樹狀結(jié)構(gòu)問題串在高中生物概念教學(xué)中的應(yīng)用

方永蘭

[摘要]從傳統(tǒng)鏈狀結(jié)構(gòu)問題串到樹狀結(jié)構(gòu)問題串的演變出發(fā)，解釋什么是樹狀結(jié)構(gòu)問題串，以及設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串應(yīng)遵循的原則。通過兩個(gè)概念教學(xué)的案例論述了樹狀結(jié)構(gòu)問題串在高中生物概念教學(xué)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]樹狀結(jié)構(gòu)問題串 高中生物 概念教學(xué)

生物學(xué)概念體現(xiàn)生物學(xué)知識(shí)的核心內(nèi)容和生物學(xué)科最本質(zhì)的特征。在高中生物教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生正確理解生物學(xué)概念是學(xué)好生物學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。通過設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串進(jìn)行概念教學(xué)，可促使學(xué)生深入理解概念，建構(gòu)生物學(xué)科概念體系，運(yùn)用概念和原理解決實(shí)際問題。

一、設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串的原則

1.整體性原則

學(xué)科概念并不孤立存在于某一章節(jié)中，會(huì)與本章節(jié)或其他章節(jié)的概念存在聯(lián)系。因此，在高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)以構(gòu)建科學(xué)的生物學(xué)科概念體系為大目標(biāo)，進(jìn)行概念教學(xué)。在高中生物概念教學(xué)中，在設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串時(shí)應(yīng)遵循整體性原則，應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，按照一定的邏輯性和層次性，將與某一概念相關(guān)的知識(shí)、本質(zhì)特征，內(nèi)涵與外延，概念的運(yùn)用作為一個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)整體體現(xiàn)于樹狀結(jié)構(gòu)問題串中。

2.情境性原則

在設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串時(shí)，應(yīng)將問題置于合理的情境中，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念的理解和應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的生長。如可以創(chuàng)設(shè)新舊知識(shí)聯(lián)系的情境，創(chuàng)設(shè)聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際的情境，創(chuàng)設(shè)曲線圖、流程圖、模型圖的情境，創(chuàng)設(shè)日常概念和科學(xué)概念相矛盾的情境等。

3.思維性原則

在高中生物概念教學(xué)中，一個(gè)問題出現(xiàn)時(shí)，學(xué)生對(duì)該問題的解決往往不能一步到位，而是要經(jīng)過一個(gè)復(fù)雜的認(rèn)知過程。在解決問題的過程中，學(xué)生的思維也是復(fù)雜的，從個(gè)別到一般、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從具體到抽象，這是一個(gè)科學(xué)的思維認(rèn)知過程。為此，教師在設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串時(shí)，要體現(xiàn)邏輯思維方向和合理推理思維方向，激活學(xué)生的思維，引領(lǐng)學(xué)生思維的發(fā)展，使學(xué)生能在不同的視角中，找到不同的解決問題的方法，從而提高學(xué)生的思維遷移能力。

二、樹狀結(jié)構(gòu)問題串在高中生物概念教學(xué)中的應(yīng)用案例

[案例一]《生長素的生理作用具有兩重性》概念教學(xué)

本節(jié)課通過教師創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串，引導(dǎo)學(xué)生理解生長素的生理作用具有兩重性的概念特征及應(yīng)用。本案例著重闡述具有三個(gè)層次的樹狀結(jié)構(gòu)問題串內(nèi)容，即概念的引入、概念的理解和概念的應(yīng)用。

