模型構(gòu)建在生物學核心概念教學中的應用

■廣西壯族自治區(qū)北海市北海中學 劉曉玲

《中華人民共和國教育部基礎教育課程改革綱要（試行）》提出：“新課程的培養(yǎng)目標應體現(xiàn)時代要求，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。”美國理論學家多爾的后現(xiàn)代課程觀認為課程應是開放的、動態(tài)的，通過相互的溝通、交流、辯論來建構(gòu)、生成課程的過程。而生物科學作為一門自然科學，在知識體系中存在著大量的專業(yè)性概念，是生物學知識結(jié)構(gòu)體系的基本要素之一。因此，學習生物學知識，首先就要充分理解和掌握概念。而在實際教學中，很多情況下學生由于對某些基本概念理解模糊或者理解不到位，而給生物學學習造成很大的障礙。所以，將模型構(gòu)建引入生物學核心概念的教學過程，理解概念的內(nèi)涵與外延，促進學生的生成性思維，是生物學核心教學的核心問題，同時也是培養(yǎng)學生自主構(gòu)建概念模型的意識并運用于生物學科的學習的必備學科素養(yǎng)之一。

一、建立課程的思想，引導學生提取課程中的核心概念

模型構(gòu)建的關鍵在于，掌握不同生命活動之間的互相聯(lián)系和轉(zhuǎn)化關系，注重生物知識之間的有機聯(lián)系，是知識的梳理和總結(jié)升華，從而形成科學系統(tǒng)的生物學思維及知識體系。其前提是學生熟悉并理解大量的生物基礎知識，特別是生物學核心概念。因此，生物學核心概念的確定就是首要解決的問題了。眾所周知，遺傳定律是高中生物學中極富魅力及吸引力的內(nèi)容，學生雖然感興趣，但學習中有畏懼，關鍵是學生往往忽略概念的理解而只關注于解題，造成無從下手的狀態(tài)。因此，教學中，引導學生找出這個單元的核心概念并討論分析理解是非常重要的。

如在《孟德爾豌豆雜交實驗（一）》的教學中，通過引導學生預習，找出以下核心概念并將其歸類：

遺傳學中常用概念：

性狀分離非等位基因雜合子正交和反交性狀相同基因表現(xiàn)型雜交相對性狀（顯性性狀、隱性性狀）等位基因（顯性基因、隱性基因）基因型自交純合子測交

學生通過自主預習，提取出遺傳學中的常用概念，說明其思維已經(jīng)被激活，而通過教師、學生共同的探討把概念進行如上的歸類，實質(zhì)上就已引發(fā)學生的興趣，為什么這樣歸類？這些概念彼此之間有什么區(qū)別與聯(lián)系嗎？進一步理解和掌握這些概念似乎就水到渠成了。

二、利用模型構(gòu)建，突破核心概念的生成性學習

在實際教學中，我們發(fā)現(xiàn)以上任何一個核心概念的學習通常都不可能一節(jié)課完成，通常需要多個課時的學習，才可能讓學生形成一個完整清晰的認識。這就要求教師必須明確每個概念在模塊、本單元甚至本小節(jié)中的地位和作用，教學活動必須圍繞核心概念來組織，在教學過程中對于不同的核心概念可以采用不同的教學策略。

（一）提取概念中的關鍵詞

生物學中某些概念學生不易理解，教師可在學習中引導學生主動思考、提取關鍵詞，引導學生分析幾個詞的關系。例如，在講相對性狀、同源染色體、等位基因的概念時，先提示學生概念中有3 個關鍵詞，請學生自己分析找出。結(jié)合一對相對性狀的雜交實驗，學生很快找出相對性狀中“同一種生物”“同一性狀”“不同表現(xiàn)”，同源染色體中“減數(shù)分裂時能配對”“形態(tài)、大小一般相同”“一條來自父方，一條來自母方”，等位基因中“一對同源染色體”“同一位置”“控制相對性狀”。

這種方法有助于培養(yǎng)學生通過提取關鍵信息分析、思考、處理、解決問題的良好的思維習慣，而不是一味地死記硬背，不加理解。通過理解概念中的關鍵詞，學生能更好地掌握一個生物學概念的內(nèi)涵和外延。

（二）把文字轉(zhuǎn)換成示意圖

很多概念用文字來表述，學生理解起來有點抽象。引導學生把文字轉(zhuǎn)換成示意圖，將抽象內(nèi)容直觀化，更助于學生掌握。

如：學習“等位基因”這一概念時，教師可以繪制示意圖（如右圖）：

等位基因

圓圈——表示細胞

兩條豎線——表示一對同源染色體

兩同一水平位置的短線——表示基因位點

D——控制豌豆高莖的顯性基因

D——控制豌豆矮莖的隱性基因

圖示生動直觀地呈現(xiàn)出等位基因是“一對同源染色體”“同一位置”“控制相對性狀”三個關鍵詞，有關等位基因的概念學生便一目了然，同時也突破了相同基因與等位基因的區(qū)別。

三、巧妙設計變式訓練模型，突破核心概念的本質(zhì)

變式訓練通過變幻題目的形式或者命題的角度，強化重要概念的辨析，激發(fā)學生轉(zhuǎn)換思維，從而使學生多角度、多維度地思考同一問題，進行知識的遷移，使學生全面準確地理解并掌握核心概念的本質(zhì)，從而能夠熟練運用知識，提升學科綜合能力。

如：對遺傳定律的理解

1.基因的分離定律和自由組合定律發(fā)生在

A.有絲分裂過程中 B.受精作用過程中

C.減數(shù)分裂過程中 D.個體發(fā)育過程中

2. 關于下列圖解的理解正確的是

A.基因自由組合規(guī)律的實質(zhì)表現(xiàn)在圖中的④⑤⑥

B.③⑥過程表示減數(shù)分裂過程

C.甲圖中③過程的隨機性是子代Aa 1/2的原因之一

D.乙圖子代中aaBB的個體在aaB-中占的比例為1/16

精心設計這樣的習題當堂訓練、及時檢測，讓學生在應用中總結(jié)規(guī)律特點，修正完善腦海中已形成的概念體系，讓學生對所學習的遺傳定律發(fā)生的時期和實質(zhì)有更為深刻透徹的理解，避免了學生陷入遺傳規(guī)律是發(fā)生在受精的過程中這一誤區(qū)，從而使學生對這一核心內(nèi)容有了更深刻的把握。在生物學核心概念教學中，其模型構(gòu)建的過程可概括為：建立課程的思想，提取核心概念→提取關鍵詞，轉(zhuǎn)換為示意圖→變式訓練。利用模型進行探究性學習，能讓學生置身于探索科學現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律的活動中，深入理解及消化科學過程，從感性思維上升到理性思維，領悟建立模型的科學方法及其作用。在構(gòu)建模型的過程中，學生通過掌握概念學習的方法，理解概念的內(nèi)涵，掌握生命活動的規(guī)律，從而自主地探索其他生物知識的整合歸納，找到模型構(gòu)建的核心，找到生物科學的內(nèi)在聯(lián)系，從而提高學科素養(yǎng)和探究生物科學的綜合能力，使自身解決生物學實際問題的能力得到有效提高。