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1有效呈現(xiàn)刺激材料，引發(fā)學(xué)生對概念的建構(gòu)

1.1實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)，觀察解釋現(xiàn)象《上海市中學(xué)生命科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了“強(qiáng)化科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式的多樣化”的課程理念。因此，在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生圍繞一定情境或問題展開小型而又簡易的探究性實(shí)驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生對抽象科學(xué)概念學(xué)習(xí)的興趣，是一個(gè)主動(dòng)的、積極的和有意義的學(xué)習(xí)過程。在探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生要針對特定的內(nèi)容進(jìn)行探究活動(dòng)，他們需要識別變量、觀察現(xiàn)象、建立事物之間的聯(lián)系、概括規(guī)律，這是引入新概念的重要前提。探究實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生要用自己的語言初步解釋探究結(jié)果，最后教師小結(jié)、歸納科學(xué)的概念。例如，學(xué)習(xí)“細(xì)胞膜”知識時(shí)，有一個(gè)重要但卻非常抽象的概念是“由于活細(xì)胞膜具有選擇透過性，所以能夠控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞”。為了讓學(xué)生對活細(xì)胞膜的選擇透過性有一定的感性認(rèn)識，筆者指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做了一個(gè)探究性小實(shí)驗(yàn)：將等份的酵母細(xì)胞和高溫煮沸的酵母細(xì)胞分別浸在含有藍(lán)色染料的溶液中，標(biāo)號為A、B，一段時(shí)間后注意觀察酵母細(xì)胞的顏色和周圍染料的顏色。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，請學(xué)生思考：煮沸對酵母細(xì)胞有什么影響？為什么細(xì)胞在不同條件下會呈現(xiàn)不同顏色？細(xì)胞膜是選擇透過性膜嗎？為什么？正是有了對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、解釋和推斷，學(xué)生才能真正建構(gòu)起這一概念。

1.2演示案例材料，創(chuàng)設(shè)問題情境利用案例材料創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，圍繞即將學(xué)習(xí)的重要概念，教師提出一個(gè)或幾個(gè)值得探討和思考的指向重要概念的問題，，經(jīng)師生分析討論后引出并建構(gòu)概念。例如，學(xué)生對于拓展型課程“酶工程”中“固定化酶”概念是陌生的。教學(xué)中筆者先演示呈現(xiàn)了運(yùn)用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)高果糖漿的案例材料，在學(xué)生已有一些酶的應(yīng)用知識基礎(chǔ)之上，引導(dǎo)學(xué)生分析討論3個(gè)問題：如何降低生產(chǎn)成本？如何減少葡萄糖異構(gòu)酶使用量？如何解決葡萄糖異構(gòu)酶的回收問題？當(dāng)學(xué)生提出能否將酶固定在某種介質(zhì)上重復(fù)使用時(shí)，筆者引出固定化酶概念，學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上自然接受了。呈現(xiàn)的案例材料可以來源于學(xué)生的日常生活、社會生活和生產(chǎn)、科學(xué)進(jìn)展或新聞報(bào)道等各個(gè)方面，事例要鮮明突出，最好能吸引學(xué)生的注意，引發(fā)學(xué)生的思考，并與要建構(gòu)的重要概念聯(lián)系起來；情景中教師應(yīng)設(shè)置值得學(xué)生討論的問題，從而激發(fā)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)概念的積極性。

2有效揭示內(nèi)涵外延，強(qiáng)化學(xué)生對概念的理解

概念內(nèi)涵是指反映概念所指對象的本質(zhì)屬性的總和；而外延是指概念所反映的對象的全部范圍。透析概念內(nèi)涵就是要明確概念的本質(zhì)屬性，明確概念外延就是要清楚概念的適用范圍，這也是最終掌握和應(yīng)用概念的前提。所以在建構(gòu)概念之后，教師要設(shè)法有效揭示內(nèi)涵外延，強(qiáng)化學(xué)生對概念的理解，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)和學(xué)習(xí)能力的提升。

2.1設(shè)計(jì)問題串，分析概念要素概念是對事物本質(zhì)屬性的反映，闡明一個(gè)概念就要揭示出反映事物本質(zhì)屬性的概念要素。教學(xué)時(shí)教師通過一定的事實(shí)資料和問題，引導(dǎo)學(xué)生分析概念要素。這樣學(xué)生不僅可以對最初的概念重新定義，直到該概念涵蓋更多的屬性，從而使之更為精確，在此基礎(chǔ)上也有效理解了概念的內(nèi)涵。例如，在“抗體”概念教學(xué)時(shí)，筆者通過設(shè)置與概念要素相關(guān)的問題串組織教學(xué)，既增進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)概念的興趣，促使他們體驗(yàn)概念形成的過程，又幫助學(xué)生深刻理解了概念，具體教學(xué)過程見表1。教師圍繞概念的本質(zhì)屬性，精心設(shè)計(jì)不斷遞進(jìn)的問題串，引導(dǎo)學(xué)生的思維不斷走向深入，更好地實(shí)現(xiàn)了對概念內(nèi)涵的理解。在設(shè)置問題串時(shí)，要把握問題串的核心———概念要素展開，形散而神不散，同時(shí)合理選取和加工創(chuàng)設(shè)問題的素材。

