高中生物教學(xué)中概念模型的有效應(yīng)用
——以“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”的教學(xué)為例

汪竹清 安徽省懷寧中學(xué)

學(xué)生進(jìn)入高中之后，面臨著各方面的壓力，學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)的時(shí)間不足，使得學(xué)生陷入學(xué)習(xí)困境。模型構(gòu)建能夠?qū)?fù)雜的知識(shí)進(jìn)行梳理，幫助學(xué)生理解和掌握，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力。概念模型能夠?qū)⒊橄蠡纳锸澜缱兊弥庇^。概念模型主要有圖形化的模型和概念圖等。在高中生物教學(xué)中，有著較多的抽象知識(shí)，借助概念模型，對(duì)知識(shí)進(jìn)行綜合處理，使得課堂教學(xué)更加直觀系統(tǒng)。

一、注重初高中概念銜接，做好模型構(gòu)建準(zhǔn)備

概念是高中生物的重要內(nèi)容，概念學(xué)習(xí)需要不斷深化和完善，同一個(gè)生物概念，在不同的學(xué)習(xí)階段，會(huì)以切合學(xué)生實(shí)際情況的方式進(jìn)行表述。高中階段的學(xué)習(xí)以初中知識(shí)為基礎(chǔ)，因此，在高中生物教學(xué)中，教師需要做好學(xué)生學(xué)習(xí)情況的分析，了解學(xué)生知識(shí)的掌握情況，借助新的學(xué)習(xí)活動(dòng)，幫助學(xué)生完善概念知識(shí)，體現(xiàn)知識(shí)的延續(xù)特點(diǎn)，提高課堂教學(xué)的有效性。例如，在高中生物“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”的教學(xué)中，教師需要對(duì)初中和高中相關(guān)的概念表述進(jìn)行整理，如生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)的組成與功能、食物鏈以及食物網(wǎng)等。在初中教材中，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)這樣表述“在一定的自然區(qū)域內(nèi)，所有生物及其生活的環(huán)境構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)。”而在高中教材中則這樣表述“由生物群落與其他無機(jī)環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體，叫做生態(tài)系統(tǒng)?！蓖ㄟ^分析初高中教材中對(duì)概念的不同表述，構(gòu)建相應(yīng)的概念模型，加深學(xué)生對(duì)概念知識(shí)的理解和掌握。在具體的教學(xué)中，教師首先讓學(xué)生對(duì)高中教材中出現(xiàn)的沒有接觸的新名詞進(jìn)行解讀。而食物鏈、食物網(wǎng)是初中學(xué)習(xí)過的，不需要表述，教師應(yīng)當(dāng)引入新的名詞，如營養(yǎng)級(jí)，對(duì)物質(zhì)的流動(dòng)環(huán)節(jié)作出分析，體現(xiàn)出高中知識(shí)是初中知識(shí)的延續(xù)，且高中知識(shí)表述更加嚴(yán)謹(jǐn)，針對(duì)問題討論更加深入。在解讀新名詞時(shí)，能夠鍛煉學(xué)生的信息獲取能力，讓學(xué)生準(zhǔn)確把握關(guān)鍵詞，以原有知識(shí)體系為基礎(chǔ)，融入新的知識(shí)內(nèi)容，使得學(xué)生的知識(shí)體系不斷完善，通過新舊知識(shí)的相互作用，構(gòu)建新的知識(shí)體系。因此，在高中生物教學(xué)中，注重初高中知識(shí)的銜接，幫助學(xué)生解讀新的概念知識(shí)，為概念模型的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高效生物課堂的構(gòu)建。

二、借助概念模型，突破課堂重難點(diǎn)

