初中生物核心概念教学案例分析
摘要:生物学核心概念处于学科中心位置,对学习生物学及相关学科具有重要的支撑作用。教师在设计和组织教学活动时,应围绕核心概念展开,建立高效课堂,提高学生的生物科学素养。
关键词:概念;核心概念;教学案例;生物科学素养。
初中《生物课程标准》认为:“概念是对事物的抽象或概括,生物学概念是生物学课程内容的基本组成,对学生学习生物学及相关学科有重要的支撑作用。”而核心概念更是位于学科中心的的概念性知识,包括重要概念、原理、理论等基本理解和解释,这些内容能够展现当代学科图景,是学科结构的主干部分。在教学过程中教师如果过于关注细小琐碎的知识点,强调让学生背诵来记忆这些内容,那么学生只能记住一些孤立的生物学事实,考完试后学生很容易遗忘。但是如果关注从事实现象中抽象出的生物学核心概念,深入理解这些囊括了某类生物学总体特征和规律的东西,并以此来建构合理的概念框架,帮助学生在新情景下解决实际问题,更加有利于以后高中生物学科的学习。
美国旧金山林肯高级中学的生物教师方帆多年调查发现:凡是来自生物学科教师按《课标》要求讲课的初中学生,到了高中以后,无论是理解能力还是创造力,都比其他学生要好很多。如果我们这些一线生物教师,因为生物学科不参加中考,不重视生物学科的教学工作,势必会给高中生物教学带来很大难度。对生物教学来说,生物学核心概念处于学科最本质和中心的地位,所以帮助学生建立核心概念,关注学生核心概念学习的可持续性,对提高学生的科学素养有着重要意义。那么我们在实际教学中,如何围绕核心概念设计教学活动呢?
一、建立核心概念教学意识,围绕核心概念设计教学活动
《生物学课程标准(2011年版)》明确指出:“教师在设计和组织教学活动时,应注意围绕重要概念展开,精选恰当的教学活动内容,其教学方式可以是讲授、演示、实验、资料分析、讨论等,以促成学生对重要概念的建立、理解和应用。”因此,在教学中,教师一方面需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑;另一方面,教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些很生物学事实,而是要帮助学生通过对事实的抽象和概括,建立生物学重要新情境下解决相关问题奠定基础。在教学过程中,教师还必须注意到学生头脑中已有的概念,特别是那些科学概念相抵触的错误概念,帮助学生消除错误概念,建立科学概念。
初中生物教学中的“核心概念”在某种程度上等同于初中生物新课程标准中所述的“重要概念”,《课标》列出50个重要概念,囊括了初中生物知识体系中最为重要和基础的概念、原理、理论等。因课时及初中学生认知水平的限制,初中生物学中的核心概念并不集中于某一章节,教师要根据具体的学情,注意概念间的连贯性,调整课时,合理设计教学活动,帮助学生理解核心概念。
例如,在北师大版《生物》八年级上册“性状遗传的物质基础”一节中,学生如果没有理解“成对存在的染色体上,基因成对存在”、“在形成生殖细胞时,成对存在的染色体中的一条进入生殖细胞”这两个基础知识,就无法进一步学习该节之后的“基因的显性和隐性”及“基因随配子代代传递”等相关内容,在将来的高中生物学习中更无法理解基因的分离和自由组合定律等。因此,这两个基础知识便是这节课的核心。
在设计围绕核心概念的教学活动时,教师需考虑学生的已有概念和未学概念、前概念和后概念、具体概念和抽象概念之间的关系,还要围绕这些关系思考:做怎样的引导,设计怎样的多元合作教学活动,在教学过程中怎样引发问题、怎样整合资源、怎样提供科学事实,以帮助学生在信息的内化和外显的转化过程中,完成对核心概念的意义建构。
二、围绕核心概念教学的教学设计实例
“基因在亲子代间的传递”概念图的构建
首先是教师分析学习内容,对学生已有概念体系和即将学习的概念梳理一下,明晰概念间的关系,确定教学目标和教学重、难点。
