高中生物學(xué)核心概念的知識(shí)生成策略探索獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

高中生物學(xué)核心概念的知識(shí)生成策略探索獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：生物學(xué)核心概念是位于學(xué)科中心，具有超越課堂以外的遷移價(jià)值和持久價(jià)值的概念性知識(shí)，包括主要概念、原理、理論的基本理解和解釋，生物學(xué)核心概念是學(xué)科結(jié)構(gòu)的主干部分。“知識(shí)生成課堂（教學(xué)）”是指在彈性預(yù)設(shè)的前提下，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)生新舊知識(shí)相互作用，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深層理解，完成自主構(gòu)建，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的活動(dòng)?！吧伞笔菍W(xué)生生命的具體課堂中的體現(xiàn)。高中生物學(xué)教學(xué)中圍繞核心概念的知識(shí)生成，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)中真正理解知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)化知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。本文以生物必修一《分子與細(xì)胞》為例，運(yùn)用教材資源、運(yùn)用概念圖、聯(lián)系生活實(shí)際等策略探索高中生物學(xué)核心概念的知識(shí)生成方式。

關(guān)鍵詞：高中生物核心概念知識(shí)生成

一、基于教科書，問題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，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(shè)了許多導(dǎo)學(xué)的專欄，突出了問題（任務(wù)）驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的方法，期望把傳統(tǒng)的教學(xué)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(shè)置在一定程度上引導(dǎo)學(xué)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(guān)聯(lián)和知識(shí)本質(zhì)。如第1章第1節(jié)《從生物圈到細(xì)胞》，“本節(jié)聚焦”為3個(gè)問題：為什么說生命活動(dòng)離不開細(xì)胞？地球上的生命系統(tǒng)可以分為哪些層次？為什么說細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)？其實(shí)，這3個(gè)問題就是3個(gè)核心概念：生命活動(dòng)離不開細(xì)胞；生命系統(tǒng)的層次；細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)。其中“生命活動(dòng)離不開細(xì)胞”這一核心概念教學(xué)過程中，教師為學(xué)生設(shè)置了問題串：“生物按照是否由細(xì)胞組成可以幾類”（答：細(xì)胞生物和病毒）；“依據(jù)構(gòu)成生物的細(xì)胞的多少又可以分為什么”（答：?jiǎn)渭?xì)胞和多細(xì)胞生物）；“單細(xì)胞和多細(xì)胞生物的生命活動(dòng)場(chǎng)所是在哪里”（借助教科書上的“資料分析—生命活動(dòng)與細(xì)胞的關(guān)系”引導(dǎo)學(xué)生分析，答：在細(xì)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(dòng)在哪里進(jìn)行？”學(xué)生通過資料了解SARS病毒侵害人體的肺部細(xì)胞，導(dǎo)致呼吸困難等，借助討論提示的“病毒不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)”，學(xué)生自然理解了教科書上的“即使像病毒那樣沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，也只有依賴活細(xì)胞才能生活”的描述，并深刻理解了“生命活動(dòng)離不開細(xì)胞”這一核心概念。

“生成性學(xué)習(xí)，就是要訓(xùn)練學(xué)生對(duì)他們閱讀的東西產(chǎn)生一個(gè)類比或表象，如圖形、圖像、表格或圖解等，以加強(qiáng)其深層理解”。通過問題串形式的學(xué)習(xí)，學(xué)生在腦袋中形成了“地球上因細(xì)胞才形成的瑰麗的生命畫卷”的圖像，這已將“生命活動(dòng)離不開細(xì)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(shè)計(jì)問題串，以問題（任務(wù)）驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，能有效幫助學(xué)生扎實(shí)理解基本知識(shí)，并掌握核心概念。

二、運(yùn)用概念圖，構(gòu)建核心概念，達(dá)成知識(shí)生成。

概念圖是用來組織和表征知識(shí)的工具。它是由美國(guó)康乃爾大學(xué)教育心理學(xué)家諾瓦克（JosephD.Novak）博士等根據(jù)奧蘇貝爾（DavidP.Ausubel）的有意義學(xué)習(xí)理論而開發(fā)的。它是由節(jié)點(diǎn)和連線組成的一系列概念的結(jié)構(gòu)化表征，其中的節(jié)點(diǎn)表示某一命題或領(lǐng)域內(nèi)的各概念，連線則表示節(jié)點(diǎn)概念間的內(nèi)在邏輯關(guān)系。它可以讓學(xué)生通過各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的回顧，梳理相關(guān)概念間的聯(lián)系，從而建構(gòu)核心概念。

