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第1篇

概念是中小學理科各學科新課程內容的重要組成部分，學生概念的形成與理解將直接影響后續學習的效果。在新課程背景下如何開展概念的教與學，如何發揮概念在學生認知發展、觀念建構方面的教學價值，如何通過概念學習培養學生分析問題和解決問題的能力，如何在概念學習中提升學生的科學素養，等等，已經成為中小學理科教師必須研究解決的基本理論問題和實踐問題。

北京教育學院“科學教育重點學科建設”工作以“理科各學科知識結構與教學實踐研究”為學科建設方向，重點研究了理科各學科的概念體系及其教學實踐，本期《課程與教學》欄目選取他們的部分研究成果，供廣大教師借鑒和學習。

遺傳與變異是生物體的最本質特征，也是生物進化的基礎。[1]因此，對于遺傳與變異的學習，在理解生命現象、提高生物科學素養方面起到了基礎性的作用。在小學階段，學生通過辨認常見生物、培養植物、飼養動物、討論克隆技術等活動，已經對生物多樣性、生殖與發育等生物學問題有了直觀的了解，進而對遺傳與變異的概念也有了感性的認識。在此基礎之上，初中生物學新課標主要以遺傳信息的物質基礎與傳遞表達方式為切入點，要求教師在教授遺傳與變異相關知識時，促使學生建立如下三個重要概念：

第一，生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給后代。一些進行無性生殖，后代的遺傳信息來自同一親本；一些進行有性生殖，后代的遺傳信息可來自不同的親本。

第二，DNA是主要的遺傳物質。基因是包含遺傳信息的DN段，它們位于細胞的染色體上。

第三，遺傳性狀是由基因控制的，基因的遺傳信息是可以改變的。

筆者認為，這三個要求，涵蓋了經典遺傳與分子遺傳的主要內容，有利于學生建構遺傳與變異的概念體系，從而為高中以至更長遠的學習活動打下堅實的基礎。教師應該善于運用各種方法落實上述要求，促進重要概念的內化，提高教學的有效性。

同時，我們應該看到，課標對于遺傳與變異重要概念的要求，大體上是按照“從高到低”的順序排列的：首先談到的是遺傳信息的傳遞與表達方式，然后是遺傳信息的物質基礎，最后是遺傳信息的基本定義。為了便于理解，我們將按照相反的順序對課標要求進行逐一的解讀，找出其內部聯系，為更好地落實重要概念教學提出可行性的建議。

一、關于“基因”的定義

新課標中明確要求教師幫助學生建立“遺傳性狀是由基因控制的”“基因是包含遺傳信息的DN段”等重要概念，這就要求教師明確“基因”的定義。但是，迄今為止，“基因”的準確定義尚存在爭議。特別是隨著分子生物學的發展，人們又發現了移動基因、斷裂基因、假基因、重復基因、重疊基因及一系列的調控序列，使基因的定義更加復雜化。無論是課標還是教材，初中教學當中已經出現了“基因”一詞，這對教學而言是一種挑戰。很顯然，對于沒有接觸染色體精細結構、尚未學習中心法則的初中學生而言，還不能準確地從物質基礎這個層面了解基因的性質與功能，從而不能理解遺傳與變異的特征與目的。

筆者建議，對于遺傳信息的物質基礎，在初中階段應予以淡化。顯然，上述關于基因的復雜的定義，屬于生物學事實的范疇。初中階段的重點應該是從概念層面解釋“基因”的本質。其實，從分離與自由組合定律（孟德爾）到連鎖與交換定律（摩爾根），人們已經明確了兩個問題：其一，生物體內存在著控制各個性狀的、按照一定規律進行相互作用的遺傳因子；其二，這些遺傳因子在體內呈有規律的線性排列。雖然一直到摩爾根創立遺傳染色體學說時，人們仍然不能從分子水平上揭示基因的結構與功能，但是對于上述兩個問題的認識，足以從邏輯層面給出“基因”的定義：存在于細胞特定位置上的、按照某種數學規律進行相互作用從而控制性狀的“基本因子”。這個關于“基因”的定義，可以作為一般概念呈現給初中學生；進而通過基因與性狀關系的例子，就能夠總結出“遺傳性狀是由基因控制的”這一重要概念。對于初中生物學教學來說，這是最重要的。因為，這種概念化的、抽象的知識，能夠鍛煉學生透過現象探究事物本質的思維能力，有利于學生抽象思維的發展，從而有利于學生創新能力的提高。