2.2利用對比辨析，突出關(guān)鍵特征辨析的目的是掌握同類事物的共同屬性和相關(guān)概念間的聯(lián)系和區(qū)別，可以避免類似概念的干擾。此對一些相近或關(guān)系密切的概念，教師可引導(dǎo)學(xué)生對比它們的關(guān)鍵特征，經(jīng)過同中求異和異中求同的辨析，使學(xué)生明確這些概念的異同點(diǎn)，從而能將它們科學(xué)有效地區(qū)分，使概念的內(nèi)涵外延更清晰。例如，在“染色體畸變”一節(jié)中“單倍體”概念是從成因來定義的，并且極為抽象，易與一倍體、二倍體、多倍體相混淆。因此，教學(xué)中教師首先通過介紹單倍體生物雄蜂的形成過程，使學(xué)生領(lǐng)悟單倍體的實(shí)質(zhì)是由配子直接發(fā)育成的個(gè)體；接著從單倍體的具體實(shí)例入手，通過引導(dǎo)學(xué)生對比三個(gè)物種體細(xì)胞和配子中的染色體數(shù)與單倍體體細(xì)胞中染色體數(shù)的關(guān)系，進(jìn)而準(zhǔn)確建立單倍體概念；然后討論辨析“體細(xì)胞含3個(gè)染色體組的香蕉與六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)出來的含3個(gè)染色體組的小麥植株能否都稱為三倍體”，進(jìn)一步明確了單倍體的適用范圍；最后再利用表2進(jìn)行比較，突出了單倍體在個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)和體細(xì)胞中染色體數(shù)目等方面的關(guān)鍵特征，有效揭示了其內(nèi)涵外延，強(qiáng)化了學(xué)生的理解。

2.3辨別多種例證，界定概念外延重要概念的形成需要例證的支持，而學(xué)生對各種例證的辨別則可使他們更準(zhǔn)確地掌握概念。概念的例證包括正例、反例和特例三個(gè)方面。概念的正例是指代表某概念所有本質(zhì)屬性的具體事物或?qū)ο螅姓M成的集合就是該概念的外延。概念的反例指的是不具有該概念本質(zhì)屬性的具體事物或?qū)ο螅床辉谶@一概念的外延之中。概念的特例是指屬于該概念的外延之中，但它不具有或不完全具有該概念所反映的本質(zhì)屬性。在概念教學(xué)中，教師可有意識呈現(xiàn)一些重要概念的各種例證，讓學(xué)生來考察辨別從而界定概念的外延。例如，遺傳學(xué)中“基因重組”的概念是這樣描述的：生物體在有性生殖過程中，控制不同性狀的基因之間的重新組合，結(jié)果使后代中出現(xiàn)不同于親本性狀的類型。教學(xué)中在基本建立起這一概念后，筆者呈現(xiàn)了4個(gè)例證讓學(xué)生考察辨別是否屬于基因重組：①“一母生九子，九子各不同”的主要原因（正例—加深對概念內(nèi)涵中“有性生殖”、“基因重新組合”“、性狀不同于親本”的理解）。②百年前首次發(fā)現(xiàn)的禽流感現(xiàn)已產(chǎn)生H5N1、H7N7、H9N2和最新的H7N9等多種類型的原因（反例—病毒繁殖不通過有性生殖，也即無基因重組）。③圖1中甲和乙表示發(fā)生在常染色體上的變異。判斷甲和乙所表示的變異類型（正例—甲表示同源染色體間片段交換，屬于基因重組；反例—乙表示非同源染色體間片段移接，屬于染色體易位）。④轉(zhuǎn)入細(xì)菌抗蟲基因的抗蟲棉花（特例：轉(zhuǎn)基因并不通過有性生殖來實(shí)現(xiàn)，但在分子水平實(shí)現(xiàn)了不同生物的基因重組，并獲得新的遺傳性狀）。在辨別例證的過程中，正例強(qiáng)化了概念內(nèi)涵的理解，反例明晰了概念外延的界定，特例則豐富了概念外延的拓展。

3有效設(shè)置反饋練習(xí)，注重學(xué)生對概念的應(yīng)用

學(xué)生在形成新概念后，不能只停留在記憶、理解水平上，而要學(xué)會應(yīng)用，即利用概念去嘗試解決問題或解釋新現(xiàn)象。注重生命科學(xué)概念的實(shí)際應(yīng)用，不只是將抽象的科學(xué)概念具體化，豐富和深化概念，更重要得是促進(jìn)學(xué)生思維能力和積極情感態(tài)度的發(fā)展。