在“通過激素的調(diào)節(jié)”的教學(xué)過程中，血糖平衡的調(diào)節(jié)是課堂教學(xué)的重點(diǎn)，也是高中生物教學(xué)的重要內(nèi)容。通過之前課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解到內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持需要神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)識(shí)到神經(jīng)調(diào)節(jié)在人和動(dòng)物生命活動(dòng)中的重要作用。本節(jié)課程連接之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容，同時(shí)為神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的關(guān)系的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課內(nèi)容較為抽象，通過文字直接講解，并不能將血糖調(diào)節(jié)的精髓展示出來，使得課堂教學(xué)較為枯燥，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。因此，作為高中生物教師，應(yīng)當(dāng)做好課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新課堂教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)和探究，將概念模型貫穿于整個(gè)課堂活動(dòng)，借助問題情境引導(dǎo)，幫助學(xué)生探究血糖平衡調(diào)節(jié)機(jī)制，讓學(xué)生自主構(gòu)建概念模型，呈現(xiàn)出整個(gè)血糖平衡調(diào)節(jié)的模型圖。在具體教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)教材中的內(nèi)容引入問題：結(jié)合材料計(jì)算，如果運(yùn)動(dòng)員只依靠血液中的葡萄糖，可以跑多長(zhǎng)時(shí)間？在長(zhǎng)跑過程中，消耗很多的葡萄糖，血糖的濃度會(huì)降低嗎？在長(zhǎng)跑過程中，血糖在不停地消耗，但是其含量基本保持在0.9 g/L 左右，血糖可以通過哪些方式補(bǔ)充？借助這樣的問題設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究。之后，教師繼續(xù)追問：機(jī)體中的血糖去了哪里，如何調(diào)節(jié)血糖的來源與去路？通過引導(dǎo)學(xué)生閱讀和討論，讓學(xué)生明確血糖平衡的途徑，為之后血糖平衡調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，教師引入激素調(diào)節(jié)的發(fā)現(xiàn)以及胰島A細(xì)胞、胰島B 細(xì)胞及其分泌的激素等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生討論探究，為概念模型構(gòu)建做好準(zhǔn)備。在模型構(gòu)建時(shí)，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的探究引入問題：胰島素與胰高血糖素是怎樣對(duì)血糖含量進(jìn)行調(diào)節(jié)的？讓學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，并且引導(dǎo)學(xué)生思考吃飯后和運(yùn)動(dòng)時(shí)兩種情況下，胰島細(xì)胞是怎樣調(diào)節(jié)血糖濃度的？通過設(shè)置這樣的問題，讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，構(gòu)建血糖平衡調(diào)節(jié)模型，并且結(jié)合模型構(gòu)建的過程和結(jié)果，繪制出相應(yīng)的模型。教師根據(jù)學(xué)生構(gòu)建的模型，開展模型分析活動(dòng)，對(duì)概念模型進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)，通過多媒體展示模型，借助概念模型，幫助學(xué)生理解激素調(diào)節(jié)的機(jī)制，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效果。

三、利用概念模型，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)體系

在“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”的章節(jié)中，有關(guān)基本概念、基本過程、基本規(guī)律以及基本方法的知識(shí)較多，考試的內(nèi)容較多，因此，作為高中生物教師，在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)和核心概念教學(xué)，需要明確概念的主次、延伸、區(qū)別以及聯(lián)系。在復(fù)習(xí)教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)、零散的概念通過概念模型聯(lián)系起來借助概念模型，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)章節(jié)知識(shí)的聯(lián)系，幫助學(xué)生明確概念關(guān)系，夯實(shí)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)。在“人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”的教學(xué)過程中，教師需要在整體理解教材的基礎(chǔ)上，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，構(gòu)建相應(yīng)的概念模型，完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，引導(dǎo)學(xué)生找到章節(jié)知識(shí)的聯(lián)系。在具體教學(xué)過程中，通過概念模型引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)，根據(jù)邏輯順序梳理知識(shí)點(diǎn)，逐漸構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成自我知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)。在具體的復(fù)習(xí)過程中，教師首先讓學(xué)生復(fù)習(xí)內(nèi)環(huán)境的組成，展示相關(guān)的生物概念，根據(jù)不同的概念，構(gòu)建相應(yīng)的概念模型，并對(duì)概念模型進(jìn)行匯總。在對(duì)概念模型匯總時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)組織學(xué)生對(duì)成分、理化性質(zhì)、調(diào)節(jié)機(jī)制和參與系統(tǒng)作出延伸和補(bǔ)充，每個(gè)小組由一名代表匯報(bào)小組的概念模型，將其補(bǔ)充到構(gòu)建好的概念模型中，各個(gè)小組對(duì)概念模型進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。在這樣的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行整合，結(jié)合穩(wěn)態(tài)、內(nèi)環(huán)境的相關(guān)概念，進(jìn)一步完善概念模型。在復(fù)習(xí)教學(xué)中，通過對(duì)零散的知識(shí)進(jìn)行梳理和整合，找出知識(shí)之間的聯(lián)系和規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，幫助學(xué)生理解和記憶，更加靈活地利用知識(shí)，提高課堂教學(xué)效果。

