高中生物教學(xué)中概念模型的應(yīng)用現(xiàn)狀及對策

王科人

摘要：在核心素養(yǎng)視野下，高中生物教師要突出概念模型的教學(xué)作用，并基于概念模型的應(yīng)用現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其獨特的價值，同時針對問題，提出有針對性的對策，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科關(guān)鍵能力，提升課堂實效。

關(guān)鍵詞：高中生物? 概念模型? 對策

《普通高中生物課程標準（2017版）》提出了高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)概念，認為生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責任是高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)的四大具體表現(xiàn)。為落實核心素養(yǎng)，讓生物學(xué)科素養(yǎng)入腦入心，高中生物教師需要突出生物概念的教學(xué)，并引入概念模型的教學(xué)手段，從而培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，為樹立更高層次的生命觀念注入最強動能。在高中生物學(xué)課程內(nèi)容中，涉及許多概念的理解，教師引入概念模型，借鑒其可視化和顯性化優(yōu)勢，可以讓生物知識變得更為系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化，助推學(xué)生對概念的深層理解。高中生物教師在應(yīng)用概念模型進行生物學(xué)教學(xué)時，要通過創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)興趣等方法，幫助學(xué)生自主建構(gòu)概念模型，讀懂概念模型，將生物學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為學(xué)科能力，為學(xué)科素養(yǎng)的形成奠定基礎(chǔ)。

一、生物學(xué)科概念模型的內(nèi)涵

概念模型主要指的是在教學(xué)過程中，教師運用語言、符號、圖標或圖形等形式，對學(xué)科概念進行概括抽象和簡化處理的手段，它有利于學(xué)生對概念的理解、消化和吸收，包括圖解式解釋模型和概念圖。一般來說，圖解式解釋模型指的是通過圖示或圖標將抽象的生命活動規(guī)律或原理圖示化、顯性化和模型化，如呼吸作用的圖解;而概念圖主要指的是將相關(guān)或相似概念以圖示的方式分類顯示，其凸顯了概念間的聯(lián)系，學(xué)生可以概覽之，明了之，如可遺傳變異的概念圖等。有效運用概念模型，既可幫助學(xué)生厘清概念間的相互關(guān)系，深化對概念的理解，也可使學(xué)生將概念由適時記憶轉(zhuǎn)化為長時記憶，進而形成結(jié)構(gòu)化的知識儲存在腦海里。

二、概念模型在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

當下，在高中生物課堂教學(xué)中，教師運用概念模型來教學(xué)的頻率較低，受應(yīng)試教學(xué)和自身理論素養(yǎng)不足等諸多因素的影響，教師往往局限于傳統(tǒng)的生物學(xué)教學(xué)模式，對生物學(xué)概念模型缺乏研究。在實際的教學(xué)中，教師過于注重知識的教學(xué)和檢測，而忽略了概念模型的構(gòu)建、應(yīng)用，這難以發(fā)展學(xué)生的理性思維，也無法為學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)提供營養(yǎng)。一方面，教師的認識有待提升。新課標中要求高中生物學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、建模和運用模型的能力，但部分教師對構(gòu)建概念模型和應(yīng)用概念模型僅僅停留在理論方面，缺乏實際操作技藝，僅僅采用部分較為簡單的概念模型或者示意圖進行教學(xué)，少數(shù)教師僅僅對高中生物學(xué)教材當中示意圖進行講解，缺乏延伸，難以提高教學(xué)的效率。另一方面，學(xué)生自主建模訓(xùn)練有待加強。學(xué)生未受到系統(tǒng)化的概念模型教學(xué)和訓(xùn)練，對生物學(xué)概念模型缺乏深刻而系統(tǒng)的認知。同時，在平時的課堂或?qū)嶒灲虒W(xué)中，學(xué)生參與自主建模的時間和機會不多，自主通過建模來開展探究性學(xué)習更為罕見。進而導(dǎo)致其難以識別、構(gòu)建和實際應(yīng)用概念模型。

三、概念模型在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略

高中生物學(xué)的課程內(nèi)容中包含了許許多多的生物學(xué)科概念群，形成了諸多概念關(guān)系。理解生物概念，建構(gòu)一定的模型，有助于學(xué)生將生物學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為學(xué)科素養(yǎng)，從而促進自身的全面發(fā)展。學(xué)生通過概念模型的建構(gòu)、分析和演示，才能漸進式培養(yǎng)創(chuàng)新精神和動手實踐能力。核心素養(yǎng)視野下，概念模型是學(xué)生掌握生物學(xué)概念以及拓展科學(xué)和理性思維的關(guān)鍵，構(gòu)建生物學(xué)概念模型可以幫助學(xué)生正確認識生物學(xué)概念，深入思考和研究生物知識。那么，如何利用概念模型來促進高中生物學(xué)科教學(xué)呢？