教学目标:
知识目标:描述染色体、DNA和基因之间的关系;阐明生殖过程中染色体的变化和基因的传递。
能力目标:尝试构建染色体和DNA关系模型,使用概念图等方式描述染色体、DNA和基因之间的关系,发展构建生物模型、表述概念层次的能力;在推理活动中发展分析能力和创造性思维。
情感、态度与价值观目标:在体验科学推理活动中,逐步建立创新的科学态度;深入理解体细胞中染色体成对存在的意义,增强对遗传学知识的兴趣。
<导入环节设置>
导人环节需要帮助学生建立新旧概念间的联系,引出新概念的研究问题。如:展示班上某位学生的一家三口的照片引起学生饶有兴趣的观察。接着:(1)复习已学概念,提问:在这张照片中,①你看到了哪些性状?②性状是由什么控制的?这两个问题考查了学生对已学概念的掌握,并为新知学习做好知识准备和情境铺垫。(2)引发新概念的研究问题。首先引导学生们发现该生的某一性状和父母一方相似,和另一方不同。如该生的双眼皮像爸爸,不像妈妈,然后提出问题:该生是否只遗传了爸爸控制眼睑的基因而没有遗传妈妈的?引起学生争论和求知欲,接着再引导学生思考:“要回答这个问题,我们需要先学习哪些知识?”学生自然就想到要知道:“基因在哪里?基因是怎样传递的?……”这便引发了新概念学习的问题情境。
<建构本节课的核心概念>
教材中该节主要由两大部分内容构成:“基因和染色体”和“基因经精子和卵细胞传递”。教师需设计符合学生认知规律的学习活动,帮助学生获取、内化然后外化、表达新的核心概念。同时,引发下一节概念的研究问题,以明晰知识间的逻辑关系。
基因和染色体,该部分内容的核心概念是:①染色体上有许多个基因;②染色体成对存在,基因成对存在。
(1)围绕核心概念“染色体上有许多个基因”的教学活动
学生在七年级已经形成“DNA和蛋白质构成染色体”等相关核心概念,引导学生回顾已学概念后,教师提供材料:染色体和DNA的关系示意图,请学生完成以下任务:①用图解、表解或漫画的方式表示染色体、DNA、基因的关系。②用一句话表述基因和染色体的关系。这些任务让学生经历了以下活动:首先观察了较为直观的“染色体和DNA关系示意图”;在形成了自己的认识后,再在动手构建模型,将自己的认识以更为直观的方式地表达出来;完成了直观性知识的内化和表达,然后再画概念图、用一句话来描述基因和染色体的关系,这便将刚刚形成的直观印象抽象为一定的概念结构。这个活动让学生在观察、动手、动脑过程中,构建了核心概念。
(2)围绕核心概念“染色体成对存在,基因成对存在”的教学活动
因初中学生对遗传物质结构的理解有限,所以,无法从染色体结构的角度帮助学生理解,可引导学生观察分析图片,但这一核心概念仅通过观察图片,是不能获得全部的,需辅以简洁而明确的讲述。如:教师首先提供资料:一张未整理和一张已整理的人(女)体细胞内的染色体图。用问题引导学生的观察:人体内有多少条染色体?整理后的染色体为什么画成一对一对的?然后,辅以讲述:科学研究发现,成对的染色体不仅大小、形态相同,结构也相似。科学研究发现,成对存在的染色体上基因也成对存在。(同时用示意图图示)
<围绕核心概念,设计反馈练习,检验意义建构(略)>
<实施效果和反思>
该节课的教学设计围绕核心概念,通过建构模型、科学推理等多元合作活动,能使学生清晰地认识了“染色体和基因的关系”,使学生深入理解了“基因的传递过程”,有效帮助学生建构了相关的核心概念,提高学生的生物科学素养。
最后,我们借用美国课程专家艾克里森在《概念为本的课程与教学》一书中的一句话:提高学生的学业标准更多是要求思维能力的提升,而不是简单的掌握更多的事实内容。因此,教学内容应该围绕各学科的核心概念选择。他认为核心概念具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值。