高中生物学核心概念的知识生成策略探索获奖科研报告

高中生物学核心概念的知识生成策略探索获奖科研报告摘要：生物学核心概念是位于学科中心，具有超越课堂以外的迁移价值和持久价值的概念性知识，包括主要概念、原理、理论的基本理解和解释，生物学核心概念是学科结构的主干部分。“知识生成课堂（教学）”是指在弹性预设的前提下，教师引导学生发生新旧知识相互作用，实现知识的深层理解，完成自主构建，以实现教学目标的活动。“生成”是学生生命的具体课堂中的体现。高中生物学教学中围绕核心概念的知识生成，有利于学生在学习中真正理解知识，构建知识网络，内化知识，提高学习效率。本文以生物必修一《分子与细胞》为例，运用教材资源、运用概念图、联系生活实际等策略探索高中生物学核心概念的知识生成方式。

关键词：高中生物核心概念知识生成

一、基于教科书，问题驱动学习，掌握核心概念。

在新一轮课程改革中，高中生物教科书在编排上增设了许多导学的专栏，突出了问题（任务）驱动学习的方法，期望把传统的教学过程转化为更接近“提出问题—解决问题—发现问题”的过程。如在每章首页，由“引言+图片+名言（或诗句）”组成；每节以“问题探讨”专栏开始；每节的核心内容，以问题形式组成“本节聚焦”专栏；还有“资料分析（或资料搜集和分析）”和“思考与讨论”，等等。这些专栏的设置在一定程度上引导学生抓住章节的主干，围绕主干串联基本概念，并思考其内在关联和知识本质。如第1章第1节《从生物圈到细胞》，“本节聚焦”为3个问题：为什么说生命活动离不开细胞？地球上的生命系统可以分为哪些层次？为什么说细胞是基本的生命系统？其实，这3个问题就是3个核心概念：生命活动离不开细胞；生命系统的层次；细胞是基本的生命系统。其中“生命活动离不开细胞”这一核心概念教学过程中，教师为学生设置了问题串：“生物按照是否由细胞组成可以几类”（答：细胞生物和病毒）；“依据构成生物的细胞的多少又可以分为什么”（答：单细胞和多细胞生物）；“单细胞和多细胞生物的生命活动场所是在哪里”（借助教科书上的“资料分析—生命活动与细胞的关系”引导学生分析，答：在细胞中）；结合教材节首的“问题探讨—SARS病毒”提问“病毒的生命活动在哪里进行？”学生通过资料了解SARS病毒侵害人体的肺部细胞，导致呼吸困难等，借助讨论提示的“病毒不具有细胞结构”，学生自然理解了教科书上的“即使像病毒那样没有细胞结构的生物，也只有依赖活细胞才能生活”的描述，并深刻理解了“生命活动离不开细胞”这一核心概念。

“生成性学习，就是要训练学生对他们阅读的东西产生一个类比或表象，如图形、图像、表格或图解等，以加强其深层理解”。通过问题串形式的学习，学生在脑袋中形成了“地球上因细胞才形成的瑰丽的生命画卷”的图像，这已将“生命活动离不开细胞”这一核心概念转化成图像深刻于脑海。

教师基于教材资源，通过设计问题串，以问题（任务）驱动学生主动学习，能有效帮助学生扎实理解基本知识，并掌握核心概念。

二、运用概念图，构建核心概念，达成知识生成。

概念图是用来组织和表征知识的工具。它是由美国康乃尔大学教育心理学家诺瓦克（JosephD.Novak）博士等根据奥苏贝尔（DavidP.Ausubel）的有意义学习理论而开发的。它是由节点和连线组成的一系列概念的结构化表征，其中的节点表示某一命题或领域内的各概念，连线则表示节点概念间的内在逻辑关系。它可以让学生通过各个知识点的回顾，梳理相关概念间的联系，从而建构核心概念。

例如“蛋白质是生命活动的主要承担者”这一核心概念是分析了蛋白质分子结构多样性原因和逐渐了解生命活动无时无刻不与蛋白质相关，以及和其他组成物质相比较后抽象和概括出来的核心概念。该核心概念既涉及蛋白质的基本组成单位、组成元素、分子结构与空间结构、功能等方面，又涉及肽键、二肽、多肽、氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、脱水缩合等基本概念及生物学知识。要使学生真正理解该核心概念，需要学生在清晰各基本概念的基础上，梳理各概念之间的联系，如在掌握氨基酸的组成元素、氨基酸结构式的前提下，明确两（多）个氨基酸脱水缩合形成二（多）肽的过程，进而理解盘曲折叠方式的不同构成了空间结构的多样性，从而使其拥有功能的多样性。当基础概念梳理好后，通过学生自主地勾画概念图（图1），使各具体概念之间的关系更加清晰，在画概念图的过程中，使学生不断思考，将碎片化各知识点相连接，形成知识结构，并具有节点，最终形成并支撑“蛋白质是生命活动的主要承担者”这一核心概念。

通过概念图，使学生在思考、回顾知识的基础上，将概念内化为自己的理解，并用连线方式表示其内在关联，形成知识体系，达成核心概念的生成。

三、联系生活实际，创设学习情境，理解核心概念。

生物学是与学生生活实际关系最密切的一门学科，高中生物教科书中的“与生活的联系”“科学技术社会”等专栏都在营造一种联系现实生活的学习氛围，创设进一步理解和应用知识的情境。在生物学教学中，适当联系学生生活实际，创设生活情境，能够使学生在解决实际问题的同时，深入理解生物学的核心概念。

第5章第1节“酶”的核心概念：“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中多数是蛋白质”，这一核心概念统领了本章节的众多基础知识，包括“酶本质主要是蛋白质，少数是RNA”，“酶通过降低化学反应活化能而发挥催化作用”及“影响酶促反应的因素”等，并以其为核心形成具有内在逻辑联系的知识体系。

在讲授“酶”这节知识前，学生对“酶”并没有太多认识。为了使学生更好地理解该核心概念，化解该知识的抽象性，教师展示《科学·技术·社会》这个栏目中多幅极具冲击力彩图，并让学生将家里使用的洗衣粉、牙膏等日常用品包装袋（盒）在课堂上进行交换展示，提醒学生从包装袋（盒）上的物品说明中找出与“酶”相关的描述。学生从这一学习环节感受到原来“酶”就生活在我们的周围，酶原来与人类活动那么密切相关，加酶洗衣粉比普通洗衣粉洗得更干净，多酶片中含有很多种消化酶，果胶酶可以提高果汁的澄清度，等等。通过这些生活实际例子，学生感受到，“酶”给我们的生活增添姿彩，这样提高了学生对“酶”这一知识的探究兴趣，从而为“酶的本质和作用”、“酶的特性”等其他概念的学习做好了铺垫，有助于学生加深对“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中多数是蛋白质”这一核心概念的理解。

联系生活实际，创设学习情境，充分结合生活中常见的相关素材，化抽象概念为具体物象，使学生从生活实例中强化核心概念，提高知识迁移与运用能力，体验到生物学是一门实用的科学，从而对生物学产生更浓厚的兴趣。

高中生物学教学中围绕核心概念的知识生成，有利于学生在学习中真正理解知识，构建知识网络，内化知识，提高学习效率。由于学生的学习主要是通过课堂教学每一课时中参与教学过程，在过程中理解和不断积累而形成的，对生物学核心概念的认识，也是在获得大量事实和一般概念的基础上，逐渐概括和建构起来的。知识生成既重视教师的“教”，又重视学生的“学”；既强调