第一層次：概念的引入。通過《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》這節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生建立了生長素能促進(jìn)生長的不完整的概念，而生長素的生理作用并非僅僅促進(jìn)生長。教師在進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變和建立科學(xué)概念時(shí)，利用教材中的“生長素濃度與所起作用的關(guān)系圖”（如右圖）進(jìn)行概念引入，創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串引導(dǎo)學(xué)生觀察曲線圖，從而得到生長素的生理作用既有促進(jìn)生長，又有抑制生長的特點(diǎn)，由此引出生長素的生理作用具有兩重性的概念。樹狀結(jié)構(gòu)問題串中的問題有：?jiǎn)栴}1：生長素對(duì)根、芽、莖促進(jìn)生長的最適濃度分別為多少？其中對(duì)生長素的濃度最敏感的器官是什么？問題2：同一濃度下，生長素對(duì)不同器官的作用如何？針對(duì)問題2，教師從分析曲線的點(diǎn)、線出發(fā)，設(shè)置了3個(gè)引問，引問1：分析生長素濃度為10-6mol/L時(shí)對(duì)根、芽、莖的作用分別是如何的？引問2：B點(diǎn)對(duì)莖的生長作用如何？lA點(diǎn)對(duì)芽和莖的生長作用如何？引問3：對(duì)同一器官來說，生長素的作用與濃度有何關(guān)系？

第二層次：概念的理解。概念教學(xué)的核心就是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的理解，將概念與具體的生物情境相結(jié)合，達(dá)到學(xué)生能夠運(yùn)用概念解決具體問題的水平。本節(jié)內(nèi)容對(duì)農(nóng)業(yè)、園藝上的實(shí)例（頂端優(yōu)勢(shì)和根的向地生長、莖的背地生長等現(xiàn)象）進(jìn)行分析來理解概念的本質(zhì)。問題串的設(shè)置思路如下：分析圖形上關(guān)鍵點(diǎn)的生長情況，生長素的含量情況，從而推斷出生長素的生理作用，理解生長素兩重性的生理本質(zhì)。例如，結(jié)合自然界中松樹呈現(xiàn)寶塔形樹干的圖片及棉花摘心的圖片，設(shè)置以下問題串，問題1：結(jié)合教材圖3-6及文字，分析頂端優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。引問1：如何比較甲、乙兩處的生長情況？引問2：比較甲、乙兩處的生長素含量情況如何？原因是什么？引問3：生長素對(duì)甲和乙的作用有什么不同？問題2：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或園藝等方面，哪些利用了頂端優(yōu)勢(shì)？哪些又要解除頂端優(yōu)勢(shì)？請(qǐng)舉例說明。

第三層次：概念的應(yīng)用。概念教學(xué)的最終目的就是應(yīng)用生物學(xué)概念解決日常生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問題。通過探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度，讓學(xué)生學(xué)會(huì)基本的探究方法，形成一定的探究能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串的目的就是在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，讓學(xué)生通過小組合作討論設(shè)計(jì)出比較完善的實(shí)驗(yàn)方案，這樣才能將探究實(shí)驗(yàn)成功地延伸到課堂之外，提高課后實(shí)施實(shí)驗(yàn)成功的可能性。問題1：探究生長素類似物溶液促進(jìn)插條生根的最適濃度是多少？引問1：如何選擇生物材料？有何要求？引問2：生長素類似物處理插條的方法有哪些？有何不同？引問3：預(yù)實(shí)驗(yàn)的意義是什么？如何設(shè)計(jì)預(yù)實(shí)驗(yàn)？引問4：本實(shí)驗(yàn)自變量中的濃度梯度如何設(shè)置？因變量的數(shù)據(jù)如何處理？如何控制無關(guān)變量？問題2：在本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，你還能提出哪些探究問題呢？引問1：本實(shí)驗(yàn)這種植物生根的最適濃度適合其他植物嗎？引問2：本實(shí)驗(yàn)這種植物生根的最適濃度會(huì)因?yàn)橹l的老幼有差異嗎？引問3：

[案例二]《染色體組》的概念教學(xué)