我們不難發現，上述關于“基因”的定義，對于科學教育也是有重要意義的。很大程度上是因為它描述了所有科學門類的共同特征：基本因素的界定、分類和相互作用分析。如經典物理中的“質點”、化學中的“分子”、普通生物學中的“細胞”等等，都是各個學科中的“基本因素”。只有準確定義了“基本因素”，才能在此基礎之上進行演繹、歸納，使本學科具有了數理傳統。反之，若未準確定義“基本因素”，則難于進行邏輯層面的分析，整個學科偏向于博物學傳統。兩種傳統不僅影響了各個學科的特質，還影響了學生對于不同學科學習與復習的策略。從初中到高中，“遺傳與變異”內容有了“基因”的定義，使得本段教學內容更加凸顯理科特征，這是教師在教學中要注意的。

二、關于遺傳信息的傳遞與表達

從新課標的要求來看，遺傳信息的傳遞與表達是“遺傳與變異”教學的重點，從分子基礎（遺傳信息的調控與改變）到細胞行為（無性生殖和有性生殖）都作了要求，這就要求教師在備課時關注以下三個方面的問題。

1.遺傳信息流動

遺傳現象大體上可以分為細胞核遺傳和細胞質遺傳，且目前可認為前者是“主流”，而后者是“支流”。顯然，“支流”不會是中學教學的重點。但是，應該在講解基因的細胞定位和遺傳信息的流動時，適當提及細胞質遺傳的概念以及對生物體性狀的影響，使學生能夠全面地了解遺傳信息流動的過程，知道除細胞核外，細胞質對性狀也有一定的控制作用，從而在概念層面理解細胞質功能的復雜性。另一方面，“主流”和“支流”的共性，是遺傳信息的傳遞和表達，在本質上，都體現了“生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給后代”這一重要概念。教師可以先列舉常見的遺傳現象（即生物學事實），如“種瓜得瓜，種豆得豆”等，幫助學生建構重要概念，以便于學生順利地遷移應用和學習。

2.人類性別基因

在初學遺傳與變異時，初中學生往往不能準確把握基因與性狀的關系，不能準確把握基因、DNA與染色體的位置關系，從而認識不到人類的性別決定機制。學生能夠通過各種渠道了解人類X和Y染色體，進而簡單地認為性別不同的根本原因是X和Y染色體的形態不同。對于這個問題，除要適當地介紹遺傳信息的物質基礎外，還應該為學生建立這樣一個認識：人類的性別，其實就是一種特殊的“相對性狀”。例如，在人教版教材中就提到“近年來，科學家發現Y染色體上還有3個基因，決定的產生和成熟。最近，科學家又陸續發現了X染色體上與女性性別有關的基因”。在此處，教師就應該提示學生：基因與性狀的關系，同樣可以用來解釋人類的性別決定。只不過性別決定的過程是多個基因控制著多個性狀，從而塑造了不同性別。如果課時允許，教師還可以就此介紹一些由于染色體變異而導致的性別異常的現象，讓學生認識到，從某種意義上講，性別并不是嚴格區分為“雌”“雄”兩種形式，而是存在“過渡”狀態的。這對學生從系統的角度認識生物的復雜性，進而認識生物本質是有很大幫助的。

“人類性別基因”一節是初中生物學教學的重點和難點。而從內容上看，本節內容是課標所述三個重要概念的應用，即從人類性別決定的角度闡明了遺傳的本質。因此，教師必須在講授本節課之前，就完成三個重要概念的建構，從而指導學生把握遺傳本質，進行下位學習。

