人教版《分子与细胞》核心概念分析与研究_论文正文

1、内容摘要：自我国实施新课程改革以来，生物学课堂发生了极大的变化。新课程背景下，围绕核心概念进行教学能更好地提高学生生物科学素养，但在具体实践过程中也存在着一定的问题。究其原因，在于相关的研究与教学实践未能同步。笔者在前人的研究基础上，选择对人教版分子与细胞中以名词术语呈现的核心概念的内涵与外延进行分析与研究，并结合直接陈述相关内容的核心概念对教材内容以章节为单位构建基本知识结构。本课题主要包括三部分。第一部分简单阐述生物学相关概念，介绍国内外研究现状、本课题研究基本内容及意义；第二部分对分子与细胞模块进行模块分析，并对模块核心概念进行界定；第三部分对分子与细胞模块中以名词术语呈现的核心概念的内

2、涵与外延进行分析与研究，并结合模块中以陈述相关内容呈现的核心概念进行章节基本知识结构建构。关 键 词：课程改革 核心概念 知识结构Abstract：Since the new curriculum reformed in China, great changes had taken place in biology class.Under the background of the new curriculum, teaching can improve the scientific literacy of students around the core concept, but some

3、problems also exist in practice in the process of As for its reason, it is because some related researches do not synchronize with the teaching practice. The author, on the basis of predecessors' research, choose to research and analyze the core connotation and denotation of the concept for the

4、terms in <The molecular and cellular> and combine directly stated core concepts related content of the teaching material content in chapter to build basic knowledge structure. This research project mainly includes three parts. The first part will simply elaborate some related biological concep

5、ts, introducing the research status at home and abroad, the research contents and meaning. The second part will analyze the modules of <The molecular and cellular> and define module core concept. The third part will research and analyze <The molecular and cellular> from PEP edition in te

6、rms of the core connotation and denotation of the concept, combining with direct statements related content of the core concepts of the teaching material content in chapter to build basic knowledge structure. Key words： curriculum reform core concept knowledge structure26当今世界，科学技术迅猛发展，知识经济时代和学习化社会逐渐

7、到来，国际间竞争日趋激烈。随着社会的发展、科技的进步，现代生活要求公民具有基本的科学素养。培养公民的基本科学素养，是21世纪对科学教育提出的要求和挑战。为应对培养公民基本科学素养的要求和挑战，世界各国纷纷加大科学课程改革力度。我国政府于1995年提出“科教兴国”战略，引发了世纪之交科学课程改革的浪潮。教育部根据1999年1月颁发的面向21世纪教育振兴行动计划，于2000年组建了国家课程标准研制组。2003年，教育部颁布了普通高中生物课程标准（以下简称标准），标准明确指出,“提高每个高中生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务”。中华人民共和国教育部制订：普通高中生物课程标准（实验），人民教

8、育出版社2003年版，第3页。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。它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，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高学生的生物科学素养的重要途径和内容之一便是促进学生对生物学核心概念的理解，标准首次将概念列入课程目标。知识、情感态度与价值观和能力是标准规定的三大课程目标，其中知识目标是达成后两个目标的基础。在知识目标中要求，“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。中华人民共和国教育部制订：普通高中生物课程标准（实验），人民教育出版

9、社2003年版，第7页。概念是整个生物学知识体系的基础。恩格斯有言:“在一定意义上，科学的内容就是概念的体系。”同时，课堂教学是所有教育改革的最终落脚点，那么，生物概念的教学毫无疑问是生物教学的核心。生物概念教学直接关系着知识目标的达成，又因为知识目标是达成情感态度与价值观和能力目标的基础，生物概念教学也即关系着整个课程目标的达成。生物学概念的教学关系着学生整体知识网络的构建和日后的持续学习。美国地平线研究组主席维斯及高级研究助理帕斯利在他们的研究中发现，优质课堂主要具有如下特征张颖之、刘恩山：核心概念在理科教学中的地位和作用从记忆事实向理解概念的转变，教育学报2010年第6期。：“第一，在课

