充分利用概念教學，助力科學思維發(fā)展

王本華

摘要 以《義務教育生物學課程標準（2011年版）》精神為指導，依據(jù)概念的形成規(guī)律及科學思維的內涵，從概念引入、概念建構、概念梳理、概念應用4個環(huán)節(jié)將科學思維的培養(yǎng)與概念教學進行有機融合，較好地促成了學生對生物學重要概念的建立及科學思維的發(fā)展。

關鍵詞 科學思維 概念教學 初中生物學 教學策略

中圖分類號G633. 91

文獻標志碼 B

科學思維是指基于客觀事實或證據(jù)，運用概念、判斷、推理及論證等科學思維方法，正確認識客觀事物的本質屬性、發(fā)展變化規(guī)律及事物之間聯(lián)系的求真務實的思維習慣和能力。發(fā)展學生的科學思維是初中生物學教學的重要目標之一。生物學概念是對生命現(xiàn)象及其規(guī)律進行抽象的“產物”，也是生物學大廈的“基石”。生物學重要概念對初中生學習生物學有重要支撐作用，處在整個課程體系的中心位置?！读x務教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《課程標準》）特別強調要“關注重要概念的學習”，明確要求教師要精心選擇教學內容，圍繞重要概念有效組織并開展教學活動。因此，如何在概念教學中發(fā)展學生的科學思維是每位生物學教師都需要思考的問題。筆者依據(jù)概念的形成規(guī)律及科學思維的內涵，從概念引入、概念建立、概念梳理、概念應用4個環(huán)節(jié)將科學思維的培養(yǎng)與概念教學進行有機融合，較好地促成了學生對生物學重要概念的建立及科學思維的發(fā)展。

1 創(chuàng)設問題情境，引入重要概念，助力科學思維引發(fā)

認知沖突是指認知主體在心理上產生對立或矛盾。一般地，在學習過程中，當學生原有的知識或經驗和真實情境不相符時，認知沖突就會產生。它是促進學生積極、主動思維的“引發(fā)器”，也是促進學生認知發(fā)展和認知結構轉變的有效手段。教師在實施重要概念教學時，基于學生的生活經驗，先創(chuàng)設一個兩難的情境，再設置與重要概念相聯(lián)系的真實問題，能促使學生認知沖突產生，以此引入重要概念，較好地助力科學思維的引發(fā)。

例如，現(xiàn)行人教版義務教育生物學教材（以下簡稱教材）七年級下冊“人體內廢物的排出”一章，涉及的重要概念是“人體產生的廢物主要是通過泌尿系統(tǒng)以尿液的形式排出體外”。學生通過先前的學習及生活經驗的積累，己了解“水是人體中含量最多的物質，對人體各項生命活動的正常進行有重要作用”?；诖耍處熣故颈壤麜r首都布魯賽爾市中心的一尊作撒尿狀的小孩銅像，引導學生回憶排尿的生活經歷，提出問題：水是細胞的主要成分之一，對人體各項生命活動的正常進行極為重要。排尿會排出很多的水。那么，人為什么還要排尿呢？這樣可以驅動學生積極思考，使學生產生認知沖突，引入概念，引發(fā)學生的科學思維。

2 精設探究性活動，引導學生分步建構重要概念，助力科學思維發(fā)展

概念是人腦對事物本質特征及內在聯(lián)系的反映，是思維的基本形式之一。生物學重要概念不同于具體的事實，是以客觀事實為基礎，通過科學思維活動，抽象和概括出來的具有普遍性和規(guī)律性的內容，涵蓋了同一類事物的本質屬性。所以，生物學重要概念是科學思維的產物，建構生物學重要概念需要用到各種科學思維方法。因此，在實施重要概念教學時，教師需要精心創(chuàng)設多樣化的探究性活動，調動學生的學習積極性，使他們積極、主動地獲?。ɑ蚋兄┯写硇缘?、豐富的事實，再設置與概念形成緊密相連的梯度問題串，引導學生對這些事實進行分析、比較、歸納、抽象、概括等，分步建構重要概念。在概念建構過程中，教師較好地對學生的科學思維進行了訓練，助力科學思維發(fā)展。

例如，《課程標準》對八年級下冊“人的性別遺傳”提出了“解釋人的性別決定”的目標要求。本節(jié)涉及的重要概念是“人的性別是由性染色體決定，生男、生女機會均等”。為幫助學生自主建構重要概念，達成《課程標準》提出的目標，教師先設置有一定梯度的系列問題，引導學生對“觀察與思考”欄目中的男、女成對染色體排序圖進行觀察和比較，辨認其中的性染色體，說出X和Y染色體在形態(tài)上的差別，再根據(jù)生殖細胞形成過程中染色體的行為變化規(guī)律，對精子和卵細胞中的染色體組成進行合理推理，進而確定精子及卵細胞的類型（以性染色體為判斷依據(jù)）。以此為基礎，教師再引導學生用圖直觀地表示兩種類型的精子參與受精的過程，說出所形成的受精卵中的性染色體組成，進一步抽象出“人的性別是由性染色體決定的”。最后，教師指導學生開展“模擬實驗”，來體驗精子與卵細胞的隨機結合。在模擬的過程中，教師強調“每次取完記錄后，再將棋子放回去，注意搖勻再取”，并引導學生討論、分析操作的原因。實驗結束后，教師引導學生分析實驗結果，利用“模擬實驗”欄目后的討論題驅動學生積極思考，使學生順利建構“生男、生女的機會均等”的概念：①男、女性體細胞中各有多少對染色體？請指出其中的性染色體。②你能從兩圖中分辨出男性或女性的染色體排序圖嗎？③你能找出哪條是Y染色體嗎？嘗試說出它與X染色體在形態(tài)上的差別。④你認為在精子或卵細胞里有幾條性染色體？以性染色體為判斷依據(jù)，男性會產生幾種類型的精子？女性會產生幾種類型的卵細胞？在這一系列問題的引導下，學生積極主動地參與探究性活動，運用分析與比較、推理與歸納、抽象與概括等方法建構概念，科學思維得到了有效的訓練。