三、關于“變異”的概念教學

“變異”作為初中生物學教學的難點，有兩個問題是要深入思考的。

1.可遺傳變異和不可遺傳變異

初中課標要求學生知道變異主要分為兩類：可遺傳的變異和不可遺傳的變異。可遺傳的變異是由遺傳物質的變化引起的變異；不可遺傳的變異是由環境引起的，遺傳物質沒有發生變化。顯然，某一變異是否可遺傳，關鍵是看遺傳物質是否發生變化，而不是影響生物體的因素。由于學生初次學習基因與環境的關系，故需要用恰當的實例來幫助學生建構可遺傳變異和不可遺傳變異的概念。如同樣是“無籽”農作物，“無籽西瓜”的“無籽”性狀就是可遺傳的，而“無籽番茄”的“無籽”性狀是不可遺傳的。通過這樣的實例，學生就會認識到，一種變異是否可遺傳，取決于遺傳物質是否發生了改變，從而緊扣重要概念的教學。

2.可遺傳變異的來源

可遺傳變異的來源主要有3個：基因重組、基因突變和染色體變異。要認識可遺傳變異的來源，必須對遺傳信息的細胞定位及流動方式有比較清晰的認識，故對于初中學生而言，是一個難于理解的知識點，教師可用一系列實例加以說明。例如，農牧業中傳統的育種技術，實質上就是基因（染色體）重組；無籽西瓜、八倍體小麥屬于染色體變異（數目的變異）；而鐮刀型貧血癥（在各版初中生物學教材中均有介紹）則屬于基因突變。通過一系列的實例介紹，學生能夠形成這樣一個概念：突變的來源是多方面的，基因與性狀之間的關系是復雜的。這與前面關于“表遺傳學”的概念不謀而合，說明基因本身及其轉錄、表達調控，共同影響了性狀的產生。通過展示這些生物學事實，學生就更加清楚“DNA是主要的遺傳物質”“基因是包含遺傳信息的DN段，它們位于細胞的染色體上”以及“遺傳性狀是由基因控制的，基因的遺傳信息是可以改變的”等重要概念，從而更加深入地理解遺傳與變異對于生物進化的重要意義。

重要概念是基于學科事實的、對學生總體把握知識體系、進行后續學習的思維框架，對于學生理解學科本質、提高學科素養具有重要作用。[2]新課標明確指出：“生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學、技術與社會的相互關系，理解科學的本質以及形成科學的態度和價值觀?！笨梢姡^生物學的“重要概念”，就是基于生物學科具體知識的、代表本學科基本觀念與思想的知識。只有從重要概念的高度審視生物學科教學，才能清楚什么是對學生終身發展和終身學習有用的知識，才不會使自己的教學拘泥于一個個具體的生物學科事實中，才能擺脫死記硬背的學習方式，進而對生物學科本質問題進行思考，凸顯生物學科的理科特質。

參考文獻

[1]吳慶余.基礎生命科學(第2版)[M].北京：高等教育出版社，2006.

第2篇

關鍵詞：解釋性方法 重要概念 生物學教學

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《標準（2011年版）》）在修訂過程別強調要“凸顯生物學重要概念的傳遞”，這就需要教師對生物學重要概念的教學有更加深入的理解和認識。下面介紹一種“解釋性方法”去理解和認識生物學重要概念的教學。

1.解釋性方法——重要概念教學的工具

1.1解釋性方法

解釋性方法是指一些以人的內心活動、精神世界以及作為人的精神世界的客觀表達的文化傳統及其辯證關系為研究對象的一種研究方法。解釋性研究方法目前主要用于人文社會科學的研究，強調從“理解”意義的角度區別于自然科學的因果說明的研究。它不是追求自然科學模式的科學化目標，也不是強調以實驗的客觀性為研究的方法，而是強調人文社會科學的特點及人的精神與文化的特殊性，通過探尋某種規律來體驗與理解人的生命，進而在解釋其意義的基礎上重構人的生活世界。