10、堂教学的过程中，老师善于采用多种教学策略，为科学的概念提供明确的阐释；第二，吸引学生主动进行开动脑筋的活动；第三，帮助学生理解学科的核心概念等。”核心概念作为优质课堂的特征之一，现已引起国内外科学教育者的高度重视并进行深入研究。新课程改革提出了“核心概念”，降低了知识的覆盖面，但这并不意味着不再重视知识，更不是降低知识教育的要求。而是改变以往仅仅让学生记住一些生物学事实却忽略对概念的理解的教学现状，希望通过生物学核心概念的教学，让学生理解生物学核心概念，进而建构一个合理的概念体系及良好的知识框架。随着生物学的快速发展，生物科学知识出现爆炸性增长，面对如此繁多的知识，让学生记忆大量的孤立的生物学

11、事实，显然是不明智不妥当的。但是，我们应该看到，生物学里一些最基本的概念、原理、规律却不曾发生巨大变化。因而，在课堂教学中加强生物学核心概念的教学，让学生用所学的概念、原理和规律来分析和解决问题，对于落实新课程标准、理解生物学中的重要概念，帮助学生建构完整的知识框架和提高学生的生物科学素养均有十分重要的作用。鉴于上述背景，本文提出课题“人教版分子与细胞核心概念的分析与研究”，通过对教材中以名词术语呈现的核心概念的内涵和外延进行分析，结合直接陈述相关内容的核心概念，以章节为单位构建基本知识结构，以求达成对分子与细胞模块核心概念的整体把握。期望本研究能为高中教师开展概念教学活动提供一定的借鉴与指导

12、。 一、研究的理论基础、现状及意义（一）概念与核心概念本研究涉及的相关概念主要为概念、生物学概念与生物学核心概念。下面就几个概念进行简单的论述。 1.概念概念是人们对事物本质的认识，它是逻辑思维的最基本的单元和形式。概念是共同具有某些特性或属性的事件，物体或现象的抽象概括，是一种由相近、相似的事件、想法、物体或人所组成的集合。概念的明确性表现于它的内涵和外延。概念的内涵是指反映在概念中的事物的特性或本质，概念的外延是指反映在概念中的一个个、一类类事物。 2生物学概念生物学概念是客观存在、可反复测量的生命现象和生命活动规律通过人们的思维加工，所形成的对于一般特征和本质属性的概括性描述。生物学概念

13、一般是用词语来表示，其表述则常以陈述句的形式表达。 3生物学核心概念 对于核心概念，目前还没有一个明确的定义。我国刘恩山教授认为，“生物学核心概念是指那些能够展现当代生物学科图景的概念，是生物学科结构的主干部分。这些核心概念是生物学知识领域的中心，有广泛的应用，且能经得起时间的检验”。张颖之、刘恩山：基础教育课程中遗传学核心概念内容和呈现方式的研究，课程·教材·教法2010年第10期。 与一般概念相比，核心概念须具备两个特质：一是反映核心问题；二是具有统摄性。另外笔者认为，核心概念是相对的。如果单看“蛋白质”，无疑“蛋白质”是核心概念，它统摄着“氨基酸”、“肽键”、“蛋白质

14、结构”等一般概念。但如果将其置于“细胞”这个概念下“蛋白质”就成为“细胞”概念下的一般概念了。或许应该这样理解，核心概念就是生物知识框架里的主要节点，其下还有相关的下位概念。传统对于核心概念的表述，多是动词+短语这种方式。“2061计划”研究组在研究中发现，当用一组动词来进行分级时，不同的读者对于按什么顺序排列动词存在争议。但如果采用同一动词，然后用陈述句来陈述不同的知识内容展现目标差异，这样的表述更为合理有效。 （二）国内外研究现状作为优质课堂特征之一，核心概念教学已成为各国教育学者关注的焦点。课程应该强调核心概念的理解这一论点也已得到多国教育家的认同，美国、英国、加拿大、澳大利亚等国在此基

15、础上制定了新的课程标准。核心概念在受到关注的同时，也引发了相关研究的热潮。核心概念及其教学已成为一个研究的热门领域。这些研究在对教育起到极大推动作用的同时，也对我们后来的研究具有启发性和借鉴意义。 1.国外研究现状对于国外研究现状，笔者主要是从国内介绍国外相关研究的文献上了解的。国外对于核心概念教学的研究主要集中在核心概念的定义、标准、描述、核心概念教学的重要性等方面。美国著名教育家赫德认为，组成科学课程中的概念和原理应该能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分，称之为核心概念。戴伊指出，核心概念是某个知识领域的中心，虽然不是所有人都接受了这些知识，但它们却获得了广泛的应用，而且这些知识还能

