核心素养视角下的高中生物概念教学研究

核心素养视角下的高中生物概念教学研究

概念是一种知识表达的方式。将每两个概念用线条或文

字联系在一起而形成的知识图谱可以准确而简洁地显示

概念、知识和理论。基于生物教学核心素养的培养目标，

对教学资源的整合、教师的专业核心能力和思维能力、

教学实践模式的发展提出了新的要求。因此，优化教学

资源配置，提高生物教师的专业素养，进一步创新适合

培养生物学科核心素养的教学模式，从整体上提高高中

生物学科的创新与建设水平，是现在亟待解决的问题。

一、高中生物学教学中学生创新能力不足的原因分析

（一）学生不积极获取知识

目前，高中生物学教学仍然存在很多问题。受传统应试

教育的影响，教师的教学模式相对简单，课堂气氛很严

肃。在传统的教学模式中，教师在课堂上占据主导地位

[1],学生处于被动学习的状态，因此，这种教学模式难

以提高学生学习生物知识的主动性和积极性。

（二）评价方式过于古板

高中学生面临着高考的压力，他们的日常学习状态相对

紧张，压力也相对较大。为了保证录取率，学校围绕高

考的录取率制定了很多教学方法和教学思路。这些方法

和思路对学生的评价往往单方面地取决于结果。而对学

生综合能力的评价不足导致学生在学习过程中盲目追求

成绩，忽视了学生创新能力的培养和提高［2］。学生学习

能力强，但综合能力相对较低，容易导致高分低能的情

况出现。

（三）教师无视学生创新能力的培养

当前，高中生物学教师的教学方法和教学模式都旨在让

学生更好、更快地掌握生物学教科书中的知识，侧重于

学生对知识的掌握，而相对忽视对学生创新能力的培养。

不同的学生具有不同的人格特征，他们的学习基础和掌

握知识的能力也不同。面对这种情况，教师应根据学生

的能力来教学生。但是，面对高中课程繁重、学习时间

紧的情况，教师经常采用“一刀切”的教学模式，教学

方法相对简单，不足以培养学生的创新能力。

（四）多种教学方式的不均衡使用

在使用新媒体进行生物学课堂教学的过程中，一些教师

没有将小组讨论、问题探索和实践培训完全结合起来。

如此，学生仍然处于被动学习的状态。教师没有充分发

挥学生的主观能动性，也不能充分发挥新媒体教学的积

极作用。

二、核心素养视角下的高中生物概念教学研究

（一）改变教学方法，实现学生自主合作学习

在传统教育观念下，课堂教学主要由教师进行，学生很

少有效参与课堂教学。学生的知识获取途径主要由教师

讲授，这严重忽视了学生的主体地位，抑制和影响了学

生的学习积极性和主动性。在新课程理念下，高中生物

课堂教学更加注重学生的主体地位，注重学生知识获取

的途径，强调学生自身知识的获取，从而实现知识的内

化和知识体系的自主构建。通过小组合作学习，引导学

生提问、评价、交流和展示，实现学习成果的交流与共

享，实现思维的碰撞，使学生学会学习，从而提高教育

教学质量。例如，在教授高一年级生物学”细胞的多样

性和统一性”时，教师首先引导学生回忆他们以前学过

的知识，并提出以下问题。1.你能说出这些细胞的名字

吗？它们之间有什么区别和联系？2.学生分组学习，并

就以下问题相互交流：阅读教科书，总结科学家发现细

胞的各个阶段。这些细胞的主要代表和功能作用是什么?