染色體組的概念教學(xué)是《染色體變異》一節(jié)中的教學(xué)難點(diǎn)，是學(xué)習(xí)二倍體、多倍體、單倍體概念的基礎(chǔ)，又與染色體、姐妹染色單體、同源染色體、非同源染色體等概念有著密切的聯(lián)系與區(qū)別。為了更好地理解染色體組的概念，第一步設(shè)置樹狀結(jié)構(gòu)問題串，復(fù)習(xí)減數(shù)分裂的相關(guān)內(nèi)容，做好知識(shí)鋪墊，喚醒學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂內(nèi)容的記憶。問題1：如何去復(fù)習(xí)減數(shù)分裂染色體行為變化規(guī)律？著重回憶以下四個(gè)與染色體組概念相關(guān)的引問。引問1：同源染色體和非同源染色體的概念以及在細(xì)胞分裂圖形中如何判斷？引問2：染色體數(shù)目減半的實(shí)質(zhì)是什么？引問3：減數(shù)第二次分裂后期染色體的行為變化特征是什么？引問4：精子細(xì)胞中染色體組成特征是什么？第二步利用書本中雌雄果蠅的染色體組成圖詳細(xì)剖析染色體組概念。通過對(duì)圖形的剖析，學(xué)生從具體事物出發(fā)，建立感性認(rèn)識(shí)，通過樹狀結(jié)構(gòu)問題串的引導(dǎo)，進(jìn)行抽象與概括，上升到理性認(rèn)識(shí)，形成科學(xué)概念。問題2：如何理解“染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同”這句話？根據(jù)圖像，設(shè)置4個(gè)引問，引問1：果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？有幾對(duì)常染色體？性染色體的形態(tài)如何？引問2：Ⅱ號(hào)和Ⅱ號(hào)染色體是什么關(guān)系？Ⅲ號(hào)和Ⅳ號(hào)染色體是什么關(guān)系？引問3：雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對(duì)同源染色體？引問4：果蠅的精子中有哪幾條染色體？這些染色體在形態(tài)、大小和功能上有什么特點(diǎn)？這些染色體之間是什么關(guān)系？問題3：如果將果蠅的精子中的染色體看成一組，那么果蠅的體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組？問題4：一個(gè)染色體組并不包括本物種的全部染色體，為什么依然攜帶著控制本物種生長發(fā)育、遺傳變異的全部遺傳信息？這是概念中最難理解的一部分，此問題主要聯(lián)系了同源染色體、等位基因等相關(guān)的知識(shí)。通過設(shè)置3個(gè)引問，逐步推進(jìn)，幫助學(xué)生理解這一抽象概念。引問1：同源染色體的相同位置上的基因是什么關(guān)系？（引導(dǎo)學(xué)生回答同位基因和等位基因，總之是控制同一性狀的基因）引問2：同源染色體在體細(xì)胞與配子中的存在有何不同？（體細(xì)胞中有同源染色體，而配子中沒有同源染色體）引問3：與體細(xì)胞相比，果蠅卵細(xì)胞內(nèi)的基因種類和數(shù)量有何不同？（理解卵細(xì)胞內(nèi)的基因比體細(xì)胞內(nèi)的基因數(shù)量減少一半，但所含基因種類沒變，即擁有本物種全套的基因）

以上樹狀結(jié)構(gòu)問題串是就染色體組概念本身的理解而設(shè)計(jì)的，接著染色體組概念與二倍體、多倍體的聯(lián)系，在細(xì)胞分裂中判斷染色體組，在基因組成中判斷染色體組是染色體組概念教學(xué)的延伸部分、應(yīng)用部分，也可以通過設(shè)置問題，進(jìn)行教學(xué)。通過樹狀結(jié)構(gòu)問題串的引領(lǐng)，遏制了學(xué)生粗淺的認(rèn)知和記憶染色體組概念，使他們能深入地理解染色體組的概念，使學(xué)生分析問題、解決問題能力和具有生物學(xué)科特點(diǎn)的理性思維能力得到發(fā)展。

樹狀結(jié)構(gòu)問題串的設(shè)置體現(xiàn)了科學(xué)概念的邏輯性，教師教學(xué)的科學(xué)性和藝術(shù)性。帶給生物概念教學(xué)的益處是，將不同角度、不同層次的問題環(huán)繞在概念核心的周圍，使課堂結(jié)構(gòu)更加完整，教學(xué)思路更加清晰，有利于學(xué)生更好地參與教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生對(duì)概念的本質(zhì)把握和深入理解變得有序、理性、富有邏輯。

（責(zé)任編輯 黃春香）