16、经受住时间的检验。美国课程专家埃里克森则认为，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、原理和方法。对于核心概念的表述，传统课程采取的是动词+短语这种方式，如“说明基因突变的原因”。埃里克森认为这是知识性表述，但不是核心概念的基本理解，其主张在学习目标中将希望学生达成的核心概念基本理解用完整的语句表述出来。如“插入、删减或取代DNA片段都可能会改变基因。”然后根据这些核心概念基本理解陈述提出问题，进而根据这些问题设计教学活动。这些活动应帮助学生达成对核心概念的基本理解。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向理解概念的转变，教育学报2010

17、年第6期。课程应该强调核心概念的理解这一论点得到多国教育家们的认同，美国、英国、加拿大、澳大利亚等国在此基础上制定了新的课程标准。如美国“2061计划”要求学生学习得更加深入、更加贯通、更有关联性，还要求最大限度地减少记忆那些孤立的事实和概念，应把重点放在核心概念上。 2.国内研究现状通过对国内的相关教育文件、生物学教育论著和期刊网中的教学论文进行分析，对于核心概念教学的研究始于最近几年，相关的研究正在成为我国教育研究中的热点，现已取得一定的成果。国内对于生物学核心概念教学的研究主要集中在四个方面：（1）核心概念教学的重要性。刘恩山教授及其学生在多篇论文中，强调了核心概念教学的重要性。如“生物

18、学教学：从记忆事实向理解概念的转变”中强调了核心概念在课堂教学中的地位。另外还有赵学杰也在“浅谈生物学核心概念及其在教学中的地位”中对核心概念教学的重要性进行了说明。（2）核心概念的界定和呈现。张颖之、李秀菊分别对遗传学和生态学中的核心概念进行了界定并研究了它们的呈现方式。胡玉华对高中生物学核心概念的界定标准进行了研究。朱晓林则从教学出发，对高中生物6个模块的核心概念进行了界定。（3）不同版本教材中核心概念的比较与研究。如丁杰对中美教材分子与细胞模块进行了比较，另外还有吴举宏、李高峰等人对美国主流教材进行了分析。（4）基于核心概念的生物教学设计和实践。如周然对高中生物学核心概念及其教学实践进行

19、了探索，佘建云、安军等以“遗传信息的传递”为例，围绕生物学核心概念设计了详细的教学设计。唐燕、胡玉华等人分别谈到了关于生物学核心概念的教学方法和教学建议。由此，我们发现，我国教育研究中对核心概念的研究，范围在逐渐加大，程度在逐渐加深，取得了一定的成果。特别值得一提的是研究者中不只限于专家学者，出现了一批一线教师。但是，在看到可喜局面的同时，也应当发现，对于核心概念教学的研究，还有其不成熟的一面，现在关于核心概念教学的理论多是借鉴于国外，将相关的理论应用于实际的科学教育中，深化我国教育改革，还有很长的路要走，相关的理论与研究需要同步跟进。 （三）课题研究的内容及意义 本课题在生物学核心概念教学研

20、究的现有基础上，借鉴相关研究成果，对分子与细胞模块的核心概念进行梳理、分析与研究。分析与研究涉及核心概念的内涵与外延，以核心概念为主要节点构建一个概念体系和知识结构结构。本研究可以帮助教师更好地把握分子与细胞模块的核心概念和知识体系，能够有效地组织概念教学活动。希望本课题的研究成果可以给生物教师进行核心概念教学时提供借鉴与参考。另外，作为一名即将走上工作岗位的准教师，该课题的研究首先可以帮助笔者熟悉高中生物教材，熟悉核心概念教学理论，并将之有效地运用到今后的教学活动中，尽快地成长为一名合格的生物教师。 二、模块分析与核心概念的界定 （一）分子与细胞模块分析本模块选取了细胞生物学方面最基本的知识

