识上的教学侧重于学习和记忆数据、术语等,学生只知道一些名词、术语等零散的知识,所形成的知识结构只能是以知识点堆积为主的知识结构,学生迁移能力较差,创新能力和解决实际问题能力不强。这无疑是一种低水平的学习。整体把握基于对模块教学的认识和对重难点知识的理解,从学生思维发展出发,并结合具体事例和学生实际来构建“整体把握”模块教学的基本策略。
(1) 模块整体认识的初步建构。
生命系统(大到生物圈,小到细胞)自始至终都是一个有机整体,从成分到结构再到功能,都是紧密相联系的,生命系统各个部分都有各自错综复杂的知识结构,每个部分的结构有各自的特点。单纯从每个教学知识考虑教学设计,可能对于某一知识点而言,学生还是容易掌握的,但是稍加变换,学生就很难分辨哪个是中心,哪个是核心了。根据课程标准“理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的完整性”的要求,笔者认为,对于“稳态与环境”模块应从稳态的视角,认识生命系统是依存于一定环境条件,能够自我调节,维持自身稳态并与环境相适应的系统。生命系统本身就是多层次的,它们都存在跟外界或多或少的信息和能量交流和交换。这是本模块内容教学的关键之一,也是做好初中与高中衔接的一个有效着力点。
(2) 掌握系统分析、建立模型、取样调查等科学方法是发展科学素养的一个重要方面。
新课程理念强调在生物教学过程中重视科学方法的贯彻。科学方法是引导学生发展思维的研究方法,也是培养学生科学素养的重要手段。系统分析、建立模型和取样调查都是科学方法中常用而重要的科学方法。在教学过程中,教师要加强科学方法的贯串,通过有效合理地学习科学方法,让学生在活动中领悟科学方法的实质。在教学中有两个层面的建议:① 使学生在亲身实践的过程中感受、领悟、理解这些科学方法,同时要用好教材中的“活动”“实验”等栏目。② 挖掘教材中有关内容的教学价值,引导学生运用科学方法对具体的内容进行学习。以人教版教材中的练习为例,内环境的稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。这其中的关键点是:细胞是生物体的基本单位;细胞直接生活的液体环境叫做内环境;细胞维持正常生命活动的基础是需要内环境的稳态。教师让学生遵循这三点,在系统学习本章知识点的同时把握知识结,让新的知识点能融进原有整体知识结构中,让学生的知识能灵活运用,同时通过整体的学习,让学生能更自如的解决学习栏目中设置的问题,及以后考试中的问题。
(3) 通过宏观与微观的联系发展认识。
生命是一个开放的系统,同时又是一个微观和宏观有机结合的系统。这个系统的层次性表现在多个方面,每一个层次都可以成为独立的生命系统,都存在着稳态,同时,不同层之间的关系也不可忽略。由此,揭示了生命系统中尺度、结构与功能之间有着必然的内在联系,生命系统在不同尺度下存在着不同层次的结构,尺度与结构决定生命系统的功能。建立微观与宏观的联系是“稳态与环境”模块的一种思维方式。它不仅体现了认识稳态的多种角度,还建立起了宏观与微观这两种认识方式的联系。通过宏观和微观的联系不仅是模块学习的重要思路,同时也是生物学建构核心概念的基本思路,由基本生物学事实知识点出发,促成生物学一般概念,同时建构生物学核心概念。
5 生物学核心概念研究的展望
生物学核心概念及核心概念体系的研究和建构是一个巨大的工程,具有划时代意义。核心概念与概念体系的建构是基础性的学科和理论的必不可少的构成元素。要建立理论体系型的概念体系,教师就需要不停地对学科的研究现状进行深刻的反思,在反思中寻求建构的规律和检验方法,同时确定研究方向与研究任务,并在此基础上建立自己的理论体系,为这一门学科乃至相关学科提供新的视角与研究方法。
新课程采用模块方式进行教学,有利于学生掌握生物学核心概念。核心概念的研究最终都要为学生服务,因此,要关注学生^脑中的前概念的形成过程。生物学是研究生命现象并探究其中规律的科学,概念获得理论指引教师要有善于总结和概括的本领,研究生命现象规律离不开对事物和现象的描述,要求能从众多的生物学知识体系中提炼出核心概念。核心概念的建构及教学实施需要教育者帮助学生梳理好生物学核心概念。在教学设计中,教师要注意多思考,多归纳,多提炼,让学生在情景中理解核心概念的本质,有效地构建学科纲要,培养学学习生物科学的兴趣和爱好。
此外,教师要减轻学生的课业负担,关键是要把课教得本质、精确、简明扼要,这些与教师的生物学核心概念理解水平紧密相关。这就要求教师能透过众多的生物学事实聚焦核心概念,精选生物学事实,揭示生物学核心概念的内涵。只有这样才能引发学生的学习兴趣,使学生在有限的时间内学到更本质的、有利于终身发展的知识。提高核心概念的教学水平,既是提高课堂教学质量的保证,也是生物教师专业化发展的必由之路。
参考文献:
[1]Joseph D.Novak.Concept in Science[J].Theory into Practice,1971,10(2).
[2] 胡玉华.生物学核心概念及其教育价值和教学理解――以“稳态”概念为例[J].教学与管理,2012(1).
[3] 胡玉华.对生物学核心概念及其内涵的研究[J].生物学通报,2011(10).
[4] 胡玉华.生物学核心概念的界定和对美国FOSS“人体骨骼”的教学分析[J].生物学教学,2011(10).
[5] 张颖之,刘恩山.核心概念在理科教学中的地位和作用――从记忆事实到理解概念的转变[J].教育学报,2011(6).
[6] 王莉.基于概念获得理论的生物学核心概念教学[J].现代教育科学,2011(6).
[7] 刘恩山,张颖之.课堂教学中的生物学概念及其表达方式[J].生物学通报,2010.
[8] 李红菊,刘恩山.中小学生物学课程中生态学重要概念的筛选及表达[J].生物学通报,2010.
[9] 陈际升.核心概念在高中生物教学中的应用[J].考试周刊,2012(4).
2011版《义务教育生物学课程》中提出:“生物学概念是生物学课程内容的基本组成。生物学重要概念处于学科中心位置。”突出强调在新一轮的课改实践中要关注生物重要概念的教学,教学传统生物学概念教学的呈现方式为直接讲授法,学生在被动地接受,给学生的印象浅层,往往无法迁移、应用于新的情境中,只是作为生物概念内容的记忆者,而生物学重要概念又是学生学习的核心知识,因此认真有效地开展好生物概念教学就显得尤其重要。
在概念的学习中,学生应成为概念的主动建构者,根据建构主义理论,通过学生探究获得丰富的事实性知识基础之上,进而主动建构概念,通过抽象概括才能归结出概念,为此本人探索在教学借鉴美国“5E” (参与、探究、解释、迁移、评价)教学模式,通过创设情境吸引学生参与课堂探究主题,运用实验、观察、资料分析等多种探究形式,获取丰富的生物概念的事实性知识,从而归纳出生物学概念,为在新情境下开展迁移应用,最终对本节课的内容进行评价。
下面以人教版《动物体的结构层次》为例,通过对本课涉及重要概念的解析,分析其建立概念的事实性知识,运用“5E”教学模式开展生物重要概念教学的尝试。
一、教学背景分析
1.课标解析及教材分析 本节课在义务教育课程标准中,在“生物体的结构层次”主题下“细胞分裂、分化形成组织”和“多细胞生物体结构层次”两个内容中涉及,对于细胞如何通过分裂分化构成生物,就需要建构“细胞分化”、“组织”、“器官”、“系统”等4个概念,概念多知识容量大而且内容抽象,因此教学难度大。
2.学情分析 概念的学习是建立在学生原有知识(前科学概念)的基础上。之前,学生已经了解:细胞是构成生物体结构和功能的基本单位;细胞通过分裂产生形态、结构和功能相似的细胞,并已观察口腔上皮细胞、肌细胞、神经细胞等不同动物细胞在形态、结构和功能上所具有的差异性,并且对人体的器官和系统这些知识或多或少都有所了解。这些,为本节课的教学作好铺垫。但学习概念较多,抽象难度大,创设基于学生原有认识的问题情境,通过观察实验、资料分析、图片等探究活动,建立丰富的事实性知识,从而自主建构起本课重要概念,纳入学生已有知识体系。
二、本节内容的重要概念
在课标“生物体的结构层次”主题下,帮助学生形成的重要的生物学概念为“多细胞生物具有一定的结构层次,包括细胞、组织、器官(系统)和生物个体。”。具体到本节课的重要概念是“动物体的各种组织是由细胞分裂、分化形成的”、“动物体(人体)具有一定的结构层次:细胞、组织、器官、系统、个体”这两个概念。教学的难点在于细胞的分化和组织这两个概念,这两个概念突破也为后面几个概念乃至整个动物体结构层次的建构打下基础。
通过对课标及教材分析,将这两个重要概念分解成四个概念,并归纳出对这四个概念支撑的事实性知识。见下表。
表1 动物体结构层次概念形成的事实性知识及概念解析
本节课的概念图
三、教学目标及教学设计思路
1.知识目标 说出组织、器官、系统的定义;概述动物体的各种组织是由分裂、分化形成的;识别人体的几种基本组织;描述人体的结构层次:细胞、组织、器官、系统、人体。
2.能力目标 利用显微镜观察人体四种基本组织切片,区别说出四种基本组织细胞的结构特点及功能。
3.情感态度价值观目标 初步形成细胞的结构和功能相统一、生物体是一个统一体的观点。
教学设计围绕(参与、探究、解释、迁移、评价)五个环节展开,从鱼个体的发育创设情境导入新课,在教学过程中没有主动提出本节课涉及的重要概念,而是通过让学生通过实验观察四种基本组织细胞,不同器官分解图片以及同一系统中不同器官功能的分析等形式让学生主动建构起分化、组织、器官、系统等概念。体现感性到理性教学,符合初一学生的认知水平。
四、教学过程及组织
本节课采取用“5E”教学模式,是美国生物学课程研究开发的一种基于建构主义教学理论的模式,它包括有参与、探究、解释、迁移、评价五个环节,因本节课教学过程中分阶段形成几个不同的概念,为此将探究与解释两个环节合并,在教学中重复出现。
1.参与
展播小鱼个体发育的视频,提出问题:构成小鱼的基本单位是什么?它们都一样吗?它们集中起来就能形成一条小鱼吗?学生基本上都能说出是不行的,并能进行举例,但是又无法解释其中细胞为什么会有不同,这种“知其然而不知其所以然”的情境,使学生学习的欲望、热情以及思维都开动起来,参与到课堂中,从而引出本节课探究的主题:动物体的结构层次。
2.探究和解释
让学生通过自主的探究活动,获取丰富具体的事实性知识,为重要概念的建构起到十分重要的作用,因此本环节将是本节的中心环节。
探究一:观察不同的人体细胞图片,解释细胞分化的概念
要求学生联系刚才讨论,人体由不同的细胞构成,这些不同的细胞在结构和功能有什么不同?展示人体不同种类的细胞图片(皮肤上皮细胞、骨骼肌细胞、神经细胞、红细胞等),引导学生观察其形态、结构上不同,共同讨论其具有的功能,从而感知人体有不同种类的细胞,具有不同功能。为什么受精卵细胞分裂产生的新细胞,大部分细胞在形态结构功能上发生很大的变化。为形象地展示分裂与分化的过程,用几何图形展示其过程。
从而很自然地解释了形成细胞分裂产生的后代,在形态结构功能上产生的差异性变化,叫做细胞的分化。
探究二:观察四种基本组织切片,解释组织的概念
在开展探究活动之前先进行猜测,分化后的不同细胞是如何排列,是交织的还是同类聚集呢?学生猜想:具有同样功能的细胞会聚集在一起。因此通过观察四种基本组织切片(切片上的名字先遮盖,只标字母),以免学生先入为主。通过观察再与课本的图进行比较,找出它们分别是属于什么组织?有什么功能?从而让学生从观察中获得如下事实性知识:1)具有同样形态结构功能的细胞聚集在一起;2)不同的细胞群功能不同,从而教师再引出这样的细胞群称为组织,建构“细胞分化形成不同种类的细胞,这些细胞进一步形成不同的组织”这一重要概念。进一步分析四种基本组织在人体内的分布,为后器官的概念的形成奠定基础。
探究三:观察胃、脑、心脏等器官的模型或图片,解释器官的概念
展示胃的模型及解剖图,展示不同部位的细胞图,让学生观察分析细胞在其中是如何分布的,并结合生活体验给予说明。外壁是由一层结缔组织膜、中间是肌肉层、内壁是胃黏膜、其中还分布神经与血管。观察分析结果会形成如下事实性知识:1)观察的结构是由不同的组织构成的;2)组织在其中的分布是有次序的。从而共同建构起器官这一概念。通过进一步分析脑、心脏的组织构成及哪种组织为主,具有什么功能?