3.1運(yùn)用變式訓(xùn)練，增強(qiáng)思維的效能從記憶、理解概念向概念應(yīng)用轉(zhuǎn)化的最重要教學(xué)條件是在相似的情境和不同的情境中練習(xí)，即變式訓(xùn)練。變式訓(xùn)練的實(shí)質(zhì)是把握住概念的本質(zhì)屬性不變，而適當(dāng)變化概念的非本質(zhì)屬性，如情境、條件性知識等，也就是概念的正例變化，使學(xué)生從不同的角度和方法去理解概念，增強(qiáng)思維的效能，提高學(xué)生應(yīng)用概念的自主性和靈活性。例如“，染色體組”是染色體數(shù)目變異中一個(gè)重要的核心概念，對此概念的一個(gè)重要應(yīng)用就是能準(zhǔn)確判斷某生物體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目，理解生物染色體的倍性。教學(xué)中筆者從4個(gè)方面設(shè)計(jì)變式訓(xùn)練來幫助學(xué)生如何應(yīng)用“染色體組”概念作出判斷。（1）根據(jù)同源染色體中染色體數(shù)判斷。變式1：判斷細(xì)胞中染色體組數(shù)及每個(gè)染色體組中染色體數(shù)目（圖2）。（2）根據(jù)基因型判斷。變式2：圖3所示為4個(gè)基因型不同的生物體細(xì)胞，請判斷細(xì)胞中染色體組數(shù)目。（3）根據(jù)染色體數(shù)目和染色體形態(tài)數(shù)判斷變式3：韭菜的體細(xì)胞中有32個(gè)染色體，共有8種形態(tài)。韭菜應(yīng)是倍體。（4）根據(jù)配子或單倍體的染色體組數(shù)來推算。變式4：用花藥離體培養(yǎng)出的單倍體水稻植株，當(dāng)它進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，觀察到染色體能兩兩配對聯(lián)會。據(jù)此現(xiàn)象可推知產(chǎn)生花藥的水稻體細(xì)胞含有染色體組數(shù)是個(gè)。

3.2聯(lián)系生活實(shí)例，升華生命的體驗(yàn)生命科學(xué)教育中的情感態(tài)度有豐富的內(nèi)涵：情感更強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程中的內(nèi)心體驗(yàn)；態(tài)度更關(guān)注一種積極的生活態(tài)度。生命科學(xué)教育中熱愛生命、珍惜生命方面的教育價(jià)值也是其他學(xué)科課程所不可替代的。因此，在某些生命科學(xué)概念形成后，教師要拓展應(yīng)用到真情實(shí)感的課外生活中去，使學(xué)生對生命的情感、態(tài)度體驗(yàn)得以升華。例如，在“突觸傳遞”這一重要概念形成后，筆者聯(lián)系生活實(shí)際設(shè)計(jì)了如下反饋練習(xí)：反饋練習(xí)的設(shè)計(jì)注重突觸傳遞概念形成的有效性和開放性，讓學(xué)生體驗(yàn)到“突觸傳遞知識”在關(guān)注健康、珍惜生命等現(xiàn)實(shí)生活問題上的價(jià)值，這是生命科學(xué)概念在更高層次上的應(yīng)用。

4有效整合相關(guān)概念，引導(dǎo)學(xué)生對概念的遷移

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為知識的遷移可以看成先前形成的知識在后續(xù)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，而生命科學(xué)概念是生命科學(xué)學(xué)科思維的基本單位，師生交流的基本語言，知識遷移的基礎(chǔ)。因此，在高中生命科學(xué)概念教學(xué)中，教師可先引導(dǎo)學(xué)生有效整合認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的原有概念，通過意義建構(gòu)形成相關(guān)概念圖，達(dá)成對概念的有效遷移；然后再運(yùn)用概念圖作為先行組織者（先于學(xué)習(xí)任務(wù)本身呈現(xiàn)的一種引導(dǎo)性材料），為后續(xù)相關(guān)新知識的學(xué)習(xí)奠定概念基礎(chǔ)，最終促進(jìn)新知識的遷移學(xué)習(xí)。

例如，“有絲分裂”涉及生命的微觀領(lǐng)域，教學(xué)內(nèi)容理論性強(qiáng)且抽象難懂，但其主要任務(wù)是要將遺傳質(zhì)平均分配至2個(gè)子細(xì)胞中，所以教學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)應(yīng)是染色體的形態(tài)和數(shù)量的規(guī)律性變化，那么理清染色體（質(zhì)）、染色單體、著絲粒、DNA、蛋白質(zhì)等概念之間的關(guān)系是學(xué)習(xí)有絲分裂過程的關(guān)鍵。因此，教學(xué)中筆者先引導(dǎo)學(xué)生形成相關(guān)的概念圖（圖5），再作為學(xué)習(xí)有絲分裂的先行組織者，促進(jìn)學(xué)生的有效學(xué)習(xí)。總之，高中生命科學(xué)概念形成和發(fā)展的有效教學(xué)策略是相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充甚至是相互重疊的。在教學(xué)實(shí)踐中，教師要根據(jù)高中學(xué)生的認(rèn)知水平，根據(jù)所教生命科學(xué)概念的特點(diǎn)和需要，靈活綜合地運(yùn)用，最大限度提高生命科學(xué)概念教學(xué)的有效性。

作者：紀(jì)鈞單位：上海市莘格高級中學(xué)