21、，通过本模块的学习，学生将在微观层面上更深入地理解生物的本质。对生命的物质性和生物界的统一性，细胞生活中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分与整体的统一等有所认识了解。本模块的学习是学习其他模块的基础。因而，在本模块的学习中，开展核心概念教学，帮助学生构建一个完整的概念体系和知识框架就显得极为必要。分子与细胞是以“细胞是基本的生命系统”为主线，按科学事实的系统整理而形成的知识体系。把细胞作为一个生命系统，对于一个生命系统，我们可以从系统的组成、系统的结构、系统的功能、系统的延续、系统的发展和变化5个方面去考察。以系统的角度可将分子与细胞模块的知识体系解构如下：细胞是基本

22、的生命系统建构思路教材体系生命系统的特征生命系统的层次从生物圈到细胞（第1章）层次性细胞的多样性和统一性（第1章）系统（细胞）的组成组成细胞的分子（第2章）整体性系统（细胞）的结构系统的边界-细胞膜（第3章）系统内的分工合作-细胞器（第3章）系统的控制中心-细胞核（第3章）系统（细胞）的功能细胞的物质输入和输出（第4章）开放性细胞的能量供应和利用（第5章）系统（细胞）的发展和变化细胞的增殖（含生长）（第6章）动态性细胞的分化（第6章）细胞的衰老、凋亡、癌变（第6章）本模块的知识体系是由大量的科学事实和事实性概念所组成。 （二）、核心概念的梳理与界定由于本模块的知识体系是由大量的科学事实和事实性

23、概念所组成，因而有必要先区分一下事实性知识和概念性知识。科学事实的定义为通过观察、实验等科学实践活动而获得的直接描述客观事物的一类知识，它是人们对客观存在的事物形态、属性、变化和相互关系的一种感知和反映。科学概念是人们对事物本质的认识，它是逻辑思维的最基本的单元和形式。人的认识是对客观世界的反映，这种反映通过一系列的抽象，以概念的形式近似地描绘发展变化的客观现实。在对核心概念进行界定之前，我们需要对分子与细胞模块的概念进行梳理。梳理对象主要为以名词术语呈现的概念，对于该模块概念的梳理，目前已有大量的研究成果，多是参照美国国家科学教育标准，在标准基础上不增删内容进行梳理，此处直接引用邓延敏对以名

24、词术语呈现的概念的梳理结果：邓延敏：高中生物核心概念的教学研究，硕士毕业论文2011年。表1.人教版分子与细胞的概念性知识对于生物学核心概念的界定，目前国内尚无统一的标准。但通过阅读期刊文献，发现对于核心概念界定的标准多是源于对定义的理解，有一定的共同点：（一）生物学核心概念是对生物学核心问题的反映；（二）核心概念需为聚合概念，即能够统领相应的具体概念和生物学事实。核心概念的界定是存在一定的相对性的，不同的教师由于不同的认知结构和思维方式的差异会出现不同的界定结果。之所以会出现界定结果的差异，是因为不同的认知结构和思维方式导致对核心概念的理解出现差异。笔者认为，生物学的学习，其关键为在理解核心

25、概念的基础上，了解概念之间的关联，从而在学生的头脑中建构一个完整的概念体系和知识框架，从而达到培养学生基本科学素养的目的。那么核心概念应该为知识概念体系的主要节点，一个模块有一个中心主题统领，一个章节有一个核心概念聚合，每一小节中也可存在一至多个核心概念。核心概念在教材中的呈现方式可以是对知识内容的直接陈述，也可以是以名词术语的形式呈现。因而笔者借鉴前人研究成果并结合自己的思考对分子与细胞核心概念的界定如下：分子与细胞模块主题：细胞是一个生命系统。每章的核心概念均以陈述相关内容呈现：第一章，细胞是最基本的生命系统，生命系统既有多样性又有统一性；第二章，细胞是由物质分子组成的，不同的物质承担不同