解釋性方法起源于哲學，是經歷了胡塞爾的現象學等的影響，逐漸成為對一些研究領域有借鑒意義的一種方法。解釋性方法主要是體會“理解”，它不是進行因果說明，而是把自己移入到另一個異在的生活經驗之內，以“我”作為一個生命存在，重構地理解另一個對象化的生命，在體驗中把握意義。而體驗是“對陌生的生命表現和他人的理解建立在對自己的體驗和理解之上，建立在此兩者的相互作用之中”。體驗不僅是對自己生命和生活的體驗，而且是通過這種體驗達到對理解他者生命與生活的重構。

在施萊爾馬赫看來，一切個性都是普遍生命的表現，每一個人都在自身內與其他人有某種聯系，因此理解可能通過心理解釋來達到。狄爾泰把這種由外在感官所給予的符號去認識內在思想的過程稱之為理解。海德格爾認為現象學是讓人從顯現的東西本身所顯現的那樣來看它。伽達默爾提出“理解何以可能”的問題，認為理解是普遍性的，理解的經驗乃是“先于現代科學并使之得以可能的東西”。理解不是重建而是調解，把理解定義為一種“視域融合”，為發生在一切意義轉換中的進程提供了一個更為真實的圖像。

“何種答案回答何種問題依事實而定”，這句話其實就是解釋學能夠被應用于教學中的一個原因，引中出一個必然，每一個想學習一門科學的人都必須學會掌握它的方法論。

2.解釋性方法在生物學重要概念教學中的實際意義

2.1生物學重要概念

重要概念是對課程內容中重要指示內容的提煉。生物學重要概念是在眾多的生物學事件、生物學事實、生物學現象的基礎上進行歸納、推理得出的結論，是對同一類生物學問題本質特征的概括。《標準（2011年版）》提出的50個生物學重要概念是以概念內涵或命題的方式具體描述，采用完整陳述句的形式來表述課堂教學中期望學生掌握的概念。

2.2解釋性方法在生物學重要概念教學中應用的范例

解釋性方法在生物學重要概念教學中應用的前提，是一定要明確重要概念的內涵、外延和作用。例如：

名稱：生態系統。

定義：一定空間范圍內生物與環境所形成的統一整體叫做生態系統。

內涵：生物與環境所形成的統一整體。

外延：一片森林，一條河流等。

重要概念：對生命基本現象、規律、理論等的理解和解釋。

作用：傳達給學生如下的信息，任何生境中都有多種多樣的生物，每種生物都離不開它們的生活環境，同時，又能適應、影響和改變環境。生物與環境保持著十分密切的關系，并形成多種多樣的生態系統，生物圈是最大的生態系統。

具體范例一：生物與環境。

生物的存在離不開環境，環境的生成同樣離不開生物。生物與環境之間存在著普遍的聯系和多種多樣的相互作用。二者之間相互依賴，相互影響。

（1）生物與環境相互依賴、相互影響。

（2）一個生態系統包括一定區域內所有的植物、動物、微生物以及非生物環境。

（3）對生命基本現象、規律和理論等的理解和解釋。

在準備教學時，教師先羅列本節重要概念，圍繞重要概念，設計這節的教學活動。例如，“生態系統”，重要概念是“生態系統——生物與環境構成的統一整體”。教師怎么幫助學生構建這個概念？先提供事實，先讓學生去感知事實性材料，帶學生到農田里，或者到池塘邊走走看看。若是條件不允許，給學生提供圖片、文字資料、以展示生態系統，反映生態和環境密不可分的關系。教師要先了解該重要概念的內涵、外延和作用等，再充分了解學生的學前狀態、學生對于該部分內容的內心反映、其精神活動以及他們認為異在的東西。教師在解釋這個概念時，可讓學生進入另一個異在的生活中，假設讓學生在一定時間內離開空氣、離開水等，讓學生進行自我體驗，思考生物的存在離不開環境的原因。如果反過來說，環境的存在離開了生物，又將會是怎樣的？教師要讓學生通過體驗去“理解”，不要正面進行因果解釋，最終通過這種學生自我體驗達到對理解他者生命與生活的重構。