例如“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”這一核心概念是分析了蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性原因和逐漸了解生命活動(dòng)無時(shí)無刻不與蛋白質(zhì)相關(guān)，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(gòu)與空間結(jié)構(gòu)、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(xué)知識(shí)。要使學(xué)生真正理解該核心概念，需要學(xué)生在清晰各基本概念的基礎(chǔ)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(gòu)式的前提下，明確兩（多）個(gè)氨基酸脫水縮合形成二（多）肽的過程，進(jìn)而理解盤曲折疊方式的不同構(gòu)成了空間結(jié)構(gòu)的多樣性，從而使其擁有功能的多樣性。當(dāng)基礎(chǔ)概念梳理好后，通過學(xué)生自主地勾畫概念圖（圖1），使各具體概念之間的關(guān)系更加清晰，在畫概念圖的過程中，使學(xué)生不斷思考，將碎片化各知識(shí)點(diǎn)相連接，形成知識(shí)結(jié)構(gòu)，并具有節(jié)點(diǎn)，最終形成并支撐“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”這一核心概念。

通過概念圖，使學(xué)生在思考、回顧知識(shí)的基礎(chǔ)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(guān)聯(lián)，形成知識(shí)體系，達(dá)成核心概念的生成。

三、聯(lián)系生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，理解核心概念。

生物學(xué)是與學(xué)生生活實(shí)際關(guān)系最密切的一門學(xué)科，高中生物教科書中的“與生活的聯(lián)系”“科學(xué)技術(shù)社會(huì)”等專欄都在營(yíng)造一種聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活的學(xué)習(xí)氛圍，創(chuàng)設(shè)進(jìn)一步理解和應(yīng)用知識(shí)的情境。在生物學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)生活情境，能夠使學(xué)生在解決實(shí)際問題的同時(shí)，深入理解生物學(xué)的核心概念。

第5章第1節(jié)“酶”的核心概念：“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中多數(shù)是蛋白質(zhì)”，這一核心概念統(tǒng)領(lǐng)了本章節(jié)的眾多基礎(chǔ)知識(shí)，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(xué)反應(yīng)活化能而發(fā)揮催化作用”及“影響酶促反應(yīng)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(shí)體系。

在講授“酶”這節(jié)知識(shí)前，學(xué)生對(duì)“酶”并沒有太多認(rèn)識(shí)。為了使學(xué)生更好地理解該核心概念，化解該知識(shí)的抽象性，教師展示《科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)》這個(gè)欄目中多幅極具沖擊力彩圖，并讓學(xué)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(jìn)行交換展示，提醒學(xué)生從包裝袋（盒）上的物品說明中找出與“酶”相關(guān)的描述。學(xué)生從這一學(xué)習(xí)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(dòng)那么密切相關(guān)，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(shí)際例子，學(xué)生感受到，“酶”給我們的生活增添姿彩，這樣提高了學(xué)生對(duì)“酶”這一知識(shí)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(xué)習(xí)做好了鋪墊，有助于學(xué)生加深對(duì)“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)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(shí)際，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，充分結(jié)合生活中常見的相關(guān)素材，化抽象概念為具體物象，使學(xué)生從生活實(shí)例中強(qiáng)化核心概念，提高知識(shí)遷移與運(yùn)用能力，體驗(yàn)到生物學(xué)是一門實(shí)用的科學(xué)，從而對(duì)生物學(xué)產(chǎn)生更濃厚的興趣。

高中生物學(xué)教學(xué)中圍繞核心概念的知識(shí)生成，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)中真正理解知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)化知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)主要是通過課堂教學(xué)每一課時(shí)中參與教學(xué)過程，在過程中理解和不斷積累而形成的，對(duì)生物學(xué)核心概念的認(rèn)識(shí)，也是在獲得大量事實(shí)和一般概念的基礎(chǔ)上，逐漸概括和建構(gòu)起來的。知識(shí)生成既重視教師的“教”，又重視學(xué)生的“學(xué)”；既強(qiáng)調(diào)