26、的作用；第三章，组成细胞的分子构成种种特化结构，这些结构在系统内分工与合作；第四章、五章，细胞的生命活动需要物质和能量的推动；第六章，细胞有一个发生、发展、变化的过程，甚至还能够发育成一个新的个体（即细胞具有全能性）。朱晓林：高中生物学教材中核心概念的界定和基本划分，生物学教学2010年第12期。 章节内以名词术语呈现的核心概念：生命系统、蛋白质、核酸、细胞、生物膜系统、酶、细胞呼吸、光合作用、细胞周期、细胞分化。邓延敏：高中生物核心概念的教学研究，硕士毕业论文。 三、核心概念的分析与研究在完成对分子与细胞模块核心概念的梳理与界定之后，下面结合标准，重点对以名词术语呈现的核心概念的内涵与外延及

27、相应知识教学要求进行分析，并按章节以核心概念为中心构建本模块的知识概念体系和基本知识结构。 （一）对以名词术语呈现的核心概念的内涵与外延分析1.生命系统 生命系统的内涵为能够独立完成生命活动的系统，其外延包括细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。生命系统这个概念存在于分子与细胞第一章第一节，本节是学生进入高中的第一堂生物课，起着承接初中学习开启高中学习的作用。学生在初中学习过程中对细胞、组织、器官和系统有所了解，但对种群、群落和生态系统却不曾学习过。因而本节内容并不需要学生掌握生命系统的所有外延，只需要学生能举例说明生命系统的层次，认同细胞是基本的生命系统即可。2.蛋白质

28、 蛋白质的内涵，蛋白质是一种生物大分子，蛋白质具有多样化的生理功能和结构层次。其外延是结构蛋白、催化蛋白、运输蛋白、免疫蛋白和信息传递蛋白。蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞中承担着多种多样的功能。标准对蛋白质的要求是“概述蛋白质的结构和功能”，属于理解水平。蛋白质的学习对于后面生物课程的学习，十分关键。3.核酸 核酸是指细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。其外延为脱氧核糖核酸和核糖核酸。标准要求“简述核酸的结构和功能”。属了解水平，但核酸是后面必修二遗传与进化”的基础，其重要性毋庸置疑。4.细胞 一般由细胞膜、细胞质和核（拟核）构成，是生物

29、体的基本结构和功能单位，是生命活动的基本单位。其外延为真核细胞和原核细胞。细胞是统领整个模块的一个核心概念，在第三章主要体现为细胞的结构，细胞的结构包括细胞膜、细胞质和细胞核。第三章的内容对细胞是一个生命系统和系统内的分工合作是一个很好的体现。5.生物膜系统 生物膜系统是由细胞膜、核膜以及细胞器膜构成的细胞的膜系统，存在于真核细胞内。其外延真核细胞内的细胞膜、细胞器膜和核膜。生物膜系统是学习第四章的基础和前提。目前，有教师将“系统的边界细胞膜”和“生物膜的流动镶嵌模型”两节内容进行组合，认为这两节从知识点上可以很好地结合，甚至还为自己的创意而沾沾自喜。这样做是不妥当的，细胞膜、细胞器和细胞核构

30、成完整的一章，整章的学习，学生可以了解细胞作为一个生命系统的结构。而“生物膜的流动镶嵌模型”在第四章中起着承上启下的作用。6.酶 酶的内涵为由活细胞产生的，具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，还有极少量的RNA。其外延为具有催化作用的蛋白质和少量RNA。标准中要求，“说明酶在代谢中的作用，本质和特性”，属理解水平。7.细胞呼吸 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。细胞呼吸的外延为有氧呼吸和无氧呼吸。标准要求“说明细胞呼吸，探讨其原理的应用，说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同”，属理解水平。对于细胞呼吸，只需要让学生弄清，什么是

31、有氧呼吸，细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸两种及各自的特点，细胞呼吸在生活的应用，对于细胞呼吸的详细过程，可不作过多要求。8.光合作用 光合作用的内涵是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成存储着能量的有机物，并且释放出氧气和能量的过程。其外延为绿色植物的光合作用。对于光合作用，高一学生在之前的学习中有所了解，虽然不理解光合作用的概念，但对光合作用这个名词可谓是耳熟能详。这在一定程度上说明一个学生熟记或熟练的使用某一术语并不代表其已理解相关的概念内容，同时也需要教师在教学时注意修正学生头脑中的相异概念，帮助学生建立起正确的科学概念。9.细胞周期 细胞有丝分裂具有细胞周期，其包括分裂间