探究四:观察人体消化系统的图片,解释系统的概念
让学生通过观察人体消化系统的图片,组织学生讨论:你看到哪些器官?这些器官之间有什么联系?从而得出口腔、咽、胃、肠、、肝、胰腺、唾液腺等器官连在一起,能共同完成食物的消化和营养物质的吸收。从而直观了解到器官可以构成系统。进一步展人体的其它系统,加深对系统的概念的理解,并了解各系统相互配合形成统一的整体。
3.迁移
让学生能将将学习的概念在新的情境中运用分析。提出一个问题共同探究:皮肤是属于组织还是器官?通过引导学生通过先前几个概念分析:皮肤是否具有一定功能?这时让一个学生上台模拟与老师配合表演,老师用手假装成刀去割学生的手臂,这时同学们会感觉到什么?有什么会流出来?它们是属于什么组织?人冷时会起鸡皮疙瘩,生气时会怒发冲冠,说明皮肤中还有什么组织?通过这个实例,让学生学生判断人体的结构层次。
4.评价 本环节设计如下评价
评价1:展示判断题,辨析概念并说明理由,其目的是纠正学生错误概念。
评价2:让学生用图解的形式表示动物体的结构层次,目的是检测学生对结构层次大小顺序排列,也让学生进一步将知识系统化。
重要概念;动手探究;关键词;导学案
生物学重要概念处于学科知识最为本质和中心的地位,《义务教育生物学课程标准(2011年版)》(下文简称课程标准)列出了50个重要概念,为教师教学提供了重要参考。教师在教学过程中,如何有效帮助学生建构概念、理解概念、梳理概念间的联系、内化概念,进而关注学生重要概念学习的可持续性,提高学生的生物科学素养?这是值得研究的问题。
一、立足生活实际,建构概念
课程标准要求初中生物学教学要面向学生的生活世界和社会实践,走向学生的生活。为了让学生更好地建构概念,应与学生实际生活相联系,引导学生从感性知识出发,上升到理性知识,自主建构概念,同时尝试应用所学概念解释并处理日常生活中的相关问题。如在学习“血流的管道――血管”时,首先结合生活实际提出问题:体检时抽血,你知道针头插入什么血管?请大家摸一摸自己腕部的脉搏,看一看自己手上的青筋,这又是什么血管?这些问题能激发学生学习兴趣和探究欲望。第二,通过演示和分组实验观察小鱼尾鳍血液的流动,让学生在动手操作中观察、探索动物结构与功能相适应的特点,加深对三种血管特点的认知,培养学生的动手、动脑能力和爱护小动物的情感。在这个过程中,教师要发挥组织者和引导者的作用,让学生自主建构概念。第三,让学生阅读书本,完成导学案中有关动脉、静脉和毛细血管的结构和功能的习题,培养学生自主学习能力和归纳能力。第四,利用课件介绍三种血管,通过教师的讲授,厘清学生困惑的地方,帮助学生形成正确的科学概念。这样,通过设疑激趣――动手实验――自主学习――教师讲解等多种方式,突出了“三种血管的结构与功能”这一教学重点和难点,较好地达成了教学目标。最后,进行概念拓展应用――你手中只有大量的纱布、止血带和消毒药水,当遇到毛细血管出血、 动脉出血、 静脉出血的病人时,你应该怎样急救?让学生尝试应用所学概念处理生活中面临的问题,充分体现生物学知识来源于生活,又服务于生活的特点。
二、注重知识衔接,认识概念
概念教学时,教师要充分考虑教材编排的实际情况,注重前后教材的衔接,对有的概念不要急于下定义,待学完后续相关概念之后再引导学生回顾前面的概念,让学生有“恍然大悟”“原来如此”的感受。比如,细胞的生活需要物质和能量是人教版《生物学?七年级?上册》第二单元第一章的重要概念,初一年学生仅学习了细胞的结构,还没学习光合作用和呼吸作用的知识,能量对他们而言是很抽象的概念。因此,在学习这个概念时,应采用类比的方法,通过大量生活实例如手机充电、汽车加油、人吃饭等,让学生初步了解细胞的生活需要能量这一概念。学生在第三单元第四章“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”和第五章“绿色植物与生物圈中的碳―氧平衡”学习了光合作用和呼吸作用概念后,对细胞中物质和能量的变化有了认识。这时,引导学生比较光合作用和呼吸作用的过程、实质后,进一步要求学生归纳叶绿体和线粒体在能量转换中的不同作用,理解叶绿体和线粒体是能量转换器,促进学生对前面的“细胞的生活需要能量”这一概念的认识。
三、动手探究,理解概念
生物学是一门实验性强的科学,要求学生动手动脑进行探究。学生在探究的过程中,可以了解科学家的研究方法,理解概念形成过程,养成科学思维习惯。例如,为了帮助学生理解“绿色植物能利用太阳能(光能),把二氧化碳和水合成贮存能量的有机物,同时释放氧气”这一重要原理,本人在教学过程中做了如下尝试:首先,梳理这一概念中所涉及的二氧化碳、水、淀粉、氧气等物质以及光能、有机物中的化学能等能量,请学生思考如何通过实验探究光合作用的原料和产物。学生带着问题,阅读书本中与光合作用相关的系列实验,了解科学家的探索历程,尝试设计实验,并讨论和完善设计方案。在这个过程中,学生的探究欲望不断被激发。其次,对实验材料、内容及方式进行适当的调整,增加学生动手探究的机会。在进行 “绿叶在光下制造有机物”实验时,除天竺葵外,多准备几种实验材料,让学生探究不同植物在相同条件下光合作用是否相同,从而选出最佳实验材料;在探究“二氧化碳是光合作用必需的原料”时,除了要求学生完成实验方案的设计,还增加了学生的实验操作内容。因实验装置有限,无法每个学生动手操作,因此,由兴趣小组的学生事先完成实验,拍成视频,上课播放,引导学生结合讨论题进行思考、讨论,同样收到不错的效果。将演示实验“光合作用产生氧气”改为探究实验,设置黑暗条件和不同光照条件下的几组实验,通过实验对照,探究光合作用在什么条件下产生氧气?在不同光照条件下光合作用产生的氧气一样多吗?在上述三个探究实验中,教师充分利用学生的认知特点,调动学生探究的欲望,指导学生分析实验现象,帮助学生很好地理解光合作用概念。
四、突出关键词,梳理概念
生物学概念是用科学的、简练的语言高度概括出来的,其中一些字词经过认真推敲并具有特定意义,揭示了生命活动的本质特征,是生物学概念的关键词。要理解概念的本质,厘清概念之间的联系,可以从关键词入手。以人教版七年级上册第一单元第二章“了解生物圈”为例,本章涉及的重要概念有:生物与环境的关系、生态系统及其组成、食物链和食物网、生物圈等。如何让学生既掌握这些概念,又能注意概念间的联系,从而形成概念网络呢?教师讲解生物圈概念之后,请学生找出关键词即生物、环境,接着指导学生学习环境中的生态因素、非生物因素和生物因素对生物的影响,学生通过大量事实理解生物与环境之间的关系,即“生物既适应环境,同时影响和改变环境”,可见生物与环境是关键词。在此基础上,学生很容易理解生态系统是在一定的空间范围内,生物与环境形成的统一整体。接下来进一步分析生物之间即生产者、消费者和分解者的关系,学生通过图解了解生产者和消费者之间吃与被吃的关系,从而形成食物链和食物网的概念。学习第三节“生物圈是最大的生态系统”时,在学生复习生物圈和生态系统概念的基础上,再次强调生物与环境这两个关键词,在不同的环境中,生活着不同的生物,进而构成多种多样的生态系统,这些生态系统是密切联系的,因此生物圈是一个统一的整体。这样,在学习相关的概念时,通过对关键词的多次强化,学生很容易梳理概念之间的联系,使知识条理化,从而形成知识网络。
五、利用导学案,应用概念
导学案编写时先分别对七、八年级学生进行调查,了解学生的知识水平;同时整理历年的中考试题和考点;根据课程标准要求,按章节围绕重要概念编写,供学生每堂课学习使用。导学案由课前预习、课堂过关、巩固提升等部分组成,课前预习用于指导学生完成预习任务,要求学生当堂完成课堂过关内容,考查学生对重要概念的理解和应用;学生课后完成巩固提升,巩固概念。在使用过程中,根据学生反馈的情况不断补充和完善导学案。与其它教辅材料相比,导学案立足本校学生实际,更有针对性,能帮助学生更好地巩固概念,同时也是教师检验教学有效性的一种手段。这样,通过导学案指导建构概念、理解概念、应用概念。
关键词:初中生物学 概念教学 理性思考
概念是指以最简洁的语言概括事物的本质属性。生物学概念是反映生命现象和生命活动规律的本质属性,是对生物的结构、生理乃至一切生命现象、原理及规律的阐述。生物学概念是生物学的基础,也是初中学生物教学的重点、难点。搞好生物学概念教学是中学生物教学成功的关键。新版《义务教育生物学课程标准》50个重要概念,要求关注重要概念的学习。笔者在认真学习《标准》的基础上,对在初中生物教学中如何重视凸显重要概念传递进行了一定的思考。
一、影响学生形成正确生物学概念的原因
1.前生物学概念影响。前生物学概念是指学生在学习生物学以前已经在生活实践中形成的生物学概念。由于现在的学生接触自然、接触生产、生活实际的机会太少了,生活空间有限,缺乏对复杂生物学现象的观察与思考,又没有正确的指导,使他们对生物学形成片面的、不准确的,甚至是错误的概念。例如八年级上册中的生活在陆地上生活的动物“鸟类”,有很多学生潜意识中已经把它认为是会飞翔的动物,这样的错误概念对我们今后学习会产生很大影响,是学生接受正确概念的障碍。
2.日常概念和生物学概念易混淆:日常概念是我们生活中对一些生物学现象习惯性的概括和称呼,这些概念是不科学的、错误的。例如鲸鱼、娃娃鱼、墨斗鱼等都认为是鱼,这些日常概念对我们生物学概念影响是不容忽视的。
3. 抽象概念本身的影响:有的概念比较抽象,有的概念比较具体,具体的概念容易掌握,抽象的概念不容易掌握。如染色体、基因、细胞、光合作用等概念,抽象不容易掌握。
4. 感性认识欠缺的影响:学生由于生活经验不足,对事物的本质认识会存在一定的难度。如扦插、嫁接、胚、胚乳、种皮和果皮等概念学生理解起来非常困难。
5.旧知识的影响:部分概念间有递进的关系,最基本的概念不清楚,必然会影响其他概念。如种群、群落、生态系统三个概念,如果种群不清楚就会影响群落、生态系统,只有掌握了种群、群落才能更好的理解生态系统这个概念。
二、初中生物学重要概念的教学意义
1.可以强化学生学习基础。当学生把教学内容与自己认知结构联系起来时,意义学习就发生了。所以,学生的认知结构、学习基础对他的后续学习很重要。50个重要概念的提出,要求学生平均每周掌握1―2个,免除了学生对大量孤立事实和知识的学习、记忆和耗时,切实减轻了学生过重的负担,使学生在教师重要概念教学设计下有时间加强对重要概念的深入理解,获得扎实的初中生物学科知识,为将来学习高中的生物核心概念打下良好的基础。
2.有助于学生知识迁移。由于生物学重要概念处于学科中心,对学生学习生物学和相关科学具有重要的支撑作用,学好生物学重要概念,有利于巧妙地运用、知识的迁移,使学生学得更加灵活、主动、有成就感。如学生了解了植物呼吸作用和光合作用这两个重要概念的内涵后,对布拖的土豆为什么特别好吃与光合作用和呼吸作用的比较等问题必然能做出正确的思考。这样既使学生在做题中深化了对相关重要概念的理解,又切实体会到能活学活用、学习知识的乐趣和意义,从而又更加愿意去学习、去探究、去关注生命科学、去完善自身,形成良好的情感态度价值观。