（一）創(chuàng)造情境，引入概念模型

概念的形成是高中學(xué)生思維發(fā)展的重要表征，它需要外部情境和認知內(nèi)因的雙重驅(qū)動。教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)關(guān)系著概念能否順利孕育、生成，教師在高中生物學(xué)概念模型的教學(xué)當中，可根據(jù)學(xué)生的心理和成長特點，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，營造學(xué)習氛圍，引入生物學(xué)概念。教師可以通過有趣的語言交流、情境材料的應(yīng)用或者互動活動的開展將概念模型融入教學(xué)當中，提高高中生物學(xué)教學(xué)的效率和質(zhì)量。例如在教學(xué)高中生物人教版教材必修3中《神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)》一課時，我會開展一項趣味性的互動游戲，先調(diào)動學(xué)生的參與積極性，讓學(xué)生在情境中孕育概念模型。我將學(xué)生分成兩兩一組，學(xué)生將自己的右手伸出，以小組為單位，學(xué)生互相進行打手游戲，然后讓學(xué)生觀察被打同學(xué)的反應(yīng)，之后提出問題：“為什么被打同學(xué)的手會在即將挨打的一瞬間迅速收回或是躲開呢？”“為什么人可以在這么短的時間內(nèi)迅速對行為做出反應(yīng)呢？”通過這兩個問題，助推學(xué)生深度思考，學(xué)生最終明白將手縮回屬于一種條件反射，人體在神經(jīng)系統(tǒng)的指揮之下會進行快速的反射活動，進而將神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的知識和概念引入課堂中。最后教師結(jié)合書本知識，利用多媒體課件向?qū)W生展示有關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的概念模型，讓學(xué)生詳細了解和觀察神經(jīng)系統(tǒng)的內(nèi)在運行機制。

（二）激發(fā)興趣，讀懂概念模型

人們常說：“興趣是人類最好的老師”，要想讓學(xué)生讀懂概念模型的來龍去脈，就必須先激發(fā)學(xué)生深入探究生物學(xué)概念模型的好奇心和求知欲。教師可以利用生物學(xué)實驗和科學(xué)資料向?qū)W生說明生物學(xué)概念，使學(xué)生認知概念模型的內(nèi)涵，進而培養(yǎng)學(xué)生讀懂、應(yīng)用概念模型的能力。

例如在教學(xué)人教版高中生物學(xué)必修1教材中《細胞膜——系統(tǒng)的邊界》一課時，我就會利用多媒體教學(xué)設(shè)備向?qū)W生展示一幅熟悉的中國地圖，引入細胞膜的概念模型，組織學(xué)生觀察、分析并比較動物和植物的細胞結(jié)構(gòu)異同，之后我再播放有關(guān)實驗室提取細胞膜的視頻讓學(xué)生觀看，引導(dǎo)學(xué)生探索細胞膜的成分，最后我會陳述兩段科學(xué)資料：研究資料表明，凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，均易穿過細胞膜;而不易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，不易穿過細胞膜，細胞膜會被蛋白酶分解。在學(xué)生了解這兩段科學(xué)資料后，我再進行提問：“細胞膜由哪些物質(zhì)組成呢？”學(xué)生就會結(jié)合以上科學(xué)資料進行思考，最終得出結(jié)論：細胞膜主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。這樣，學(xué)生對概念模型就有了一個清晰而理性的認知。

（三）循序漸進，構(gòu)建概念模型

構(gòu)建模型是高中生物學(xué)概念模型應(yīng)用的關(guān)鍵，通過構(gòu)建概念模型，學(xué)生可直觀了解概念之間的內(nèi)涵和關(guān)聯(lián)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用文字、符號、概念圖、線條或者圖示的方法自主構(gòu)建概念模型，進而豐富概念認知，發(fā)展邏輯思維能力。

例如在教學(xué)人教版高中生物教材必修3中《人體的內(nèi)環(huán)境和穩(wěn)態(tài)》一課時，教師先講解內(nèi)環(huán)境的組成、細胞和內(nèi)環(huán)境以及外界的動態(tài)聯(lián)系等知識，再讓學(xué)生自主構(gòu)建概念模型，引導(dǎo)學(xué)生使用箭頭將血漿、淋巴和組織液連接起來。在此基礎(chǔ)上，教師提問：“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的構(gòu)成當中是否存在雙向聯(lián)系呢？”在此問題引領(lǐng)下，學(xué)生自覺溫習舊知，復(fù)習已有知識要點。之后教師引導(dǎo)學(xué)生使用反向箭頭表明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)當中的雙向關(guān)系，將其整體組成一個內(nèi)環(huán)境。學(xué)生將概念模型構(gòu)建出來之后，教師再將學(xué)生進行分組，每組選出一個最好的概念模型圖，進行概念模型的評比活動，選出構(gòu)建最佳的概念模型。學(xué)生在進行概念模型構(gòu)建和評比時，能夠深入理解和學(xué)習生物知識要點，深度了解內(nèi)環(huán)境的組成和穩(wěn)態(tài)的構(gòu)建，從而鍛煉思維能力，并培養(yǎng)應(yīng)用概念模型來分析和解決問題的能力。

參考文獻：

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[3]楊麗萍.概念模型構(gòu)建法在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].考試周刊，2020（8）.

責任編輯：黃大燦