32、期和分裂期。其外延为连续分裂的细胞，即进行有丝分裂旺盛的细胞。标准要求为“简述细胞的生长和增殖的同期性”，属于了解水平。10.细胞分化 个体发育过程中，相同的细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程称之为细胞分化，即细胞分化的内涵。细胞分化的外延为存在于多细胞生物体中的相同的细胞的后代，在形态、结构和生理功能发生稳定性差异。细胞分化涉及到基因的选择性表达，与细胞核的内容存在一定的联系，与我们现实的生活也较为接近，另外同细胞的癌变等内容均联系紧密。标准的知识目标要求为“说明细胞的分化”“举例说明细胞的全能性”，属于理解水平。在最后需要说明的是，在上面以名词术语呈现的核心概念中，为

33、什么一些在标准知识目标中只属于了解水平的概念也被选为核心概念呢？原因是该概念反映了生物学核心问题，具有统领一般具体概念和生物学事实的特性，同时也是后面持续学习的基础。如核酸，其结构和功能的学习，对于必修二·遗传与进化模块的学习至关重要。 （二）结合直接陈述知识内容的核心概念建构章节基本知识结构每一个核心概念都不是孤立存在的，其总是由一些相关的重要概念和生物学事实所支撑。通过以核心概念为起点，对相关的重要概念和生物学事实进行整理，并以核心概念为中心构建生物学基本知识结构，对于学生建构合理的知识框架具有一定的意义。以核心概念为中心构建基本的知识结构，并不是列出一个对应的概念图，此处参考胡

34、玉华在“对生物学核心概念及其内涵的研究”一文中提出的生物学学科知识基本结构呈现形式来进行建构。其结构呈现形式如下： 胡玉华：对生物学核心概念及其内涵的研究，生物学通报2011年第10期。该呈现形式首先体现了核心概念服务于学科观念的形成，即科学素养的形成；其次，体现核心概念之间存在着一定的联系；再次，展现了核心概念统领一般具体概念的特性；最后，还可以发现，生物学事实服务于一般概念的形成，最后一点启发教师在教学过程中，应该精选科学事实，帮助学生在其头脑中建立科学概念。美国课程专家埃里克森指出，“要为教学单元确定一个聚合概念（核心概念），如果没有一个聚合概念（核心概念），那么单元的学习只能停留在较低

35、的认知水平，这时学生总是试图对相关的事实进行死记硬背。” 【美】H.Lynn Ericksona著，兰英译：概念为本的课程与教学，中国轻工业出版社2003版，第85页故以核心概念为中心构建基本知识结构将以章节为单位，以达到与教学活动尽量接近的目的。1. 第一章“走近细胞”本章的核心概念：细胞是最基本的生命系统，生命系统（细胞）既有多样性又有统一性。教学中，要帮助学生形成的重要概念：l 生命系统可以分为细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈九个层次，细胞是最基本的生命系统。l 生命活动离不开细胞，除病毒以外，生物体都以细胞作为结构和功能的基本单位。l 细胞有着相似的结构，如细

36、胞膜、细胞质和细胞核（或拟核）等。不同生物的细胞又有差别。l 生物界存在着真核细胞和原核细胞两大类细胞，而在同一个由多细胞构成的生物体内，由于细胞结构和功能的分化，构成生物体的细胞也呈现多样性。l 19世纪建立的细胞学说，阐明了动植物都以细胞为基本单位，论证了生物界的统一性。第一章“走近细胞”以核心概念构建的基本知识结构其中需要说明的是，“生命系统”是第一章中以名词术语呈现的核心概念，构建以上知识结构时并未特别指出，是因为在第一章中，对于生命系统只需要学生理解生命系统的层次，种群、群落和生态系统未来会在必修三中进行深入学习，从教学角度来说，第一章的内容只要求学生对相关知识进行初步了解。2. 第