具體范例二：生物圈中的人。

生物圈中另一重要生物就是人，其實學習了各種生物，尤其綠色植物，無非就是想逐漸理解人體的基本生命結構。人體的組織、器官和系統的正常工作使得人可以生存。人體的幾大系統的基本結構和機理以及相互關系則是中學生要掌握的基本知識。

（1）人體的組織、器官和系統的正常工作為細胞提供了相對穩定的生存條件，包括營養、氧氣等以及排除廢物。

（2）消化系統包括口腔、食道、胃、小腸、肝、胰、大腸和，其主要功能是從食物中獲取營養物質，以備運輸到身體的所有細胞中。

（3）呼吸系統包括呼吸道和肺，其功能是從大氣中攝取代謝所需要的氧氣，排除代謝所產生的二氧化碳。

教師在介紹這一重要概念時，先分析學生的心理活動和精神世界的狀態、學生客觀表達對“人”的理解的方式。教師應從學生角度理解：由外在感官所給予的符號而去認識內在思想的這樣一個過程，讓學生最終達到“理解”的水平。以重要概念的建構為目的或方向，教師從學生思維發展和其慣用的學習方法兩個角度考慮學習活動的設計，在情境、素材或者開展的活動中體現出重要概念，并且將其轉化為學生容易理解和接受的內容。

第3篇

1 課標對概念教學的要求

《義務教育生物學課程標準（2011）》指出：“生物學的重要概念處于學科中心位置，包括了對生命基本現象、規律、理論等理解和解釋，對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用”。

重要概念是學科的主干知識，重要概念的學習對學生有重要的影響。首先，重要概念的學習會對學生以后知識學習起到一個支撐作用；其次，學生在解決問題的過程中，更多地需要用到對重要概念和原理的理解、在理解的基礎上的應用，而不是靠記住一兩件孤立和零散的事實；再次，如果學生依靠頭腦中重要概念構建起知識框架，那么這個知識框架可以較長時間留在學生的頭腦中，學生能更好地把一些事實性知識有條理地存儲在這個知識框架中，這樣他的知識就不是零散和孤立的，而是邏輯有序編排的。

2 記憶模型的特點

教學中，無論是提供事實為概念形成支撐，還是分析、討論讓學生理解概念，最終的目的，是讓學生將以重要概念為核心的概念體系存儲到頭腦中，是要學生內化、記住概念，只有有了概念的記憶，才談得上概念的應用以及學生科學素養的提高。

美國弗吉利亞大學心理學教授丹尼爾.T.威林厄姆提出了一個人腦在思考記憶時的工作模型（圖1）。

圖1的左邊是周邊環境，有很多可看可聽的事情、待解決的問題等，右邊是科學家們稱為工作記憶的大腦組成，現在可以暫時把它等價于意識，它保存在思考的事情。從環境指向工作記憶的箭頭表示工作記憶是大腦中讓你意識到周圍有什么的場所。長期記憶是一個儲存你關于世界的事實性知識的巨大倉庫，長期記憶中的所有信息存在于意識之外，在使用之前它都靜靜地待在那里，進入工作記憶時它才浮現在意識中。

丹尼爾.T.威林厄姆記憶模型揭示的學習規律是：要想學到知識，它必須在工作記憶中稍作停留。你思考什么，你就會記住什么。記憶是思考的殘留物。

3 記憶模型對重要概念教學的啟示

概念教學的最終目的是要使概念進入長期記憶，也就是讓學生記住概念。從模型中可以看出，對學生來說，教師講授的知識和其他小鳥叫聲、汽車的轟鳴聲一樣，都是一種環境信息，問題是教師如何讓學生專注你的講授、如何讓學生進行有效思考（進入工作記憶）、如何才能讓學生掌握概念、內化概念（進入長期記憶）？

3.1 從學生思考的角度精心設計教案

根據記憶模型，學生能記住他所思考的。可是教師和學生看待同一事物的角度是不同的，教師能獲取知識在看教材內容時是俯視，學生受生活經驗和知識儲備的局限，學習知識是仰視，所以同一內容難易程度的感受是不同的。教師認為簡單的內容，學生不一定覺得簡單。教師必須知道在所學的內容上，“學生是如何思考的？”“他們在哪個層次上？”“他們會遇到了什么困難？”……