3.衔接学生初高中生物知识。凸显50个重要概念的教学夯实了学生学习基础,学生掌握了较低层次的规则,获得了较强的生物知识迁移能力,有利于重新组合成较高层次的规则,即利于初高中生物知识的衔接,使高中生物教师的教学负担减轻许多。如学生在初中时对呼吸作用的重要概念记忆清晰,在学习高中生物学“细胞呼吸”这一核心概念,可以直接深入到分子水平。
4.提高学生生物科学素养。50个重要概念有助于学生把理论知识运用到现实社会、生产、生活中,去积极发现问题、思考问题、解决问题,能对所学知识灵活运用,与社会生活密切结合,从而提高学生的生物科学素养,提高初中生物教学的质量。如学生掌握了呼吸作用的重要概念后,会知道:萝卜放入盐水中浸泡会变软,如何去让摘下的水果、蔬菜保鲜;如何去让粮食合理贮存;如何降低夜间蔬菜、水果的呼吸作用以增产增效……能正确解释身边发生的生物学现象,表现出学生较高的生物科学素养、具备实事求是的科学态度、一定的探索精神和创新能力。
三、做好重要概念教学的一些方法
关键词:重要概念;构建;生物素养;归纳;探究
重要概念是指一个学习单元中以概念内涵的形式呈现的若干概念性知识。如果能深入地研究、探讨生物学概念教学,特别是重要概念的教学,对把握和落实新课程标准精神、推动和促进当前的生物学教学的发展,是有很大的益处的。下面我就如何形成生物学重要概念谈几点个人的想法。
一、通过事实性知识来形成重要概念
所谓事实性知识就是指事实,它是一种重要的知识类型。它是学生解决一个问题必须知道的基础性知识。生物学重要概念的形成往往要基于很多的事实性知识。例如:苏教版八年级上册在讲述细胞核是遗传信息的中心这个重要概念时,并没有直接提出,而是通过一个实验为什么白鼠会生下灰鼠这个实验,列举了很多事实性的知识,如灰鼠提供取出胚胎细胞的细胞核,黑鼠提供除去细胞核的受精卵,白鼠提供子宫等等,让学生通过对这些事实性知识进行分析、总结、归纳,帮助他们形成细胞核是遗传信息的中心这个重要概念。
二、通过了解前概念形成重要概念
前概念是生物学概念建立的基础。包括学生已有的生活经验和原有的概念都属于前概念的范畴。生物学教学的目的不是为了让新知识取代学生原来的知识。建构主义认为,学习不仅包括结构性知识,而且也包括背景经验。学习者总是以其自身的经验(包括正规学习前的非正规学习和科学概念学习前的日常概念)来理解和建构新的知识或信息。例如,苏教版七年级上册,探究种子萌发的外界条件这个重要概念。学生对于种子的萌发已具有一定的生活经验,进而形成了一定的概念,但是,这个原来的概念是否正确还要与新的知识联系起来,相互作用由此引发认知结构的重组。有的同学一直认为种子在萌发的过程中会受到光的影响,通过实验探究发现原来光不会影响种子的萌发,但他们之前认为水、空气、温度等会影响种子的萌发,这些原有的概念都是对的。
三、通过创设问题情境形成重要概念
初中生物的很多重要概念可以通过创设问题情境来帮助形成。在创设问题情境时,一定要考虑到提出的问题是否贴近生活,是否具有趣味性或者能引起学生的认知冲突,从而唤起学生的求知欲望,激发学习兴趣,把学生带入一种与问题有关的情境中去,进行有效地学习。研究表明:问题和概念只有全部被展示不是单独地被提出时,学生才能最投入地学习。例如,苏教版七年级上册细胞分裂这个概念。学生要对细胞分裂的过程完全理解是比较困难的。教师可以先给学生做一个简单的算术题,一个人的体细胞含有23对染色体,这个细胞通过一次分裂以后形成新的细胞,每个细胞里面含有多少染色体?有的同学说还是23对,有的同学说23条。这道简单的算术题引起了学生认知的冲突,从而激发了学生对探究细胞分裂过程的欲望,进而建立起这个概念。苏教版七年级下册血液的组成这个概念,教师可以结合日常生活,让学生谈谈对血液的认识,根据这些生活经验让学生主动思索,进行探究,最终通过归纳,概括出血液的组成这个重要概念。
四、通过比较有关知识形成重要概念
比较是通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点,它是认识事物的一种基本方法。通过比较可以使学生把一些易混淆的重要概念加以区分,进而掌握概念之间的共同属性和相关概念间的联系和区别。例如:苏教版七年级上册细胞的结构这个重要概念。可以对比植物和动物细胞结构,找出两者相同的结构和不同的结构,加深对细胞结构的认识。例如:苏教版八年级上册人的性别决定这节中染色体的类别这个重要概念,通过比较男、女体细胞中的染色体的图,找出它们的相同和不同之处,进而归纳出染色体的类别。
《义务教育生物学课程标准》中明确提出:“生物学概念是生物学课程内容的基本组成。生物学重要概念处于学科中心位置。”教师在进行教学活动时应该重视生物学重要概念,紧紧围绕生物学重要概念进行教学活动。学生通过生物学重要概念的形成,提高了生物学科学素养,这种科学素养将影响他们的一生。著名教育家先生说:“教育者,非为已往,非为现在,而专为将来。”
参考文献:
[1]伯海英.前概念转化策略在初中生物学教学中的应用.中学生物教学,2012(6).
[2]关文信.新课程理念与初中生物课堂教学实施.首都师范大学出版社,2003-06.
《义务教育生物学课程标准》中新增关注“重要概念”的学习,我的理解是要从生物学教学实践的角度出发,通过探究学习和小组交流活动,使学生对“重要概念”的术语和内涵有更深层的理解,对于学生学好生物学基本原理、规则,掌握生物学基本技能打下良好的基础,同时也有利于生物课标框架之下的知识外延的迁移。因此在教学中要改变过去那种让学生死记硬背生物学基本概念的模式,变被动式学习为主动探究式学习,学生通过实践活动和小组的讨论交流,懂得生物学“重要概念”是对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,并能够利用所学生物学知识解决生活中出现的实际问题,达到举一反三,融会贯通的目的。学好生物学的“重要概念”,这对学生学好生物学及相关科学具有重要的支撑作用。新课标中关注“重要概念”的学习内容,既能让学生打下了扎实的生物学基本功,又培养了学生动手、动脑的能力,同时增强了学生的分析判断、归纳总结的能力。因此教学中既要关注“重要概念”学习的理论基础,又要倡导探究性学习,为此我通过《人体的血液循环》这节课的教学,来充分体现“重要概念”学习和探究活动应该是相互联系,相辅相成的。
一、设计理念与构想:
我们知道人体需要的氧气和养料本文由收集整理必须及时运来,二氧化碳等废物必须运走,人体才能正常进行生命活动,这些物质的运输靠血液循环来实现,在教学中,《血液循环》这部分内容分4课时完成,其中“人体的血液循环”是《血液循环》这节的重点内容,用1课时完成,“人体的血液循环”这节课的设计,即要充分体现《生物学新课程标准》提出关注“重要概念”的学习,又要和倡导探究性学习活动紧密相联。人体血液循环的途径是“人体的血液循环”这节课的教学重点,而血液在循环途径中成分的变化是本节课的教学难点。要想突破本节的重点和难点,理解重要概念“血液循环”、“动脉血”、“静脉血”,以及组织好实验探究活动是关键,所以在教学中我采用观看视频,小组讨论交流,观察小鱼尾鳍内血液流动情况的探究实验,以及小组合作探究等一系列活动,让学生通过自主学习和合作探究等活动,加深对“重要概念”的理解,最终达到转变学生学习方式,变被动接受式学习为主动探究式学习的方法,同时激发他们热爱生活、热爱科学知识的愿望,并培养他们浓厚的学习生物学的兴趣。
二、教材分析
教学目标
知识目标:
1、复述血液循环概念、区分动脉血、静脉血的区别
2、概述血液循环的途径
3、说出血液循环途径中血液成分的变化
能力目标:
1、通过观看视频和小组讨论,使学生掌握血液循环、动脉血、静脉血的基本知识,加深对重要概念的理解
2、通过观察小鱼尾鳍内血液流动情况,培养学生的观察能力及归纳、总结的能力。
3、通过分析血液循环的血液成分变化,培养学生的分析思维能力。
情感态度与价值观目标
1、通过对科学史的学习,了解科学方法、提高探索科学奥秘的兴趣
2、通过小组讨论交流,培养合作意识
3、通过观察实验,培养实事求是的科学态度
重点和难点:
教学重点:
1、复述血液循环概念、区分动脉血、静脉血的区别
2、概述血液循环的途径
教学难点:
1、说出血液循环途径中血液成分的变化
2、通过观察实验,培养实事求是的科学态度
课前准备:
1、教师制作多媒体课件
2、活的小鱼(养殖小金鱼或小鲫鱼,尾鳍颜色要浅一些),显微镜,培养皿,纱布等
课时计划:1课时
三、教学流程及分析
导入新课
通过前面的学习我们知道,心脏和全身的血管组成了一个密闭的管道系统,血液就在这个管道系统中不停地循环流动,它到底是怎样流动的呢?观看视频血液循环的发现,引出本课课题——人体的血液循环
教学过程
活动一:学生以小组为单位,看书讨论,整理并归纳出“血液循环”的概念,即心脏不停地跳动,促使血液在心脏和全部血管所组成的管道中循环流动,这一过程就是”血液循环”。理解了这个重要概念,也就掌握了人体内物质运输的主要过程,同时也为学习人体的能量供给、人体代谢废物的排出等内容打下了良好的基础,同时引导学生归纳、总结出人体血液循环途径,即包括体循环和肺循环这两条途径,为下一步的探究实验做好了前期的准备工作。
活动二:用显微镜观察小鱼尾鳍内血液流动情况
学生在课前准备一些尾鳍颜色浅一些的活小鱼,4人一组,进行实验,1.用湿纱布包裹小鱼,只露出尾部,不要伤害小鱼,2.把小鱼放在培养皿里,使尾鳍平贴在培养皿底部,3.将培养皿放在显微镜的载物台上,使通光孔正对尾鳍,用低倍镜观察尾鳍内的血管及血液在血管内的流动情况,4.观察结束后,将小鱼放回鱼缸,在实验过程中教师要提示学生时常用滴管向纱布及小鱼尾鳍上滴水,使小鱼身体保持湿润,尽量使小鱼少受伤害。
在实验过程中创设问题:
1,如何根据血流方向、血流速度、血管的特点区分动脉,静脉,毛细血管?
2,红细胞在毛细血管中怎样运行的?
3,所有血管内的血液颜色是否都是鲜红的呢?
在实验中,指导学生观察实验现象,找到红细胞单行通过的血管——毛细血管,讨论血液在不同血管里颜色是不同,引出“动脉血和静脉血”的概念,当血液中含氧较多时,血液呈鲜红色,这种血液叫“动脉血”。当血液中含氧较少时,血液呈暗红色,这种
血液叫“静脉血”。教师要强调“动脉血和静脉血”是以血红蛋白含氧多少来区分的。学生理解了“动脉血和静脉血”的重要概念,为下一部分的学习奠定基础。通过探究实验,创设问题情境,小组合作讨论,再根据血流的方向及速度,判断出动脉及静脉血管,培养了学生动手、动脑的实验能力,以及小组合作探究能力。学生在实验过程中通过观察、比较分析,使学生创造性思维和技能得到训练,同时也满足了学生的好奇心和求知欲望。
活动三:展示讨论问题,观看视频人体血液循环途径:
1、体循环的起点、终点及路线?