37、二章“组成细胞的分子”本章的核心概念：细胞是由物质组成的，不同的物质承担不同的作用教学中，需要帮助学生形成的重要概念：l 细胞是由分子组成的，而分子又是由原子构成。组成细胞的化学元素有20多种，C、H、O、N含量最多，C是构成细胞最基本的元素。l 组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，但细胞与非生物相比，各种元素的含量又大不相同。l 细胞中的元素组成不同的化合物，无机化合物有水、无机盐等，有机化合物有糖类、脂质、核酸、蛋白质等。l 蛋白质、核酸和多糖分别以氨基酸、核苷酸和单糖为单体组成多聚体，相对分子质量很大，称为生物大分子。生物大分子以碳链为骨架。l 蛋白质是生命活动的主要承担者。氨

38、基酸是组成蛋白质的基本单位，生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20多种。氨基酸通过脱水缩合形成肽键相连接，多个氨基酸分子缩合形成肽链。肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。l 由于在细胞内，每种氨基酸的数目成百上千，氨基酸形成肽链时，不同种类的氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此蛋白质分子极其多样，而其结构多样性决定了蛋白质分子在细胞中承担的功能也是多种多样的。l 核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；一类是核糖核酸，简称RNA。真核细胞的DN

39、A主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。l 核酸是生物大分子，是由核苷酸连接而成的长链。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。由4种核苷酸组成的千差万别的核酸携带着遗传信息。l 糖类和脂肪是细胞结构的重要组成成分，也是生命活动的重要能源物质。l 水是细胞结构的重要组成成分，在细胞中以自由水和结合水两种形式存在，自由水和结合水的比值可反映一个细胞新陈代谢的程度。细胞的一切生命活动都离不开水。l 无机盐在细胞中主要以离子形式存在，是细胞内复杂化合物的重要组成成分，对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。第二章“组成细

40、胞的分子”基本知识结构说明：笔者个人认为，第二章中涉及的多糖、蛋白质和核酸都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，这里存在一个“多聚体”关键术语，教学过程中需要进行一定的讲解，并达成对生物大分子以碳链为骨架这一重要生物学概念的理解。对于蛋白质和核酸，由于其为章节中以术语展现的核心概念，且是需要学生理解的或是对于学生今后学习高中生物其他模块的必备知识，下面将另分别以蛋白质和核酸为中心建构概念图。蛋白质核心概念的概念图示核酸核心概念的知识结构3. 第三章“细胞的基本结构” 本章核心概念：组成细胞的分子构成种种特化结构，这些结构在系统内分工与合作。 教学中，需要帮助学生形成的重要概念：l

41、 细胞是基本的生命系统，其具有系统的一般特征：有边界，有系统内各组分的分工合作，有控制中心起调控作用。l 细胞膜是系统的边界，主要由脂质和蛋白质组成。细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流的功能。植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁，其主要成分为纤维素和果胶，为全透性，对细胞有支持和保护的作用。l 在细胞质中有线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体和中心体等细胞器。动物细胞与植物细胞的细胞器有所不同，这些细胞器既有分工又有合作。l 细胞核由核膜、染色质和核仁构成，核膜上有核孔。染色质与染色体是同种的物质在细胞不同时期的两种存在状态。染色质由蛋白质和D

42、NA组成。DNA是遗传信息的载体，因而细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。l 细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化环境中自我调控、高度有序地进行。细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。第三章“细胞的基本结构“的基本知识结构 生物膜系统是第三章中以名词术语形式呈现的核心概念，摘录邓延敏师姐的结果如下：生物膜系统核心概念的概念图示4. 第四、五章 “细胞的物质输入和输出”和“细胞的能量供应和利用”第四、五章的核心概念：细胞的生命活动需要物质和能量的推动教学中，要帮助学生形成的重要概念：l 细胞是一个开放的

43、系统，每时每刻都与环境进行着物质交换。细胞与环境进行物质交换必须经过细胞膜。细胞膜对进出细胞的物质具有选择性，是一种选择透过性膜。其他生物膜也是选择透过性膜。l 生物膜的选择透过性与它的成分和结构密切相关。目前为大多数人接受的流动镶嵌模型的基本内容为：磷脂双分子层是膜的基本支架，具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质也是可以运动的。l 物质跨膜运输的方式主要有两类，一类是被动运输，一类为主动运输。被动运输是顺浓度梯度的扩散，分为自由扩散和协助扩散。逆浓度梯度运输的方式为主动运输，主动运输需要载体和能量。此外对于大

