例谈在生命科学领域小概念教学对大概念形成的促进作用

例谈在生命科学领域小概念教学对大概念形成的促进作用摘要：本文探讨了生命科学领域中小概念教学对大概念形成的促进作用。通过对相关理论的阐述，结合具体教学案例分析，阐述了小概念如何作为构建大概念的基石，从知识的理解、思维能力的培养以及科学素养的提升等方面推动大概念的形成。同时提出了在教学中有效开展小概念教学以促进大概念形成的策略，旨在为生命科学教学提供有益的参考，帮助学生更好地构建生命科学的知识体系，提升对生命科学本质的理解。一、引言生命科学是一门研究生命现象和生命活动规律的自然科学，涵盖了众多复杂而相互关联的概念。大概念是对学科核心知识的高度概括和提炼，反映了学科的本质和核心思想，对于学生构建完整的知识体系、理解学科的内在逻辑具有重要意义。然而，大概念往往较为抽象和宏观，学生难以直接理解和掌握。小概念则是构成大概念的具体元素，是学生学习和认识生命科学的基础。通过深入研究小概念教学对大概念形成的促进作用，能够为生命科学教学提供更有效的教学方法和策略，帮助学生逐步从对具体知识的学习上升到对大概念的理解和应用，提高学生的科学素养。二、生命科学领域中的大概念与小概念（一）大概念的内涵生命科学领域的大概念包括生命的物质基础、细胞的结构与功能、新陈代谢、遗传与进化、生命活动的调节、生物与环境等方面。这些大概念反映了生命科学的核心观念，如生命的物质性、结构与功能的统一性、进化与适应等。它们贯穿于生命科学的各个知识板块，是理解生命现象和生命活动规律的关键线索。（二）小概念的特点小概念是围绕大概念展开的具体知识内容，具有以下特点：1.具体性：小概念通常描述具体的生命现象、生物结构、生理过程等，如细胞的有丝分裂、光合作用的具体步骤、基因的表达过程等。2.基础性：是学生学习生命科学知识的起点，为进一步理解大概念奠定基础。3.关联性：小概念之间相互联系，共同构成了大概念的知识网络。例如，细胞的结构与功能的各个小概念相互关联，共同支撑了"细胞是生命活动的基本单位"这一核心概念。三、小概念教学促进大概念形成的理论依据（一）认知建构理论认知建构理论认为，知识是个体在与环境相互作用的过程中，通过同化和顺应逐步建构起来的。学生在学习小概念的过程中，将新的知识与已有的认知结构相联系，对小概念进行理解和整合，从而逐步构建起对大概念的认识。例如，学生在学习细胞呼吸的各个阶段（小概念）时，通过理解每个阶段的物质变化和能量转换，最终形成对细胞呼吸这一整体生理过程（大概念）的认识，实现了知识的建构。（二）布鲁纳的认知结构学习理论布鲁纳强调学习的实质是主动地形成认知结构，教学的目的在于理解学科的基本结构。小概念作为学科基本结构的具体体现，通过合理的教学组织，能够帮助学生把握学科知识的内在联系，促进认知结构的发展，进而有助于大概念的形成。例如，在学习遗传规律时，孟德尔的豌豆杂交实验等小概念内容，通过引导学生分析实验过程、总结规律，使学生逐步理解遗传的基本原理（大概念），构建起遗传学的认知结构。四、小概念教学促进大概念形成的教学案例分析（一）案例一："细胞的结构与功能"1.小概念教学内容细胞膜的结构：磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分子镶嵌或贯穿其中，还有糖类与蛋白质结合形成糖被。细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞，进行细胞间的信息交流。细胞器的种类和功能：线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所；叶绿体是光合作用的场所；内质网对蛋白质进行加工、运输等。2.教学过程利用多媒体展示细胞膜的亚显微结构模型，引导学生观察磷脂分子、蛋白质分子的分布，理解细胞膜的结构特点。通过分析物质跨膜运输的实例，如自由扩散、协助扩散、主动运输，让学生理解细胞膜控制物质进出细胞的功能。以动植物细胞亚显微结构模式图为基础，讲解各种细胞器的形态、结构和功能。采用小组讨论的方式，让学生比较不同细胞器的异同点，加深对细胞器功能的理解。3.大概念形成的促进作用通过对细胞膜结构和功能的学习，学生理解了细胞作为一个相对独立的单位，其边界（细胞膜）具有重要的屏障和调控作用，从而初步形成"细胞是生命活动的基本单位"这一大概念的认识。对各种细胞器功能的掌握，使学生认识到细胞内不同结构分工协作，共同完成细胞的各项生命活动，进一步强化了大概念中细胞结构与功能相统一的观念。（二）案例二："遗传的基本规律"1.小概念教学内容孟德尔一对相对性状的杂交实验：纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交，F1全为高茎，F1自交，F2中高茎与矮茎的比例为3:1。