2、体循环中血液成分的变化?在何处发生变化的?
3、肺循环的起点、终点及路线?
4、在肺循环过程中,血液成分又有哪些变化?在何处发生的变化?
学生看完视频后小组讨论,归纳总结出人体血液循环途径中体循环和肺循环的循环路线,教师找学生代表用笔在白板上一边画图,一边讲解,不完善的地方小组同学可以补充说明,突破重点内容。对于血液循环途径中血液成分的变化,让学生懂得体循环中,血液通过毛细血管网和身体各部分的组织细胞进行物质交换,这样从左心室射出的鲜红色的动脉血,经体循环就变成了暗红色的静脉血。而在肺循环中,血液流经肺部毛细血管网时,进行气体交换。这样,从右心室射出的暗红色的静脉血,经过肺循环就变成了鲜红色的动脉血。而不是动脉里就流动脉血。静脉里就流静脉血。教师再引导学生联系已有的知识:毛细血管的特点、血红蛋白、动脉血、静脉血的特点来分析血液在流动过程中成分的变化这部分内容,很容易就突破了难点。在这里要让学生懂得血液循环的原动力来自心脏。体循环和肺循环是同时进行的,它们的起止点都是心脏,二者在心脏处汇合,组成一条完整的循环途径。这部分内容采取的是让学生观察视频,以问题为主线,小组分析讨论,各抒己见,教师适当引导、归纳、总结,使学习深刻的理解了人体血液循环知识内容,同时也激发了学生创造性思维能力。
知识延伸
通过本节知识的学习,学生讨论归纳出血液循环的意义是:为人体不断运来氧气和养料,又不断的运走二氧化碳等废物。除了掌握课本知识以外,还要把知识延伸到课本以外。要让学生了解心脏内的血液循环,即冠脉循环:为心脏肌肉提供氧气、养料,运走废物的血液循环。如果冠状动脉发生病变,就容易引起冠心病、心绞痛或心肌梗塞等。这样培养了学生搜集整理资料的能力及调查能力,并养成良好的生活习惯,成为健康知识的传播者。
知识梳理
通过本节课的实验、探究、交流、讨论,你都获得了哪些方面知识?找学生归纳总结,教师利用多媒体出示知识要点
1、血液循环概念:心脏不停地跳动,促使血液在心脏和全部血管所组成的管道中循环流动,这一过程就是血液循环
2、动脉血:血液中含氧较多,血液呈鲜红色
3、静脉血:血液中含氧较少,血液呈暗红色
4、体循环路线:左心室(动脉血)主动脉全身各级动脉毛细血管网(物质交换)各级静脉上下腔静脉右心房(静脉血)
肺循环路线:右心室(静脉血)肺动脉肺部毛细血管网(气体交换)肺静脉左心房(动脉血)
4、血液循环的意义
为人体不断运来氧气和养料,又不断的运走二氧化碳等废物
课堂评价:分组出题,小组间进行互评,然后师评
一.填空:
1,下列管道中流动着动脉血的是(c)
a.肺动脉、左心房b.主动脉、右心房
c.肺静脉、左心房d.腔静脉、左心房
2、血液从主动脉到左心房流经的路径是(d)
a.肺循环b.体循环
c.肺循环体循环d.体循环肺循环
二.解释重要概念:
血液循环、动脉血、静脉血、血液循环意义
三.简答:
人体血液循环中体循环的路线和肺循环路线
四.分析:
用橡皮筋扎紧人的手腕,手面上的静脉就会变粗而凸显出来,请说明原因。
如果用橡皮筋扎紧人的手腕,手部血液不能沿静脉回流入心脏,会使手面上的静脉因充满血液而变粗并凸显出来。
课外探究:调查你的亲属中谁患了高血压?你对高血压有多少了解?什么是高血压病?用血压计为你的亲属测量血压
一是动物因适应环境,如逃避敌害、争夺食物、配偶和栖息地、完成繁殖等所进行的一系列运动,在神经系统和内分泌系统的调节下,由骨骼和肌肉共同完成。
二是动物的行为使其能适应环境的变化,提高其存活和繁殖机会。
三是动物的行为由先天遗传或后天学习而获得。
案例1:探究蚂蚁的觅食行为
苏科版八年级上第六单元第17章第2节―《动物的行为》,呈现的重要概念非常清晰,一是动物的行为及其类型;二是动物行为的特点和意义。本节书上建议活动是探究蚂蚁的觅食行为,这个探究活动与学生的生活密切相关,由于学生在日常生活中就能接触到这类常见的小动物,所以蚂蚁作为探究活动的研究对象非常适合。
为了让探究实验更加充分和科学,我首先抛出了探究蚂蚁觅食行为的重要问题:第一,决定到什么地方去探究蚂蚁的觅食行为;第二,取食什么类型的食物来作为蚂蚁觅食的对象。学生根据问题进行探究活动的方案设计并付诸行动。
取食什么类型的食物来作为蚂蚁觅食的对象这个重要问题,我们分为了两大组,A组主要是探究气味对蚂蚁觅食的影响,B组主要探究颜色对蚂蚁觅食的影响。两大组又分为若干小组,每一个小组可以设计不一样的探究方案,并选择校园中不同的环境为实验地点,如小花园、教学楼走廊、操场上等。具体探究方案及记录表如表1、表2所示。
食物的分布
1.如果找到蚂蚁洞穴:食物围绕洞口放一个圆形(如右图)。
2.如果未发现蚂蚁洞穴:食物分布距离均等(如下图)。
案例1的分析与反思:
“探究蚂蚁的觅食行为”给我印象最深刻的是第一个问题就让大家争论不休,有的学生认为要到校园里去探究蚂蚁的觅食行为,有的学生则是想先去抓蚂蚁,然后带回实验室进行探究。我本来已经从淘宝买了云南的大蚂蚁回来,准备当学生把探究方案设计出来就分给他们进行探究,没想到探究实验的活动地点就引起了大家的争论。突然有个学生说:“蚂蚁要是离开了自己生活的环境,还能找到回家的路吗?还能找到食物吗?”这个问题一下把大家都问住了,没有人能够给出肯定的答案。本学科课程标准要求“教师应帮助学生在学习过程中理解结构和功能的统一性,并注意引导学生到周围环境中去观察动物的运动和行为,培养学生的观察能力和学习兴趣”。本次的“探究蚂蚁的觅食行为”与以往的探究实验有不同的地方,动物的各种行为都是动物对复杂环境的适应性表现。所以我在网上买来的云南蚂蚁离开了它们习惯的生活环境,来到实验室,呈现出来的行为也许和它们原来的行为是有偏差的,没有对照,我也无法确定。我为什么不能引导学生先进行自然界的蚂蚁觅食探究,再把蚂蚁抓回实验室进行进一步探究,前后进行对照,这样得到的结论是不是更加科学准确呢?所以我制止了争吵,引导学生先进行自然界蚂蚁觅食的探究,再进行实验室蚂蚁觅食的探究,然后进行前后对照。
设计探究方案的时候,我们还确定了气味和颜色两大影响蚂蚁觅食的重要变量,探究小组根据学生们感兴趣的方向进行了自由组合,并根据对照实验的要求,尽可能地减少误差来选择食物的种类、大小等。最后大家还设计了实验记录单,并做了课中、课后反思,分析探究中的方案的漏洞,以及改进的方案,力求探究活动在保持一个变量的情况下进行多方位、多层次的对照比较,最后得出科学准确的结论。
案例2:探究骨的成分和特性
苏科版八年级上第六单元第17章第1节―《人体的运动》,需要学生掌握的重要概念是骨、骨连结和骨骼肌组成了人体的运动系统。本节教材建议的实验内容是观察长骨的结构,因为骨是构成人体、动物体运动系统的重要载体,骨既具有坚固性又具有弹性。在学生看来这是一个很难理解的重要概念,所以本次实验我设计了2个课时,第一课时首先来探究骨的成分和特性,通过探究实验重点理解骨的成分及物理特性,进一步阐述人的一生中骨成分的动态变化,为下一课时观察长骨的结构做好准备。
根据本章信息库中的阅读材料“组成人体骨的成分”,学生初步了解到骨中含有无机物和有机物两类成分,无机物主要是钙盐,使骨脆硬;有机物主要是蛋白质,使骨柔韧。那么问题来了,如何鉴定出骨中的无机物和有机物呢?我鼓励学生利用课外的时间去化学老师那里进行请教并获取如何鉴定无机物和有机物的方法。通过同学们的努力,他们从化学老师那里知道了两个原理。
1.用煅烧法鉴定骨中有机物的原理:有机物一般容易燃烧。
2.用盐酸浸泡法鉴定骨中无机物的原理:无机物一般不易燃烧,但无机物在与盐酸发生化学反应时能被溶解出来。
方法找到了,现在要确定实验材料,学生带来了鲫鱼的鱼骨、鸡翅骨、猪长骨、羊的长骨等。通过小组讨论,他们选择了2种相对比较小的骨进行分组实验(鱼骨和鸡翅骨),如表3、表4所示。
探究实验的结果发现,鱼骨在被盐酸浸泡后能够弯曲打结,鸡翅骨也能很轻松弯曲,不像先前非常的坚硬,硬度和弹性都发生了变化。同时煅烧2种骨的时候都能够持续燃烧一段时间。最后得出的结论是:骨中既含有无机物钙又含有有机物,所以骨既坚固又有弹性。
案例2的分析与反思
“探究骨的成分和特性”是我在原有教材上建议的活动中增加的一个探究实验,因为一是这个探究实验能够突破“骨的特性”这个重要概念,为学生理解骨的结构做好准备;二是关于这个探究实验的原理,学生在生活中就有一定的知识储备,再通过小组讨论和请教化学老师,可以设计出有效的对照实验方案。
通过充分的探究,最后得出的结论是,“骨是由硬脆的无机物和柔韧的有机物组成的;骨的物理特性主要表现在硬度和弹性两方面,这是由它的成分决定的”。在这个过程中充分发挥学生的探索创新精神,鼓励学生敢于发表自己的不同见解,提高学生分析问题、解决问题的能力。
探究实验课临近尾声,我还在大屏幕上打出了一张“人的不同时期骨成分含量表”(如表5),引导学生根据实验结果来解释生活实际,事半功倍。
在实验教学中引导生物学重要概念学习的实例分析
当代生物教学的课堂不仅是教师讲解和演示的过程,更是师生交流、共同发展的互动过程,过去的灌输式教法在自然科学学科中的分量越来越少,本学科课程标准提出要引导并组织学生进行探究性学习,就是要让学生在探究实验中理解生物学的重要概念。可以看出,以上两个探究实验案例都是经过师生的精心准备和实践来完成的,使得本章的重要概念目标的达成水到渠成。
1 对初中生物学重要概念的理解
布鲁纳认为,“帮助学生有效地习得概念是学校教育的目的之一”。《标准》中指出,“概念是对事物的抽象或概括”,“生物学重要概念处于学科中心,包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学和相关科学具有重要的支撑作用”。過去,经常把一个概念理解为就是一个术语,这种对“概念”的认识和《标准》中要凸显的重要概念中所指的“概念”不是一回事。概念一般包含三方面:术语、内涵和外延。比如呼吸作用,这个词是术语,“在生物体内,细胞能通過分解糖类等获得能量,同时生成二氧化碳和水”这句表述是内涵,是要传递的重要概念。呼吸作用这个概念适用的对象是植物、动物、微生物,所以,植物、动物、微生物是呼吸作用这个概念的外延。在教学中,教师要传递重要概念就是要重视传递重要概念的内涵。
2 在初中生物教学中凸显重要概念传递教学的意义
教学就像架一座桥,学生的前概念是此岸,学生掌握的科学的重要概念是彼岸,教师架的“桥”对学生的终身成长、个人发展可以有以下作用。
2.1有利于夯实学生的学习基础