教師在設計教案時，應該站在學生的角度，用“學生的眼光”去看待問題，用“學生的大腦”去思考問題，要了解學生現有的知識經驗，能力水平，學習態度和興趣特點，設計出更加適合孩子的方法和形式，尋找更加有效的方法幫助學生們跨過障礙。

例如，在進行“土壤里的微生物”一節教學時，從筆者所做的學情調查情況看，學生對動物植物比較好理解接受，而對看不見摸不著的病毒、細菌等很難理解。而學生對蘑菇、香菇、雞腿菇等個體較大的也是微生物更是費解：為什么稱之為真菌？什么是孢子？孢子是如何繁殖的？……都很陌生。教學時，筆者從經典的巴斯德鵝頸瓶實驗現象分析、用手印菌落培養視頻，讓學生感知細菌就生活在周圍的環境中。通過顯微鏡觀察、數據分析，讓學生感知其大??；通過生活中的酸奶、泡菜、醋等食品的生產，讓學生感知，有的細菌對人類有害，有的細菌對人類有益。通過細菌、酵母菌、蘑菇顯微結構的比較，讓學生體會酵母菌、蘑菇等真菌“真”在何處。通過蘑菇孢子散發、萌發的高清視頻、學生動手制作孢子印等措施，讓學生理解孢子為何物，如何繁殖。通過解剖蘑菇、香菇等大型真菌，知道大型真菌和霉菌、放線菌一樣，也是由許許多多的菌絲集合而成的，是微生物中的“大塊頭”而已。

教師站在學生思考問題的角度來設計教案，教學就會有的放矢，就有利于學生接受、理解概念。

3.2 讓學生參與建構概念的過程

生物學概念是從生物學現象、事實的研究中抽象概括而來，以共性、原則、原理和規律等狀態呈現出來，對學生而言，有一定的難度。理解和形成科學概念的過程，需要學生像科學家那樣，積極主動地參與搜集大量信息，進行關鍵性的實驗探究，總結歸納，去粗取精，去偽存真，用多種方法進行驗證。因此，在概念教學中，教師要讓學生參與即將建立的生物學概念所需生物學現象、生物學事實的搜集、整理、描述和交流；要重視讓學生參與探究、實驗等生物科學實踐活動，只有實驗探究等實踐活動，才能學使生的認識提高到新的水平。

例如，“綠色植物光合作用”一節教學中，光合作用的主要的原料、產物、條件、場所，如果不讓學生親自探究驗證，初中學生是很難理解光合作用的內涵的。

教學中，綠色植物在光下產生有機物（淀粉），是薩克斯的經典實驗，經過“暗處理照光酒精脫色漂洗染色觀察分析”后，實驗現象清楚，學生不難得出結論。在本實驗進行的同時，教師可以設立另兩組對照：① 割斷葉脈形成基部有水、割斷部位至葉尖無水的對照組；② 選取兩片大小相同的葉片，兩個大小相同的透明塑料袋（不漏氣），然后在一個塑料袋底部放7～8粒堿石灰顆粒（用小塊紗布包上），套在一片葉片上，在葉柄部位扎緊袋口密封；在另一個塑料袋內不放堿石灰，套在另一葉片上，在葉柄部位扎緊袋口密封。這樣形成了一葉片有二氧化碳、另一葉片沒有二氧化碳的對照組。

選用銀邊天竺葵（也可以用銀邊吊蘭）做實驗材料，進行光合作用實驗，就可以探究葉綠體是光合作用場所。選用金魚藻做實驗材料，用氧氣助燃的性質，可以驗證出光合作用放出氧氣。

實驗結束后，教師稍加以引導，可以輕松歸納出光合作用概念：“綠色植物利用太陽能（光能），把二氧化碳和水合成儲存能量的有機物，同時釋放出氧氣。”