44、分子，细胞采取胞吞与胞吐的运输方式。l 细胞中每时每刻都进行着化学反应，称为细胞代谢。细胞代谢能在温和的条件下快速进行，是由于酶的催化作用。酶的本质是大多数为蛋白质，此外还有少量的RNA。酶的作用实质是降低反应所需的活化能。酶具有高效性、专一性，温度和pH都对酶的活性有影响。l 细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是直接给细胞的生命活动提供能量的却是ATP。l ATP主要来源是细胞内进行的呼吸作用，即细胞呼吸。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。l 细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，

45、把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程，称为有氧呼吸。l 无氧呼吸和有氧呼吸相比，两者都是在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。不同点在于，后者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化释放的能量比前者多。l 对绝大多数的生物来说，活细胞所需能量的最终源头是来自太阳的光能。将光能转换成细胞能够利用的化学能的是光合作用。光合作用在植物体含有叶绿体的细胞中进行。l 光合作用中，捕获光能的色素位于叶绿体内类囊体的薄膜上。光合作用的光反应阶段也发生在类囊体的薄膜上，暗反应阶段则发生在叶绿体的基质中。光合作用最终使光能转换为化学能，贮存在生成的糖类等有机物中。l 除了

46、绿色植物，自然界中还有少数种类的细菌能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用。第四章“细胞的物质输入和输出”基本知识结构第五章“细胞的能量供应和利用”的基本知识结构5.第六章“细胞的生命历程”本章核心概念：细胞有一个发生、发展、变化的过程，甚至还能发育成一个新的个体。需要帮助学生形成的重要概念：l 细胞与生物一样，也要经历自己的生命历程。l 细胞表面积和体积的关系使细胞不能无限长大，多细胞生物体体积的增大，即生物的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。l 细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基

47、础。细胞以分裂的方式进行增殖。细胞在分裂前，必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。l 细胞进行有丝分裂具有周期性，即连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。分裂期可以分为前期、中期、后期和末期。间期DNA复制，数目倍增，分裂期在纺锤体作用下将复制后的亲代细胞染色体，平均分配到两个子细胞中，从而保持了细胞遗传性状上的一致性。l 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。受精卵分

48、裂形成的众多细胞，经过细胞分化的过程而具有不同的形态、结构和功能，进而形成组织和器官。细胞分化的实质是基因的选择性表达。l 细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成一个完整个体的潜能。高度分化的植物细胞仍然具有全能性，已分化的动物细胞的细胞核具有全能性。具有全能性的原因在于，细胞中含有发育成一个完整个体所需的全部遗传基因。l 细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化。个体衰老与细胞衰老有着密切关系。细胞凋亡是一个由基因决定的细胞自动结束生命的过程，与细胞坏死不同。新细胞的产生和一些细胞的凋亡同时存在于多细胞生物体中。l 癌症

49、是细胞发生癌变后大量增殖而引起的疾病。癌细胞会恶性增殖和转移。引起细胞癌变的致癌因子有物理因子、化学因子和病毒因子三类。癌变与基因有关。第六章“细胞的生命历程”基本知识结构 结语本研究对分子与细胞中的以名词术语呈现的核心概念的内涵与外延进行了分析与研究，并对每一章节分析了重要概念和以核心概念为中心构建了基本知识结构，可以为教师在开展核心概念教学活动时提供一定的参考。但无疑，本研究还存在诸多问题，诸如限于笔者的时间、精力及才力，导致研究不够深入与全面。笔者在研究中发现，对于分子与细胞模块核心概念的研究，国内虽然已有一定的研究成果，但深度与广度仍然亟需加深加大。随着核心概念教学逐渐成为课堂教学的主流，而成功地开展核心概念教学依赖于相关领域的研究成果。因此，进行核心概念教学的相关研究是一件紧迫的、刻不容缓的任务。随着概念教学逐渐取代“双基”教学，一些概念教学的问题也随之显现。如一些教师注重了概念教学，但教学评价仍停留在对事实性进行考查的层次上，学生通过记忆书本就能很好地答题，无益于学生学习方式的改变。另外