奥苏贝尔认为,“影响学习的最重要的因素是学生已知的内容”,“当学生把教学内容与自己认知结构联系起来时,意义学习就发生了”。所以,学生的认知结构、学习基础对他的后续学习很重要。按国家教育部规定在初一、初二学生中开展初中生物义务教育,《标准》中规定的50个重要概念,这样就要求学生平均每周理解、掌握1—2个,免除了学生对大量孤立事实和知识的学习、记忆和耗时,切实减轻了学生過重的负担,使学生在教师凸显重要概念传递的教学设计下有时间加强对重要概念的深入理解,获得扎实的初中生物学科知识,以为将来学习高中的生物核心概念打下良好的基础。
2.2有利于学生知识迁移
学习的目的之一是为了运用,由于生物学重要概念处于学科中心,对学生学习生物学和相关科学具有重要的支撑作用,学好生物学重要概念,有利于巧妙地运用、知识的迁移,使学生学得更加灵活、主动、有成就感。如学生了解了植物呼吸作用和光合作用这两个重要概念的内涵后,对新疆的瓜果为什么特别香甜、光合作用和呼吸作用的比较等问题必然能做出正确的思考。这样既使学生在做题中深化了对相关重要概念的理解,又切实体会到能活学活用、学习知识的乐趣和意义,从而又更加愿意去学习、去探究、去关注生命科学、去完善自身,形成良好的情感态度价值观。
2.3有利于初高中生物知识的衔接
根据布鲁纳的概念编码系统理论,“学习者只有熟练掌握了具体知识,才能发现较低层次的规则,从而有可能把它们重新组合成较高层次的规则”。凸显50个重要概念的教学夯实了学生学习基础,学生掌握了较低层次的规则,获得了较强的生物知识迁移能力,有利于重新组合成较高层次的规则,即利于初高中生物知识的衔接,使高中生物教师的教学负担减轻许多。如学生在初中时对呼吸作用的重要概念记忆清晰,有这方面的知识背景,学习起高中生物细胞呼吸的核心概念来可以直接深入到分子水平,高中教师教起来也必然如鱼得水、信心百倍。
2.4有利于全面提高学生的生物科学素养
生命科学属自然科学,成功的科学教育可使学生主动形成科学概念、提高科学素养。《标准》中增加的50个重要概念是专家团队长期研究的结晶,学生掌握后,能用重要概念到现实社会、生产、生活去发现问题、思考问题、解决现实问题,能对所学知识灵活运用,与社会生活密切结合,显示出学生全面提高的生物科学素养,这又与《标准》的另一理念“提高学生的生物学素养”相一致,重要概念的教学有利于提高初中生物教学的质量。如学生掌握了呼吸作用的重要概念后,会知道:“萝卜放久了会空心”;如何去让摘下的水果、蔬菜保鲜;如何去让粮食合理贮存;如何降低夜间蔬菜、水果的呼吸作用以增产增效……能正确解释身边发生的生物学现象,表现出学生较高的生物科学素养、具备实事求是的科学态度、一定的探索精神和创新能力。
3 凸显重要概念传递的教学策略
3.1以生物科学史实凸显
科学经常通過所处那个时代的科学家认为正确的概念来表达,科学概念形成的過程就是艰难而绵续的科学史。生物科学史的形成是无数学识渊博的科学家勇往直前、孜孜以求、辛勤探究的漫长而艰辛的历程。生物科学史是科学家思想的结晶,其中富含大量的事实性知识,通過科学家研究形成的重要概念、核心概念是概念性知识。学习科学史能使学生在明白科学的本质、科学的开放性,学习科学家对科学的痴迷和献身精神。在传递重要概念时,以生物科学史凸显,学生随着科学家的研究,在了解科学探究、体验科学家探究的进程中,逐步了解了相关的事实性知识、相关概念不断获得、生成,从而趋向重要概念的形成。如在传递“DNA是主要的遗传物质,基因是包含遗传信息的DN段,它们位于细胞的染色体上”这一重要概念时,可以从孟德尔的豌豆实验开始,展示什么是显性和隐性,随着生物学的发展,特别是分子生物学的发展,人们知道了控制生物性状的DNA小片段叫基因,其中控制显性性状的叫显性基因、控制隐性性状的叫隐性基因,基因如何在亲代、子代之间传递。学生通過对遗传部分生物科学史的了解,更有利于掌握关于遗传的重要概念,也有利于形成大胆猜想、开拓创新、乐于探究的科学精神。
3.2以生物实验凸显
学习概念不能仅靠背诵,生命科学是实验性的科学,教师围绕重要概念内涵的传递设计一系列生物实验让学生探究,激发学生的好奇心、求知欲,让学生在做中学,让他们在主动地动手、动脑中理解、习得生物学的重要概念,提高科学探究能力。如在传递“植物在生态系统中扮演重要角色……”这一重要概念时,涉及“绿色植物在生物圈水循环中的作用”、“植物的蒸腾作用”这些知识和概念,可以设计3个实验:①测定叶是绿色植物蒸腾作用的主要器官;②以口吹已洗干净的伸入水中的菠菜叶看有无气泡冒出(说明叶的表面有冒气的小孔,即气孔);③观察菠菜叶下表皮的气孔并画图。通過这样层层深入的实验,有利于学生掌握植物蒸腾作用的概念——“水分以气体状态从植物体的表面(主要是叶)散发到大气中的過程”,从而有利于学生对“绿色植物在水循环中作用”的掌握、理解,以更好地构建“植物在生态系统中扮演重要角色……”这一重要概念。
3.3以丰富的事例凸显
关键词:生物学;重要概念;教学
中图分类号:G633.91 文献标识码:B 文章编号:1006-5962(2013)07-0245-01
生物学中有许多概念都是通过重要概念连接起来的,作为主线,只有形成的完整的结构体系,才能促使学生对重要概念的理解更加透彻,更加深刻。同样的,只有加强对生物学中重要概念内涵的理解,真正的运用知识解决问题,才能实现重要概念在学习中的重要价值。
1生物学中重要概念的界定及重要性
1.1重要概念的界定。
在《现代汉语词典》中,概念的定义为:概念是思维的基本形式之一,反映了客观事物一般的、本质的特征。
不同于一般概念,重要概念则是更高度的概括并提炼出学科的核心知识,具有统摄一般概念的性能。在初中生物中,重要概念有许多个,而在《义务教育生物学课程标准(2011年版)》中更是有50个之多,这充分说明了重要概念在教学中占据着中心位置。
1.2重要概念的重要性。
作为高中生物初级阶段的初中生物,其最重要的作用不仅是帮助学生落实重要概念的思维方式,而且有利于教育教学工作者构建重要概念的完整体系。在教学过程中,重要概念其实就是对学生思维方式和方法的训练和渗透,帮助学生在学习的过程中形成良好的学习能力,完成学习任务。
重要概念处于生物学的核心位置,它们不是单独存在的,而是相互联系,并相互组合,构成了初中生物学科的结构骨架。作为生物学的基本框架,它们连接了基本的事实、原理及规律,并支撑起了新的事实、原理及规律。因此,老师需要充分利用这些重要概念来组织教学,深入浅出,使学生尽快内化重要概念,帮助学生建立起完整的生物学知识体系。
2生物学重要概念的教学实施方法
生物学重要概念的学习至关重要,就其教学实施方法而言,需要教师与学生的共同努力方可。就老师来说,一是要注重教学过程中重要概念的传递方式,要不断的扩展自己的知识面,提高自身的知识素养和能力,特别是对重要概念的内涵和外延的理解能力。二是要注重对学生正确概念的传授,帮助学生正确、科学的理解重要概念,而不仅仅是简单的对其定义。具体方法如下:
2.1帮助学生理清重要概念的本质。
掌握重要概念的首要前提便是正确理解其内涵。要理清其本质,摒除掉那些容易使学生产生误会的模糊字眼。比如对于"生物多样性"这个概念而言,它的定义便是仁者见仁,智者见智。蒋志刚曾在《保护生物学》一书中,将其表述为:"生物多样性是生物及其环境形成的生物复合体以及与此相关的各种生态过程的综合,包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境所形成的复杂的生态系统"。与《生物多样性》中的定义很是不同。对于这个不同的概念定义,我们就要积极的帮助学生,理清其是属于微观的还是宏观的抑或是二者兼具,以便学生更好的掌握。
2.2帮助学生正确认识构建图的价值。
重要概念的构建图,是帮助学生清晰明了的掌握知识不可缺少的重要部分,具有极高的价值。重要概念构建图中每一级的知识之间都是具有紧密联系的,呈网络式的结构很好的将学科里众多零散的知识点连为一体,建立起一个体系。其基本框架不会随意动摇,随着知识的学习和积累,会不断的快速发展并完善。因此,教师在教学过程中要及时有效的帮助学生建立起具有高价值的构建图。
2.3帮助学生正确理解重要概念之间的区别与联系。
在教学过程中,教师要教会学生正确区别重要概念之间的区别与联系。比如光合作用和呼吸作用。它们之间的联系是:光合作用为呼吸作用提供氧气和有机物,呼吸作用则为光合作用提供二氧化碳。它们的区别则是绿色植物利用太阳光进行光合作用,而呼吸作用则是生物体内的细胞通过分解糖类以获得能量。
特别是对于相似的重要概念的区别和理解,最好的办法,一是创设特定的生物实验情境或活动情境。概念学习和形成的过程其实是对事物探究的过程。老师将概念教给学生,会使学生被动学习的情绪和状况,无法体现学生学习的主动性和主体性。教师在教学过程中就要充分利用生活中的小事例,因为生物中的许多知识都是与生活生存息息相关的。使学生从生活探究活动中理解、总结并归纳出这个概念,引导并促进学生更好的实现自主学习。二是利用各种教学辅助手段,或教图,或挂件,或自制的工具,帮助学生学会观察和思考,以进一步的掌握不同的概念所呈现的不同现象,特别是其本质现象。
2.4帮助学生学会评价学习效果。
学习知识最主要的目的便是能够运用,这也是教育的价值所在。帮助学生学会评价自身的学习效果,引导学生将学习到的重要概念及其在学习过程中所形成的科学方法和思维方式运用到其他的学习情境中,达到举一反三,融汇贯通,促使学生自身学习能力及学习效果的进一步提高。
3生物学中重要概念教学的启发
随着科学技术的进步,我们的生活越来越受到科学知识和产品的影响。科学生产为我们带来的利惠让我们的生活日新月异。但不可忽视的是,我们的学生在生活中仍会碰到一些不可避免的负面问题,如我们的生态系统遭到严重破坏,我们所在的生物圈中物种灭绝的数量越来越多,转基因的植物越来越多但其带给我们的安全问题尚未明朗等等。因此,当前的教育教学工作者不仅要引导学生明白重要概念"生物多样性"的内涵,理解生物多样性存在的必要性和合理性,更要让学生学会利用所学到的生物学中的重要概念,提出合理的建议,培养和发展学生独立发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。
4结语
生物学与我们的生活息息相关,它能充分解释清楚我们周围所存在的事物,不管是宏观的还是微观的,并帮助我们解决实际生活中所存在的问题。重要概念的掌握不仅可以帮助学生积累经验,获得技能,进一步提升个人能力,还可以培养学生情感价值的养成,让学生更加关爱自然、关心世界,关注人类生活。
参考文献
[1]杨青青.重要概念在初中生物学中的重要价值.[J].北京教育学院学报,2012,27(6),22-26.
[2]周静.围绕重要概念的初中生物教学.[J].教研,2012,26(11),54-55.