四、利用概念模型，把握問題解答思路

習(xí)題是高中生物教學(xué)的重要內(nèi)容，不少生物習(xí)題較為復(fù)雜，解題難度也比較大。利用概念模型，可以幫助學(xué)生整理題目信息，排除干擾信息，理清信息之間的關(guān)系。在生物習(xí)題解答中，利用概念模型解題主要有兩種，一是由概念模型重現(xiàn)知識(shí)，另一種是由陳述知識(shí)構(gòu)建概念模型。

習(xí)題：圖1 是人體體液免疫示意圖，下列相關(guān)的敘述正確的是（ ）

圖1

A.具有增殖分化能力的細(xì)胞分別是細(xì)胞②、細(xì)胞③、細(xì)胞④、細(xì)胞⑤

B.在Ⅱ、Ⅲ過程中，都需要細(xì)胞膜糖被的參與，過程Ⅶ通常在靶細(xì)胞內(nèi)發(fā)生

C.當(dāng)機(jī)體再一次受到同種抗原刺激時(shí)，人體主要依靠細(xì)胞⑤的增殖和分化來消滅該抗原

D.細(xì)胞③的增殖和分化，大多數(shù)需要細(xì)胞②產(chǎn)生的淋巴因子和抗原共同作用

此題主要考查學(xué)生對(duì)免疫調(diào)節(jié)知識(shí)的掌握，考查學(xué)生對(duì)體液免疫知識(shí)的理解，鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。此題的正確答案是D 項(xiàng)，由于學(xué)生對(duì)體液免疫調(diào)節(jié)過程和特點(diǎn)掌握不牢固，使得學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)出現(xiàn)問題。因此，教師可以引入概念模型，幫助學(xué)生思考和解題。在教學(xué)過程中，教師可以讓學(xué)生回顧特異性免疫調(diào)節(jié)的核心概念，讓學(xué)生羅列出特異性免疫的主要概念，幫助學(xué)生概念重現(xiàn)。之后，讓學(xué)生根據(jù)列舉的概念，分析其相互關(guān)系，通過分組討論，嘗試構(gòu)建相應(yīng)的概念模型。分組討論后，教師需要對(duì)每個(gè)小組的概念模型進(jìn)行匯總，讓每個(gè)小組匯報(bào)自己小組的概念模型，對(duì)其他小組的概念模型作出評(píng)價(jià)。在完成概念模型構(gòu)建之后，讓學(xué)生利用概念模型，對(duì)生物習(xí)題進(jìn)行分析，并對(duì)自己錯(cuò)誤的原因作出分析和總結(jié)。通過概念模型的應(yīng)用，促進(jìn)生物知識(shí)的遷移，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，進(jìn)一步深化概念模型。在高中生物習(xí)題解答中，引導(dǎo)學(xué)生利用概念模型，篩選題目有效信息，明確習(xí)題解題思路，快速準(zhǔn)確解答問題。

五、結(jié)語

概念模型是幫助學(xué)生理解概念的有效工具之一，借助概念模型開展教學(xué)活動(dòng)，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)。在日常的學(xué)習(xí)和生活中，建模思想有著重要的作用，為了發(fā)揮建模思想的作用，作為高中生物教師，在課堂教學(xué)過程中應(yīng)注重概念模型的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建概念模型，加深對(duì)概念知識(shí)的理解和掌握。同時(shí)，教師需要對(duì)概念要素進(jìn)行分析和說明，引導(dǎo)學(xué)生深入理解相關(guān)知識(shí)。通過這樣的教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生課堂的學(xué)習(xí)效果，構(gòu)建高效課堂，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。