3 利用概念圖梳理重要概念，助力科學思維結構優(yōu)化

思維結構是一種過程性的認知結構，也是通過思維活動認識事物內在規(guī)律及相互關系時顯現(xiàn)出來的邏輯結構。概念圖是組織和表征知識的工具，它通過“連接線”及“聯(lián)系詞”用圖形化的形式把各個概念及概念與命題的關系直觀地呈現(xiàn)出來。繪制概念圖能體現(xiàn)學生對所學各概念間的邏輯關系的理解程度，能將學生的隱性思維過程可視化。因此，教師以學生探究性活動中感知的生物學事實為基礎，依據(jù)概念間的層級關系和邏輯關系，引導學生自主建構、修正、展示概念圖，對所學概念進行梳理，有助于學生厘清并建立結構化、系統(tǒng)化的概念知識網(wǎng)絡。建構概念知識網(wǎng)絡是對學生邏輯思維能力的一種較好的訓練和提升，促進他們優(yōu)化科學思維的結構。

例如，教材七年級上冊“綠色植物是生物圈中有機物的制造者”一章闡述了“綠色植物制造的有機物不僅用于構建植物體，還養(yǎng)育了生物圈中其他生物”。學生通過教科書中“綠葉在光下制造有機物”實驗的探究，獲取了支撐次位概念理解的具體事實，初步建構了如下次位概念：①綠色植物光合作用需要光;②淀粉是光合作用的產物;③葉綠體是有機物的合成場所，也是“能量轉換器”;④綠色植物通過光合作用為地球上所有生物的生活提供了物質和能量。以此為基礎，教師設問題串，引導學生從光合作用的條件、產物、場所及意義幾個方面建構概念圖：①光合作用的產物是什么？②光合作用必須在光下進行嗎？③結合以前所學知識，說出光合作用的場所。④綠色植物制造的有機物有什么作用呢？⑤你能嘗試概括出什么是光合作用嗎？學生合作、梳理概念，進一步抽象出光合作用的內涵：“綠色植物利用光能，通過葉綠體，將二氧化碳和水轉化為儲存能量的有機物”。學生通過繪制有邏輯關系的可視化概念圖（圖1），自主建構概念知識網(wǎng)絡，實現(xiàn)了思維的顯性化、結構化，較好促成了思維結構進一步優(yōu)化。

4 應用重要概念解決實際問題，助力科學思維品質提升

思維品質是人們在思維過程中表現(xiàn)出來的個性特征，是衡量思維水平高低的標志，如思維的深刻性、靈活性、批判性、創(chuàng)造性等。概念應用是拓展、豐富學生的認識，完善概念的必要環(huán)節(jié)。生物學重要概念與生活緊密相聯(lián)系，學生應用概念解決生活或生產實踐問題、解釋具體的生物學現(xiàn)象，能深化理解己建立起的重要概念。學生在應用概念中，需要調動自身已有的認知與實際問題并與生物學現(xiàn)象建立聯(lián)系，通過質疑、尋找證據(jù)、評價證據(jù)、合理推理、恰當判斷、理性解釋等科學思維活動達到解決生物學問題或解釋生物學現(xiàn)象的目的，同時也較好地促進了學生思維品質的提升。

例如，教材七年級上冊“綠色植物的呼吸作用”一節(jié)學習時，在學生利用概念圖梳理重要概念，建立起有關呼吸作用的概念知識體系后，教師提出問題：栽種農作物需要松土，而儲藏蔬菜的窖必須留孔通風。你能嘗試解釋原因嗎？學生運用呼吸作用原理進行質疑、分析、推理，最終做出解釋：松土的目的是增加土壤中氧氣含量，確保根的呼吸作用正常進行;菜窖留孔通風則是為了降低窖內溫度，降低蔬菜呼吸作用強度，延長蔬菜的儲藏時間。學生通過思維活動對生活或生產實踐問題進行深入思考，應用概念解決實踐問題、解釋具體的生物學現(xiàn)象，體驗到概念的實用性，進一步促進了對重要概念的理解。在具體情境問題的驅動下，學生進行了深度思考，深化科學思維，提升了科學思維品質。

培養(yǎng)學生的科學思維，教師首先需要加強概念教學。因為概念的建構過程就是運用科學思維方法認識事物的過程，概念教學本質上也是思維教學。因此，初中生物學教師應以《課程標準》精神為指導，圍繞重要概念開展教學活動，充分利用好重要概念這一載體，將學生科學思維的培養(yǎng)融合到概念引入、概念建立、概念梳理、概念應用4個環(huán)節(jié)，通過創(chuàng)設適切的問題，引導學生通過探究性活動感知事實，在此基礎上，引導學生運用分析與比較、推理與歸納、抽象與概括等科學思維建構概念，逐步培養(yǎng)學生的科學思維習慣，發(fā)展科學思維能力，進而提高學生的生物學學科核心素養(yǎng)，以更好地落實義務教育生物學課程目標。

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