一、悉心引入,激发兴趣
概念是高度抽象的产物,这就容易造成在教学实践中,概念越多教师越难教,学生越难学。所以,引发学生学习概念的兴趣就显得非常重要。例如,在学习“伴性遗传”概念前,教师可先介绍一下道尔顿症发现的故事;在学习“顶端优势”的概念前,教师可把课前准备好的经过整枝处理的桂花枝条和未经处理的桂花枝条同时展示在学生面前,并且设问:为什么会出现这两种不同的情形呢?这样,把本来要讲的内容调换到概念前面,插入或者增加一个引入新概念的精彩导言(或诗句、故事、实验、课外活动、录像、投影等)。这些都会引起学生学习概念的强烈兴趣,虽花时不多,收效却非同寻常。因此,教师在备课时针对不同的概念采取不同的方法引发学生兴趣,是学好概念的前提。
二、追根溯源,加深理解
高中生物学十分重视概念的形成,可以说全套教材很少有单纯描述一些客观事实而不进一步形成概念的部分。在教学过程中,诸如基因、中心法则等概念,教师感到枯燥而难教,学生觉得难学难记,造成这种现象的主要原因往往是教师忽视了对内容做科学、全面的剖析和严密的表达,而仅仅是做了简单化的处理。如对“基因”这个概念就应按遗传学的历史发展情况分不同层次表述:从细胞水平上说,基因主要位于染色体上,有一定的位置,是线性排列;从分子水平上看,基因是有遗传效应的DN段;从遗传信息的贮存和表达来看,基因是有遗传效应的DN段中四种脱氧核苷酸的特定的排列顺序。综合这几个方面,最后总结出基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。这样巧妙地从不同角度加以层层剖析,可以帮助学生直接、规范、透彻地理解所学的概念,同时还有助于学生认知结构的完善,有利于抽象思维和逻辑思维能力的培养。
三、突出重点,抓住本质
通过抽象概括形成概念之后,还要引导学生分析概念所包含的具体的知识要点,如“酶”的概念中就包含来源、生化效应和化学本质三个要点,“等位基因”概念中包含位置上的等位性和功能上的控制相对性状这两方面重要的内涵。当然,对基本概念的准确掌握,还必须抓住概念的本质,这对于近似概念尤为重要。如生长素和生长激素都有促进生物生长的作用,虽只有一字之差,但生长素(IAA)是由植物的分生组织产生的植物激素,化学成分为β―吲哚乙酸;生长激素(GH)是由动物脑垂体分泌的动物激素,化学成分是蛋白质,它们有本质的区别。又如,原核生物和原生生物、体液免疫和细胞免疫、内环境和细胞内液、极核和极体、细胞凋亡和细胞坏死、原代培养和传代培养等。通过比较明确这些概念与其他概念的联系,以及与哪些概念容易混淆,它们之间的主要区别是什么,等等,从而达到深刻理解概念、掌握概念的目的。
四、讲究教法,化难为易
当学生大脑中贮存的概念多了以后,就会发现有些不同的概念具有某些相同的内涵,容易造成概念的混淆,干扰概念的正确掌握。针对这种情况,教师要善于引导学生对它们进行比较,找出不同概念的不同内涵,从而加以分辨而不致混淆。如应激性和适应性的概念,可从定义、产生原因、产生过程、表现方式等方面加以比较,从中找出它们的主要区别:应激性侧重的是过程,是一种动态反应,需要的时间短,而适应性侧重的是结果,大多数是静态的,是通过长期的自然选择而形成的,需要的时间长。两者的联系是:有的适应性是在应激性的基础上形成的,并通过应激性来实现。
对于那些有从属关系、相交关系等较为简单的概念,教师可用图解法帮助学生建立直观形象,便于学生理解记忆。如种群、群落、生态系统的概念可让学生用集合中的韦恩图(也叫文氏图)来直观地表示出相互间的从属关系。种间关系中的寄生、竞争、捕食等概念可分别用坐标图表示出两种生物间的相互关系。遇到那些描述连续变化或微观现象的概念时,可多用实验法帮助学生理解分析,得出概念。如学习有丝分裂的概念前,先做观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验,让学生观察细胞有丝分裂各时期的特点,了解有丝分裂的全过程,为讲述有丝分裂概念做铺垫,这样更有利于有丝分裂概念的掌握;讲原生质的概念前,先让学生观察紫鸭跖草花瓣细胞内原生质的流动情况,便于建立起原生质是细胞内生命物质的概念。
五、及时巩固,强化记忆
【摘 要】初中生物重要概念是学生理解掌握生物科知识之根基。作为一名新时期的初中生物教师,应在教学中注重融入一些策略,以确保学生在规定时间内牢固掌握并学会迁移运用50个重要概念,为将来高中生物科知识的学习打下坚实基础。本文结合个人日常教学实践,提出肤浅建议,以期抛砖引玉。
关键词 初中生物;重要概念;教学策略
一、引言
学好生物知识,关键在于对概念的理解。国家教育部在2011年版的生物新课标中明确规定,初中一、二年级学生需在义务教育中理解掌握50个重要生物概念,以获得扎实基础知识,为将来升入高中进一步学习生物课知识打下坚实基础。因而,作为一名初中生物教师,须引发高度重视,注重加强在初中生物课堂实践中,对这50个凸显的重要概念,借助一些创新的教学手段运用,以期改变原有要求学生对生物概念采用死记硬背的方式,结果既增加了他们的过重学习负担,而且从掌握到的知识牢固度来看,多为孤立、无法实现知识的迁移,导致学习成效达不到理想的状态。在此,本人与大家分享一些个人的实际教学做法,请各位同仁多多给予指正,共同促进初中生对生物课知识的牢固掌握。
二、初中生物重要概念的解析和教学意义
要在轻松中掌握初中生物的50个重要概念,首先要明白重要概念的意思。国家新课标提出的生物重要概念,是有别与其它的概念界定,它主要是对课程中研究的生命基本现象、活动规律、基本原理等作出理解和阐释,不仅涉及到概念的本质、内涵及拓展,也包括有关键语词,还明确指出要达到的学习程度和教学突破目标,是生物课知识的重要组成部分,生物学科中最基本的语言表达及思维单位。
其次是要明确加强对初中生物重要概念的教学意义。
一是生物重要概念,它让学生明白了学习生物知识的重次要点,以便各自能够对生物学习时间进行合理安排,在不自觉中促进了对良好学习习惯的培养和形成;二是50个生物重要概念,大大地改变了学生原来对生物名词学习的盲目现象,极大减轻了学习压力,确保他们以更加饱满的学习状态,对生物知识的理解与掌握到位;三是在生物重要概念的架构下,促使学生有了一个继续添砖加瓦的学习劲,利用他们的好奇心,会主动去对联想到对其它相关名词的探究,更好发挥出主观学习能动性,培养发散思维的形成。总之,实现对生物重要概念的教学,对初中生掌握生物知识具有十分重要的支撑作用。
三、对初中生物重要概念教学的具体策略
在生物课堂教学中,开展重要概念的教学手段,主要可采用以下几种方式。
(一)从感性引入升华到理性的认知
生物课中的50个重要概念都在词语上较为抽象,这对理解、分析能力有限的初中生来讲,要让他们能够准确对这些重要生物概念理解、掌握到位,此时的生物教师,可以在生物课堂教学中运用从感性认识的引入,继而上升为理性认知的教学手段。首先,课前备好一些辅助课堂教学的具体事实或直观材料,尔后在课堂上借助这些基础东西,再去从感性认识的角度,激发学生的学习兴趣,引导一步一步去理性认知这个重要概念,产生理解与掌握,定会收到事倍功半的教学效果。比如,生物教师在讲授“昆虫的生殖和发育”时,可以借助蝗虫、蟑螂、家蚕和蝴蝶的不同发育阶段标本,让学生亲眼目睹到,家蚕、蝴蝶,它们的幼虫和成虫在形态结构上是完全不一样的,而象蝗虫、蟑螂,它们的幼体与成体形态却很像,只不过是个体逐渐长大并出现了翅的变化而已,继而把对于不同动物发育方式可能不同这一重要概念的感性认识,通过进一步的课堂教学活动了解蝗虫、蟑螂、家蚕和蝴蝶的幼虫与成虫生活习性有那些变化?从而理解完全变态发育与不完全变态发育的概念,帮助初中生加深了对动物发育过程的理性认知与理解,并深刻领会到重要概念的本质内涵。
(二)创设生活情景课件让知识迁移
学习生物重要概念掌握的终极目标,是希望学生能够通过掌握到的重要概念的运用,帮助自己在生物学习过程中来解释、判断和解决遇到的相关问题,实现提高生物知识素养,为将来进一步的学习打下良好的基础,因此,对重要概念知识的迁移就显现的非常重要。而解决这一教学目标,此时生物教师可提供生活情景内容的课件,通过把初中生带进真实的生活中,让他们在解决实际问题过程中,学会对掌握到的重要概念知识迁移运用,同时也再次加深对重要概念的理解和记忆。比如:教师在讲授“动物行为”这一重要概念时,可以利用“猫捉老鼠”的视频,给学生分析和解读“猫捉老鼠”的一系列行为过程,让他们首先在内心世界接受到猫捉老鼠是天生的本能习惯,然后教师再让学生观看小猫和老猫捕捉老鼠各自不同的行为过程,再让同学们接受到,原来小猫捕捉老鼠的行为过程,是学习老猫的,这样就理解了动物行为的两种分类,即先天性行为和学习性行为的概念理解,继而对先天性行为是动物生下来与生俱有,遗传所致,后天行为是在成长过程中“学习”得来的抽象词语概念理解,从而加深了学生对动物行为这一重要概念的掌握。
(三)设置问题诱导实现主动性探究
学习兴趣是初中生学好生物重要概念的基础与根本,只有当学生对初中生物课程产生深厚的学习兴趣,才会掀起他们学习的主动性与积极性,达到对重要概念的掌握和运用。其设置创设情景问题,就是一种教学手段。生物教师可以在课堂上设置一些问题,进而引导全班同学参加自由讨论,通过互动,学生对原来存在的重要概念理解偏差和错误得到纠正,达到加深理解之成效。还是以“动物行为”为例,生物教师首先要通过提问的方式,帮助初中生剖析现象背后的规律,引导他们从大量的生物学事实中对这个重要概念形成正确认知,再利用层层递进的问题,进一步点拨学生思维,启发他们深入地对重要概念本质和内涵进行探究,达到深层次理解,最终实现传递“对接”。以猎狗捕食为例,生物教师先通过多媒体,让学生在课堂上观察猎狗捕食过程的画面播放片段,设置学生分析猎狗动作或活动问题,通过回答,让学生从整体的角度掌握到动物行为是一个动态持续过程。初步对这个重要概念形成后,生物教师接着再进一步提出猎狗在什么情况下捕食,有哪些利于捕食的身体特点等问题,让学生通过划分的小组,充分讨论后,得出了猎狗是由外界刺激或体内生理变化引起的捕食行为,其在神经系统和激素的调节作用下,由感觉和运动器官配合来完成的结论。通过对这些问题的思考和辨析,学生对动物行为这个重要概念有了更深层次的理解。
诚然,创新生物重要概念的教学手段还有很多,比如生物教师还可在教学中,将重要概念采用化整为零的分解方式,建立一个以重要概念这核心作用的概念体系,从具体的层次概念中,进行帮助学生梳理出对重要概念需要掌握的生物知识脉络,进一步加深学生对重要概念的理解力。因此,在初中生物教学过程中,生物教师需要围绕50个重要概念的核心教学内容,紧跟时代教学形势,掌握学生的知识结构,积极主动地开动脑筋,不断创新恰如其分的教学手段,促使生物课堂始终保持生机勃然一片,定会收获到更高质量的教学成效,从而促进生物教学事业不断地向前发展。
参考文献
[1] 中国人民共和国教育部. 义务教育生物学课程标准(2011年版).北京:北京师范大学出版社,2012.
[2]刘恩山.在教学中实现主动探究学习与凸显重要概念传递的对接———《义务教育生物学课程标准》修订思路和要点.生物学通报,2012.(03).
[3]汪忠.新版课程标准解析与教学指导.初中生物.北京师范大学出版社,2012.(03).
[4] 吴洪. 初中生物重要概念教学中的概念图策略例谈[J].长三角(教育).2012.(08).