孟德尔对分离现象的解释：生物的性状是由遗传因子决定的；体细胞中遗传因子成对存在；生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离；受精时，雌雄配子的结合是随机的。测交实验及其结果：让F1与隐性纯合子杂交，后代高茎与矮茎的比例接近1:1，验证了孟德尔对分离现象的解释。2.教学过程教师详细讲解孟德尔一对相对性状杂交实验的过程，引导学生分析实验结果，提出问题：为什么F1全为高茎，F2中出现性状分离且比例为3:1？介绍孟德尔对分离现象的解释，利用遗传图解帮助学生理解遗传因子的传递规律。通过模拟性状分离比的实验，让学生亲身体验遗传因子的分离和组合过程。讲述测交实验的设计思路和结果，让学生理解测交实验如何验证了孟德尔的假说。3.大概念形成的促进作用学生通过学习孟德尔一对相对性状的遗传实验及解释，理解了遗传因子在亲代与子代之间的传递规律，初步形成了"基因的分离定律"这一概念，为后续学习遗传的其他规律奠定了基础，也有助于构建"遗传信息在亲代与子代之间传递"这一大概念。通过对测交实验的学习，学生体会到科学探究的方法和过程，认识到假说演绎法在遗传学研究中的重要性，提升了对遗传学大概念的科学认知水平。五、小概念教学促进大概念形成的策略（一）精心设计小概念教学目标1.明确小概念与大概念的联系，将小概念教学目标指向大概念的形成。例如，在"生态系统的结构"教学中，对于"食物链和食物网"这一小概念，教学目标不仅要让学生掌握食物链和食物网的概念、组成等知识，更要引导学生理解它们在生态系统物质循环和能量流动中的作用，从而促进"生态系统的功能"这一大概念的形成。2.根据学生的认知水平和学习能力，合理设定小概念教学目标的难度和层次。对于基础较弱的学生，可以先从简单的小概念入手，逐步引导他们理解相关大概念；对于学有余力的学生，可以设置更具挑战性的目标，如让他们通过分析小概念之间的复杂关系，深入探讨大概念的内涵。（二）构建小概念知识体系1.梳理小概念之间的逻辑关系，形成有序的知识网络。以"生物的进化"为例，将"拉马克的进化学说""达尔文的自然选择学说""现代生物进化理论"等小概念按照时间顺序和理论发展脉络进行梳理，使学生清晰地看到生物进化理论的演变过程，更好地理解"生物进化的理论不断发展"这一大概念。2.引导学生对小概念进行分类和归纳，加深对其本质特征的认识。比如，在学习生物的变异时，可将基因突变、基因重组、染色体变异等小概念进行分类，比较它们的发生原因、特点和对生物进化的影响，从而强化学生对"生物变异是生物进化的原材料"这一大概念的理解。（三）采用多样化的教学方法1.实验教学法：通过实验操作，让学生亲身体验小概念所涉及的生命现象和过程。如在"观察植物细胞的有丝分裂"实验中，学生通过显微镜观察根尖分生区细胞的有丝分裂过程，直观地理解细胞周期的概念和有丝分裂各时期的特点，为构建"细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础"这一大概念提供感性认识。2.问题驱动教学法：围绕小概念提出一系列问题，引导学生思考和探究。在学习"基因对性状的控制"时，提出问题：基因是如何控制生物性状的？有哪些方式？通过对这些问题的讨论和解决，学生深入理解基因与性状的关系，促进"遗传信息的表达和传递"大概念的形成。3.案例教学法：选取典型的生命科学案例，分析其中涉及的小概念及其与大概念的联系。例如，以镰刀型细胞贫血症为例，讲解基因突变的概念、原因和对生物性状的影响，使学生从具体案例中理解基因突变在遗传变异中的作用，加深对"生物的遗传和变异"大概念的理解。（四）加强概念的对比与辨析1.对容易混淆的小概念进行对比分析，明确它们之间的区别和联系。如"染色体组"和"基因组"，通过对比两者的概念、组成和应用，让学生准确理解相关概念，避免在构建大概念时产生混淆。2.在对比辨析小概念的过程中，引导学生深入思考大概念的内涵。比如，对比植物细胞和动物细胞的结构与功能，使学生更深刻地理解"细胞是生命活动的基本单位"这一大概念中细胞结构与功能相适应的特点。（五）及时反馈与评价1.通过课堂提问、作业、测验等方式，及时了解学生对小概念的掌握情况和对大概念形成的程度。例如，在学习"减数分裂"后，通过课堂提问检查学生对减数分裂过程中染色体行为变化的理解，以及是否能将减数分裂与遗传规律相联系，从而判断学生对"遗传信息在亲代与子代之间传递"大概念的理解水平。2.根据反馈结果，调整教学策略和方法，针对学生存在的问题进行有针对性的辅导和强化训练。如发现学生对基因表达过程中转录和翻译的概念理解不清，可通过补充相关练习题、再次讲解重点难点等方式，帮助学生准确掌握这两个小概念，进而促进对"遗传信息的表达"大概念的理解。六、结论小概念教学在生命科学领域对大概念的形成具有至关