学习小组通过小组间的交流、展示、提问和补充，进一

步加深了对所学知识的理解，更好地锻炼了团队合作意

识。

（二）利用信息技术创造生动的课堂教学场景

生物学是自然科学的六大基础学科之一，因此，为生物

学提供一个真实生动的教学场景是非常重要的。高中生

物教师可以利用信息技术为学生创造生动的课堂教学情

境，从而缓解学生的学习压力。例如，在“构成细胞的

分子”这一课上，老师问：“人和动物的三大营养素是什

么？”然后把这个大问题分解成多个小问题，如“人体

的正常血糖水平是多少？”“低血糖症状发生的时间点是

什么？”“肥胖的主要原因是什么？”“一日三餐健康的

特点是什么？”等。与此同时，学生们观看与问题有关

的图片或视频，如“饮食宝塔”和“血糖对照表”。

（三）从教学内容出发，逐步制定教学目标体系

高中生物核心素养发展的一个重要前提，就是学生必须

成为学习活动的主体。教师要尊重学生的个体差异，确

保他们能够得到不同程度的发展。因此，在实践教学中

因材施教是十分必要的。在高中生物教学中，教师应注

意教学内容，考虑不同学生的认知特点和身心发展水平,

并针对同一学习内容设定不同的教学目标，从而逐步进

入促进学生核心素养发展的理想模式。

教学目标应该有一个适当的梯度。以“细胞中的糖和脂

肪”的教学内容为例，教学目标应分为三个部分：基本

目标、改进目标和发展目标。于基本目标而言，这是所

有学生都能达到的最小学习目标和学习效果［3］。教师的

设置是，教师可以清楚地讲解原则和相应的问题。换句

话说，在掌握了细胞内糖的知识之后，学生可以区分糖

和脂肪。然后是制定改进目标。这时，教师将内容定义

为：蔗糖可以解释为双糖，双糖的一个特点是不能被血

液直接吸收。改进目标是为了能够让学生清楚地理解和

掌握上述内容。在此之后，教师还需要制定发展目标。

在这一点上，解释蔗糖如何转化为单糖以及它如何被血

液吸收是很重要的。在动态学习过程中，如果一个学生

已经达到了相应的低层次目标，就需要学会支配高层次

目标。这样，一步一步，学生的生物学知识将向更深的

方向发展，学生的生物学技能也将向更高的方向发展。

（四）突出学生的主体作用，促进概念建设

新课程标准明确指出学生是课堂教学的主体。为了培养

学生独立思考、分析和解决问题的能力，教师需要充分

遵循新课程改革的理念。引导学生积极建构生物概念是

高中生物教学的目标之一。因此，教师应充分考虑学生

的学习情况和现有的教学知识和经验，并在此基础上制

订科学合理的教学计划，为构建生物概念打下坚实的基

础。以细胞的基本结构为例，学生从初中就开始学习细

胞结构，但学习的只是表面现象。高中生物学要求学生

掌握更复杂的细胞结构，如细胞质中覆盖的各种细胞器。

但高中知识的学习需要与学过的知识相结合，所以高中

生物教师应充分考虑学生认知和掌握的知识概念，促进

学生建构新知识的概念。在正式教学时，教师可以要求

学生先准备与上述概念相关的名词卡片。在具体教学中,

学生便可借助名词卡片学习本章的知识内容，从而直观

地呈现抽象的生物知识。用这种方式，可以提高学生的

观察能力和思维能力，提高学习效率［4］。

（五）开展体验式学习，强化高中生生命观

体验式学习是21世纪教育发展所产生的一种新的学习方

式。将体验式学习引入生物课堂是生物基础课生命特征

形成的动力。直观地理解抽象知识是对学生的必然要求，

也是强化学生生命观的有效途径。教师应创设生活情境，

介绍生活现象，引导学生从生活体验中理解知识的内涵，

帮助学生建构独特的体验结构，从而增强学生的情感体

验，强化学生的生活觐念。例如，生物学老师在“细胞

核一系统控制中心”部分可以指导学生制作自己的真核

细胞三维结构模型，这样，学生就可以加深对知识的掌

握，同时，也可以体验到知识带来的快乐和深刻感受到

生命的美好。

（六）运用提问技巧激发高中生的科学思维

在“双一流”建设的背景下，国家对人才的需求开始发

生变化。传统的“唯读圣人”的教学模式已不能满足国

家发展的需要，取而代之的是思维灵活的创新型人才。

而培养创新型人才的关键在于培养创新精神和科学思维。

激发学生的创新精神和科学思维是生物教师的教学目标，

而提问是实现这一教学目标的有效途径。教师设计的问

题要引起学生的思考，要相互关联，要贯穿于整个教学

过程。例如，解释“人类和高等动物的神经调节”这一

节内容时，教师可以根据教学计划向学生提出一系列过

渡问题，如“兴奋是如何产生的？”“兴奋是如何传递的？”

“刺激神经纤维的传导机制是什么？”“那么神经元之间

兴奋的传递呢？”这一系列相关问题不仅能调动学生的

学习积极性，突出学生的主体性，还能有效激发学生的

科学思维，促进创新人才的培养［5］。

（七）实施终身教学，拓展教师课堂教学思维

俗话说，知识来自生活。因此，有必要建立一种生活化

的教学模式，引导学生在课堂上用所学知识解决问题，

从而培养学生灵活的学习思维。例如，在“降低化学反

应活化能的酶”一课上，教师用了一个非常生动的小例

子——发烧。人体富含各种酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶

等。酶催化作用与温度直接相关。当我们身体的温度逐

渐升高时，酶催化作用会越来越快。但是，当我们身体

的温度上升到一定高度时，酶的活性会被钝化，最终会

完全丧失，导致消化不良、胃酸胀、关节痛、疼痛、虚

弱等。通过这个例子，学生就可以理解为什么发烧会引

起身体的不适，从而将生物学知识应用到现实生活中。

三、核心素养视角下概念图在高中生物教学中的应用

（一）运用概念图指导学生全面掌握知识体系

掌握完整的生物学知识体系是学生发展思维和能力的基

础，是生物学教学的重要目标。由于生物学的特点，仅

依靠教师的一般概念教学，学生往往只能掌握一堆相对

孤立的概念，难以快速形成知识体系，严重制约了学生

综合生物学能力的提高。如果在教学中及时地使用概念

图，并直观地向学生显示知识体系，效果将大为不同。

例如，在学习“生物变异”单元时，根据课堂系统教学，

我们绘制了该单元知识点的概念图，如遗传变异、遗传

重组、染色体变异、减数分裂和遗传定律等。根据图中

的结构有序地排列学生原始凌乱的知识，形成一个树状

系统。在这个系统中，学生自然地了解突变的规律，并

对基因重组的类型、基因重组的细胞学基础、基因突变

的概念等有更深入的了解，从而能够更清晰地了解染色

体数目变异的常见类型。

（二）概念图在现代高中生物教学设计中的应用

高中生物学教师可以使用概念图来梳理自己的设计思想,

找到需要设计的每个知识点，从而避免遗漏。教学设计

是所有中学教师在实际教学之前必须做的准备工作。它

是课堂教学内容的总体总结，在一定程度上影响着教学

质量。因此，教学设计必须做好。概念图可以帮助生物

学教师更好地介绍生物学知识。根据概念图，教师可以

整理出所有的知识点，并设计每节课的教学内容。概念

图可以使教学内容更加一致，更有利于教师提高教学水

平。在课堂上，生物学教师可以向学生展示概念图，使

学生对生物学知识有一个宏观的了解，从而为学习更深

度的生物学知识打下基础。

（三）概念图在学生自主学习中的应用

学生绘制概念图并由老师检查后，可以根据概念图的结

构复习旧知识并预览新知识。学生可以通过概念图来理

解生物学课程的关键部分，也可以在学习过程中将其定

为目标，从而提高学习效率。实际上，学生在课堂上学

习时，很容易绘制每节课的概念图，记录老师认为的关

键知识，并在下课后仔细总结。复习时，教师要总结每

节课的概念图，形成覆盖整本书的概念图，以帮助学生

系统地理解教科书中的知识并更好地进行学习。简而言

之，概念图不仅对提高学生的自主学习效率起着重要的

作用，其还可以帮助学生形成系统的知识网络。

（四）概念图在自我评估中的应用

概念图可以用作教学评估和学生自我评估的载体。学生

的反思对提高学习能力有很大的帮助，但大多数学生的

做法是，在学习知识后反复思考，或多次在纸上写出来。

这些做法不足以让学生产生深刻的反思。在构建概念图

的过程中，学生可以通过分析知识的内容并总结知识的

结构来使自己的知识体系更加完善，并对知识的学习和

理解有新的认识。概念图在教学中的应用表明，学生可

以自己创建概念图，使自己具有进取心和学习动力，同

时，还能在概念图的创建过程中实现自我评价，从而看

到自己的不足。

绘制概念图需要花费大量的时间，因为会出现概念分层

混乱、背景知识不完整、表面效率低等情况，需要学生

多次实践。概念图制作完成后，教师应立即向学生提供

反馈意见，以激发他们的学习兴趣并增加互动。教师不

应该过分强调概念图的规律性，要发挥概念图的作用，

并对学生