方法一:剖析概念内涵,确定教学的深度和广度
概念的内涵是概念所反映的事物的本质属性。在初中生物学概念教学中,既要揭示其实质,更要针对学生的年龄特点和认知能力设计出符合学生接受能力的教学方案。这就需要教师认真剖析概念的内涵,深入理解《课标》中的具体内容和活动建议,并由此得到符合学生的教学深度和广度。
例如,在“细胞通过分裂产生新细胞”的课堂教学中,很多教师都会要求学生画出细胞分裂图(包括前、中、后、末期),每个细胞中有几条染色体,染色体变化的坐标曲线。由于学生受空间想象思维的限制和数学知识储备的不足,根本达不到老师的要求,学起来非常痛苦。对此,在课后研讨过程中,我跟老师们分析:在教学“细胞分裂”这个概念性知识时,《课标》中的具体内容是“描述细胞分裂的基本过程”;活动建议是“观察洋葱根尖细胞分裂的切片(注意细胞分裂过程中有染色体的变化)”;通过剖析得出让初中学生掌握的内容有:通过细胞分裂一个细胞分裂成为两个细胞,细胞分裂过程中有染色体的变化,染色体由DNA和蛋白质组成;注意:是有染色体的变化,并不是要搞清楚各时期的染色体数,只要让学生知道是染色体复制后平均分配就行;而以下内容应该不包括在初中生物学课程的基本要求中:染色体数目、DNA分子数的具体变化(2N―4N―2N),画细胞分裂图,这种分裂方式属于有丝分裂。经过分析、调整教学方案后,课堂上学生学得轻松,教师教得愉快,大家都有成就感。
方法二:研究前概念,提高形成科学概念的效率
在学习新概念之前教师一定要认真研究它的前概念有哪些,哪些是新概念形成的最大障碍,如何帮助学生消除这些错误概念。例如,我们在生活中会经常提到:如果你每次感冒都用同一种药,药效会降低,每年用同一种农药也会杀不死害虫。所以学生就很容易认为:“害虫抗药性的形成是因为农药使害虫产生了变异。”类似的错误前概念还有很多,如:“呼吸作用就是指呼气和吸气”“所有带藻字的都是藻类植物”“酵母菌是细菌”“植物在白天发生光合作用晚上发生呼吸作用”等。不同的前概念在人的脑海中形成的认知规律不同,教师可以利用前概念的认知规律来思考如何运用相应的策略来解决。例如可以通过谈话法、小组讨论法引发学生的认知冲突;通过探究法、演示实验法重新建构概念等。例如,针对“害虫抗药性的形成是因为农药使害虫产生了变异”这一错误前概念,老师们可以通过下列“问题串”用谈话法来解决:1.“害虫抗药性的形成是因为农药使害虫产生了变异”是不是指害虫产生了变异?2. 变异是定向的还是不定向的?3.是不是用农药害虫就产生变异,不用农药害虫就不产生变异?4. 用了农药后是不是全部害虫都会死亡?5. 用了农药后为什么有的害虫不死亡?这些不死的害虫有什么特点?6. 每一年用同一种农药,后果会怎样?为什么?以谈话的方式解决这一系列的问题串后,学生就很容易明白:“害虫抗药性的形成是因为有农药的环境对害虫长期选择的结果(自然选择的结果)。”
方法三:围绕重要概念,精选教学活动内容
我们应该运用各种合适的教学策略围绕重要概念来组织教学活动,在教学过程中不但要为学生提供各种丰富的有代表性的事实,还要有对事实的抽象和概括。
1 课标对概念教学的要求
《义务教育生物学课程标准(2011)》指出:“生物学的重要概念处于学科中心位置,包括了对生命基本现象、规律、理论等理解和解释,对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用”。
重要概念是学科的主干知识,重要概念的学习对学生有重要的影响。首先,重要概念的学习会对学生以后知识学习起到一个支撑作用;其次,学生在解决问题的过程中,更多地需要用到对重要概念和原理的理解、在理解的基础上的应用,而不是靠记住一两件孤立和零散的事实;再次,如果学生依靠头脑中重要概念构建起知识框架,那么这个知识框架可以较长时间留在学生的头脑中,学生能更好地把一些事实性知识有条理地存储在这个知识框架中,这样他的知识就不是零散和孤立的,而是逻辑有序编排的。
2 记忆模型的特点
教学中,无论是提供事实为概念形成支撑,还是分析、讨论让学生理解概念,最终的目的,是让学生将以重要概念为核心的概念体系存储到头脑中,是要学生内化、记住概念,只有有了概念的记忆,才谈得上概念的应用以及学生科学素养的提高。
美国弗吉利亚大学心理学教授丹尼尔.T.威林厄姆提出了一个人脑在思考记忆时的工作模型(图1)。
图1的左边是周边环境,有很多可看可听的事情、待解决的问题等,右边是科学家们称为工作记忆的大脑组成,现在可以暂时把它等价于意识,它保存在思考的事情。从环境指向工作记忆的箭头表示工作记忆是大脑中让你意识到周围有什么的场所。长期记忆是一个储存你关于世界的事实性知识的巨大仓库,长期记忆中的所有信息存在于意识之外,在使用之前它都静静地待在那里,进入工作记忆时它才浮现在意识中。
丹尼尔.T.威林厄姆记忆模型揭示的学习规律是:要想学到知识,它必须在工作记忆中稍作停留。你思考什么,你就会记住什么。记忆是思考的残留物。
3 记忆模型对重要概念教学的启示
概念教学的最终目的是要使概念进入长期记忆,也就是让学生记住概念。从模型中可以看出,对学生来说,教师讲授的知识和其他小鸟叫声、汽车的轰鸣声一样,都是一种环境信息,问题是教师如何让学生专注你的讲授、如何让学生进行有效思考(进入工作记忆)、如何才能让学生掌握概念、内化概念(进入长期记忆)?
3.1 从学生思考的角度精心设计教案
根据记忆模型,学生能记住他所思考的。可是教师和学生看待同一事物的角度是不同的,教师能获取知识在看教材内容时是俯视,学生受生活经验和知识储备的局限,学习知识是仰视,所以同一内容难易程度的感受是不同的。教师认为简单的内容,学生不一定觉得简单。教师必须知道在所学的内容上,“学生是如何思考的?”“他们在哪个层次上?”“他们会遇到了什么困难?”……
教师在设计教案时,应该站在学生的角度,用“学生的眼光”去看待问题,用“学生的大脑”去思考问题,要了解学生现有的知识经验,能力水平,学习态度和兴趣特点,设计出更加适合孩子的方法和形式,寻找更加有效的方法帮助学生们跨过障碍。
例如,在进行“土壤里的微生物”一节教学时,从笔者所做的学情调查情况看,学生对动物植物比较好理解接受,而对看不见摸不着的病毒、细菌等很难理解。而学生对蘑菇、香菇、鸡腿菇等个体较大的也是微生物更是费解:为什么称之为真菌?什么是孢子?孢子是如何繁殖的?……都很陌生。教学时,笔者从经典的巴斯德鹅颈瓶实验现象分析、用手印菌落培养视频,让学生感知细菌就生活在周围的环境中。通过显微镜观察、数据分析,让学生感知其大小;通过生活中的酸奶、泡菜、醋等食品的生产,让学生感知,有的细菌对人类有害,有的细菌对人类有益。通过细菌、酵母菌、蘑菇显微结构的比较,让学生体会酵母菌、蘑菇等真菌“真”在何处。通过蘑菇孢子散发、萌发的高清视频、学生动手制作孢子印等措施,让学生理解孢子为何物,如何繁殖。通过解剖蘑菇、香菇等大型真菌,知道大型真菌和霉菌、放线菌一样,也是由许许多多的菌丝集合而成的,是微生物中的“大块头”而已。
教师站在学生思考问题的角度来设计教案,教学就会有的放矢,就有利于学生接受、理解概念。
3.2 让学生参与建构概念的过程
生物学概念是从生物学现象、事实的研究中抽象概括而来,以共性、原则、原理和规律等状态呈现出来,对学生而言,有一定的难度。理解和形成科学概念的过程,需要学生像科学家那样,积极主动地参与搜集大量信息,进行关键性的实验探究,总结归纳,去粗取精,去伪存真,用多种方法进行验证。因此,在概念教学中,教师要让学生参与即将建立的生物学概念所需生物学现象、生物学事实的搜集、整理、描述和交流;要重视让学生参与探究、实验等生物科学实践活动,只有实验探究等实践活动,才能学使生的认识提高到新的水平。
例如,“绿色植物光合作用”一节教学中,光合作用的主要的原料、产物、条件、场所,如果不让学生亲自探究验证,初中学生是很难理解光合作用的内涵的。
教学中,绿色植物在光下产生有机物(淀粉),是萨克斯的经典实验,经过“暗处理照光酒精脱色漂洗染色观察分析”后,实验现象清楚,学生不难得出结论。在本实验进行的同时,教师可以设立另两组对照:① 割断叶脉形成基部有水、割断部位至叶尖无水的对照组;② 选取两片大小相同的叶片,两个大小相同的透明塑料袋(不漏气),然后在一个塑料袋底部放7~8粒碱石灰颗粒(用小块纱布包上),套在一片叶片上,在叶柄部位扎紧袋口密封;在另一个塑料袋内不放碱石灰,套在另一叶片上,在叶柄部位扎紧袋口密封。这样形成了一叶片有二氧化碳、另一叶片没有二氧化碳的对照组。
选用银边天竺葵(也可以用银边吊兰)做实验材料,进行光合作用实验,就可以探究叶绿体是光合作用场所。选用金鱼藻做实验材料,用氧气助燃的性质,可以验证出光合作用放出氧气。
实验结束后,教师稍加以引导,可以轻松归纳出光合作用概念:“绿色植物利用太阳能(光能),把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,同时释放出氧气。”
一、生物概念和概念图的重要性
2011年版的《义务教育生物学课程标准》于2012年1月正式出版,它延续了现行的生物课程理念:“面向全体学生”、“提高生物科学素养”和“倡导探究性学习”。而“提高生物科学素养指的是一个人参加社会生活、经济生活、生产实践和个人决策所需要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,理解的本质以及形成科学的态度和价值观。”我们不难看出,其中对生物学的科学概念进行了强调,指出了概念教学的重要性和基础性。所以,课程改革的重要性就体现在对概念的教学上。在标准的10个一级主题中,提炼出了50条重要概念。在这些重要概念中,有的是传统意义上的概念,有的则不是。但我们可以发现它们之间的共同点,即都是从课程内容中提炼出来的且具有逻辑联系的概念。所以,在教学中要把握教学内容逻辑上的联系,重视引导学生理清相关概念的关系,形成良好的知识结构。
有研究表明,各个领域的专家与初学者的主要区别在于他们组织知识的方法不同。专家能深刻地理解其领域的中心原理和知识结构,能明确地认识到某一具体知识在学科中的地位及与其他理论、原理之间的联系,这些特点有助于专家对零散知识的记忆。而初学者多数趋向于记忆一些琐碎的知识,并试图找到合适的方法来优化重组这些知识。故要想和专家一样,就需要提高使一般概念和事实相互联系的理解能力,也就是得到重要概念。所以,我们运用概念图,围绕重要概念来组织初中生物的教学是非常必要的。
生物学是一门自然科学,具有严密的逻辑结构和科学的系统性,非常适合使用概念图来展开教学。学生依靠概念图,在已有的知识与新概念之间迅速建立起链接,使自己的知识结构更加完整和系统化,而教师则能利用概念图,更好地对新概念进行梳理,使琐碎的知识因为框架而变得立体化,与旧知建立坚固的联系。故教师在利用概念图来进行教学的过程中,一定要向学生传授概念图的具体画法和意义,如将属于某一主题的不同概念置于方框或圆圈中,再用连线的方式将相关概念和命题相连,线上可以用词组来表达两个概念之间的关系。
学生绘制出了概念图,把千头万绪的细碎知识点搭建出了框架,使知识系统变得更加立体化和结构化,便可进一步促进学生的知识迁移和应用。同时,通过学生绘制的概念图,也可反映出其最近的学习进展、概念掌握和思维发展状况等。这都有利于教师跟踪监控,及时诊断,及时反馈,以改进后续教学方法。
二、实验对象与实验设计
实验对象。参与实验的有六个班级,其中A、B、C班为控制班,D、E、F班为实验班。实验班和控制班都由研究者执教,两种班的平时作业内容和作业量都相同,研究前实验班和控制班学生的学习结果基本无差异,都没有进行过额外辅导。
实验设计。本实验的目的是:比较在同一册教材复习中,采取概念图教学策略和常规教学策略的效率差。实验采用等组对照实验的方法。实验班在每一个章节完成后,精心设计概念图教学,使用概念图填空的方式引导学生构建知识网络,渐渐地,使用相关术语或者名词,最后完全由学生自主建构,由教师进行讲解和分析。该过程中,教师要尽量监测学生的进展。而控制班则按章节顺序进行复习,教学中不采用概念图的方式(采用交互式问答的方式)。学习结果以知识目标来检验:实验班和控制班在复习课结束后,同一时间采用同一套试题来检验。
三、实验过程
【实例1】“生物的生殖和发育”教学实例
①教师在黑板上画出一个填空式的概念图,引导学生根据上下概念之间的关系和线上的意义联系进行填空(见图1)。
②引导学生观察概念图的重要概念,发现两个圆圈之间的关系。
③教师提示学生把每两个圆圈与连线处的意义联系陈述成一句话。
第一级:昆虫的变态发育分为不完全变态、完全变态。
第二级:不完全变态的发育方式如蝗虫;完全变态的发育方式如家蚕。
第三级:不完全变态会经历卵的阶段、若虫的阶段、成虫的阶段,并且这三个阶段构成先后顺序。完全变态会经历卵的阶段、幼虫的阶段、蛹的阶段、成虫的阶段,并且这四个阶段构成先后顺序。
④教师说明绘制方法和意义:将属于某一主题的不同概念置于方框或圆圈中,再用连线的方式将相关的概念和命题相连,线上可以用词组来表达两个概念之间的关系。连线可以交叉,但向上和水平向左或右的需要添加箭头。这样的概念图能使概念之间产生联系,当你回忆起它的其中一个部分时,会联想起其他有关的概念,有利于建立网络知识结构。
⑤引导学生完成两栖动物和鸟的生殖与发育的概念图,并向学生提示要与有关鸟的主要特征相联系,尝试在“鸟”的概念上继续绘制框架图。
⑥最后用一个综合的概念图统领全章,将已有概念与新概念相联系。
学生首次接触概念图时,进行的是填空而不是构建,他们会发现它直观、简单而奏效,于是就产生了使用这种方法的愿望。所以,教师一定要深入浅出,把复杂的任务分解成多个小任务来交给学生。
【实例2】“生物的遗传与变异”、“生物起源和生物进化”的教学实例
①教师展示三个概念,引导学生根据三个概念之间的联系来进行概念图的构建。提醒两两相连,表达简单关系,避免钻牛角尖。学生构建完成后进行交流,教师参考其中―个来进行展示(见图2)。
②再罗列几个相关概念:“染色体”、“DNA”、“基因”、“性状”、“显性基因”、“隐性基因”、“显性性状”、“隐性性状”,待学生构建后进行展示。
③教师给出“人的染色体”、“常染色体”、“性染色体”、“x染色体”、“Y染色体”、“性别”等概念,待学生构建后进行展示。
本节课比上一个概念图有了更高的递进层次,不再采用填空的方式,而是一次性呈现出不同的概念,由学生分析概念之间的关系后,结合教材自主构建概念图。这样便提高了对学生的要求,学生要模拟以前的模式来进行构建。那么,教师则要注意监督和随时提供资源(课程知识点),以促成学生的有意义学习。
四、实验结果和结论
实验结果利用SPSS软件进行T检验,使用wilcoxon均值秩检验方法,比较同一份试卷在两个不同班级测验分数的差异性。控制班与实验班检测的成绩结果见附表1。
根据实验结果,可以发现三组的实验班均比控制班的平均分高出些许,但a=0.05,三组的P值都大于0.05,反映出三组中的实验班和控制班之间的差异不显著。可见,实施了概念图策略的班级比未实施班级的期末平均成绩更高,说明该策略对初二学生的生物学习成绩有促进作用,但实验班和控制班的成绩差异并不显著,笔者推测,差异不显著的原因主要有三个。
第一,概念图的构建应当是一个方法的练习,只靠短短三节课,还远远不能使学生具备良好的构建能力。教师要在每一节生物课上都融入构建知识结构的理念,注重概念间的联系,重视重要概念的形成。
第二,由于笔者同是控制班和实验班的生物教师,在平常的教学中,无形中可能已经把知识结构化的思想传递给了控制班的学生,故出现了差异不显著的现象。
关键词 交互式电子白板 初中生物学 重要概念
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
《义务教育生物学课程标准(2011版)》增加了50个生物学的“重要概念”。生物学重要概念处于生物学科的中心位置,包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑和指导作用。因此,“凸显重要概念”的教学成为一线教师关注和研究的热点。
《义务教育生物学课程标准(2011版)》也对从事课堂教学的一线教师提出了更高的要求:以多媒体和网络技术为核心的交互式电子白板的应用,是转变传统的教学观念和方式,突出学生的主体地位,增强师生互动,充分挖掘和利用生成性资源的一个重要研究途径。此外,也为新课标所强调的“凸显重要概念”的教学提供一条可行的思路。
1 创设问题情境,激发学生对概念学习的兴趣
生物学教学需要一定的教学情境。教学情境设计的合理性和有效性会直接影响学生对即将开展的概念学习的兴趣和注意力。在各种教学情境的设计中,交互式电子白板都能给初中生物教学带来很大的帮助。教师充分挖掘交互式电子白板中的多项功能,创设并模拟真实的情境,可以让学生身临其境,为概念教学作出很好的铺垫。
例如教师在导入环节中,设置“本校图书馆招募管理员”的活动,并要求“管理员”把几本新到的图书放置在正确的书架上。学生通过模拟图书的整理和摆放,体会图书的分类,从而联系到生活中的分类,并进一步地过渡到生物的分类。
在传统PPT环境下的教学,这样的情境设置往往只能是学生说,教师点击鼠标播放,而且教师必须预设好正确答案,无法真实地模拟出图书分类摆放的过程。而使用SMART软件的“遮屏”和“淡入”功能,可以很快将学生的注意力吸引到本校的“图书馆”;再使用“拖放”功能,学生代表可以上台拖放“图书”到相应的书架,从而真实模拟了图书管理员对图书的分类摆放,激发了学生学习的兴趣,为后期相关重要概念的学习做充分准备。
此外,SMART软件还内置了大量丰富的教学资源,特别是“Toolkit工具箱”中的各种图片和学科资源,为创设情境提供了直接的教学素材。同时对各种格式的视频资源的兼容、便捷高效的播放模式都有助于创设情境,有利于概念学习的导入与准备。
2 加强直观教学,促进学生对重要概念的理解
直观教学是帮助学生理解重要概念的重要手段,贯穿了生物学教学全过程,交互式电子白板在初中生物直观教学实践中起着重要的作用。如果教师能合理开发白板软件自带的很多工具,可以加强直观教学,促进学生对重要概念的深度理解。
在本课教学中,教师灵活运用了“聚光灯”功能,屏蔽其他内容,只将图片或文字中的重点突出,有效地凸显了重要概念。例如:学生在讨论了“生物分类等级示意图”之后,师生共同总结分类的七个等级时,教师可利用“聚光灯”功能对“分类的等级”这个重要概念进行突出和强调,特别可以突出最大的分类等级“界”和最小的分类等级“种”。“放大镜”功能可以使图片或文字的部分被放大,从而提高学生对某处细节的关注度和教学的直观效果。例如在本课中,要求学生根据已掌握的几种动物的分类等级,回答虎与哪种动物的亲缘最近,并说明分析的理由,以“找最亲”的形式,分析得出“不同种类的生物所处的共同分类等级越低,它们之间的相似程度越大,亲缘关系越近”的结论。教师可通过“放大镜”的功能局部放大动物之间的相似特征,从而让学生能更直观地关注到动物之间的相似程度,有助于理解相关的重要概念。
此外,教师还设计了“回眸人类对生物分类的历史”的教学环节,利用SMART “Toolkit2.0工具箱”中的“timeline reveal时间轴工具”展示了生物分类史学的过程,丰富了学生对科学史的了解,促进了学生对重要概念的理解。
3 展示思维过程,增强学生对重要概念的辨析
新课程的基本理念之一就是倡导探究性学习。在探究性学习中,学生的思维过程体现出学生对重要概念的辨析和理解。因此,教师在教学中如果能有效地展示学生的探究思维过程,对于教师调整教学方案,突出概念教学有着至关重要的作用。
交互式电子白板所具备的强大的书写功能,是最区别于PPT软件的功能之一,以不同颜色不同风格的线条进行圈画、批注、修改,可以及时地记录和反馈课堂上不同学生的不同思维结果,将学生的思维的过程直观地展现出来,对于分析和提高学生的生物思维能力有着明显的应用优势。
例如,教师提供了几种不同类群的植物图片(如水绵、葫芦藓、蕨、银杏、水稻、荷花等),要求学生分组讨论,根据一定的分类依据进行分类。教师结合书写和拖放功能将学生分组讨论的结果,在白板上做及时的演示和记录。由于不固定分类标准,各小组可以拓展思维,尝试提出不同的分类标准进行分类,除了根据已学过的生物学形态结构特征进行分类之外,有的小组还提出了根据“生活环境”、或是“与人类的关系”等不同的标准来分类,这些课堂临时生成的答案,充分体现出了学生思维的开阔性,也凸显了该部分的重要概念。
让学生在回顾已学的植物分类的知识之外,还能进一步理解分类依据的不同影响着分类的结果。此外,教师也可利用“记录存储”功能对学生的生成性答案进行拍照保存,不仅可以在后面的教学内容中直接利用,也可以在其他班级进行思维的拓展训练。这种及时记录生成性思维结果的功能也是传统PPT无法实现的,即使与黑板结合使用,也无法保存和利用,因此充分体现出了交互式电子白板在展现思维过程方面的强大优势。
此外,“Toolkit2.0工具箱”中的“word generator”工具可以在总结环节逐条显示本节课重要概念。此工具的动画呈现效果很好地吸引了全体学生的注意力,强化了重要概念的总结及梳理。
4 丰富评价形式,巩固学生对重要概念的应用
新课标注重对教学评价的研究和实施,要求建立促进学生发展的评价体系,从而对学生掌握重要概念的效果进行反馈。利用交互式电子白板的回放功能,可以组织学生快速地回顾本节课的主要内容,利用页面预览功能,快速地把主要内容拖到新建页中,形成重要概念网络,使学生更易理解。
“Toolkit2.0工具箱”中的各种工具也能使评价的形式丰富多样,如常用“选择”、“配伍工具”等进行本节课的知识反馈。这些工具都具有即时的评价功能,可以立刻显示学生选择或配伍的答案的正确与否。
再如:本节课还应用了“yes or no工具”可以对“马和驴是否是同种生物”进行判断,从而让学生进一步理解“种”作为分类等级中最基本的分类单位的判断标准以及同种生物之间应该具备的关系。
又如:“image/text arrange排序”工具可以由学生将具有高低大小层次关系的概念或图片进行实时地排序。如本节课采用该工具对生物的七个分类等级按高低顺序进行排列,作为反馈呈现,能很好地对学生的掌握程度进行评价。
本课例在使用了交互式电子白板作为教学平台和手段开展重要概念的教学之后,生生互动、师生互动的教学方式改变了枯燥的教学氛围。在小组合作教学的基础上,通过及时的书写和记录,将课堂上学生的生成及时记录,从而得出生物分类的依据有哪些,成为宝贵的教学资源;利用拖放、淡入等功能,展示资料,有助于集中注意力,促进学生的主动学习;“Toolkit2.0工具箱”的使用展示了生物分类史学的历程、知识点的回顾总结、反馈的多样形式;通过学生上台展示操作很好地直观地展现了其思维过程,对于了解学生在学习过程中的学习难点和思维漏洞等起到了很好的揭示作用。同时,交互式电子白板增强了学生的参与度,增强了学习的兴趣,也提高了学习的自主性,很好地吸引了初中生对于重要概念的关注和兴趣,也较为有效地体现了新课标“面向全体学生”的理念。
当然,交互式电子白板的强大功能还远不止本节课例中所使用的这些,还需要教师进一步地学习和研究,根据每节课的重要概念,充分地挖掘和开发各种功能,使之与初中生物学的重要概念教学有效地整合,更好地体现新课标理念,为学生“更好地学”服务。此外,交互式电子白板对教学环境中的硬件和软件也有一定的要求,有待进一步地普及和发展。
参考文献: