美國(guó)課程專家H.LynnErickon在“概念為本的課程與教學(xué)”一書中指出,核心概念是居于學(xué)科中心,具有超越課堂之外的持久價(jià)值和遷移價(jià)值的概念。費(fèi)得恩(Feden)認(rèn)為,核心概念是學(xué)生將學(xué)科的事實(shí)和現(xiàn)象忘記之后,仍然留在記憶中并能應(yīng)用的概念性知識(shí)。戴維(Davy)則認(rèn)為核心概念構(gòu)成了學(xué)科的骨架,具有遷移應(yīng)用的價(jià)值。
綜上所述,我們認(rèn)為,生物學(xué)核心概念與生物學(xué)事件、生物學(xué)事實(shí)和生物學(xué)現(xiàn)象一樣,同為生物學(xué)知識(shí)。但從教學(xué)角度看,分屬“為什么”(概念性知識(shí))和“是什么”(事實(shí)性知識(shí))兩個(gè)層別。生物學(xué)核心概念是在眾多的生物學(xué)事件、生物學(xué)事實(shí)、生物學(xué)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上歸納、推理出來的結(jié)論,是對(duì)同一類生物學(xué)問題本質(zhì)特征的概括。例如“穩(wěn)態(tài)”這一概念,就是在分析細(xì)胞內(nèi)環(huán)境各種理化因子相互作用現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,概括出“生物體依靠自我調(diào)節(jié)機(jī)制維持內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)”這一穩(wěn)態(tài)本質(zhì),進(jìn)而得出其內(nèi)涵是:機(jī)體在遭受外界因素干擾下,依靠體內(nèi)復(fù)雜的自我調(diào)節(jié)機(jī)制,各個(gè)器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動(dòng),使內(nèi)環(huán)境達(dá)到的一種動(dòng)態(tài)平衡;其外延是:所有的生命系統(tǒng)在不斷變化的環(huán)境條件下,依靠自我調(diào)節(jié)機(jī)制維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。理解“穩(wěn)態(tài)”概念的本質(zhì),有助于學(xué)生理解生命的本質(zhì),從系統(tǒng)的角度來認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系。
與事實(shí)性知識(shí)相比,核心概念具有更高的概括性。人們對(duì)核心概念的理解可以較長(zhǎng)久地保存在記憶中,有助于形成較好的知識(shí)框架,學(xué)習(xí)更多知識(shí)。所以在教學(xué)中要更加重視學(xué)生對(duì)核心概念的理解,而不是對(duì)事實(shí)的記憶。
在教學(xué)中,教師必須注重核心概念的教學(xué)理解。具體而言,就是要以生物學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)為載體,把握生物學(xué)核心概念的要素和內(nèi)涵及其外延,領(lǐng)會(huì)其教育價(jià)值,形成生物學(xué)思維方法。
下面以“穩(wěn)態(tài)”概念為例,探討生物學(xué)核心概念及其教育價(jià)值和教學(xué)理解問題。
二、“穩(wěn)態(tài)”概念及其教育價(jià)值和教學(xué)理解
“穩(wěn)態(tài)”概念不僅包涵了生命系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)保持穩(wěn)態(tài)并適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境變化,通過自動(dòng)調(diào)節(jié)作用在結(jié)構(gòu)與功能上達(dá)到和諧與統(tǒng)一,而且它又以“生命系統(tǒng)”與其他相關(guān)生物學(xué)知識(shí)整合。可以構(gòu)建這樣一個(gè)存在穩(wěn)態(tài)的知識(shí)體系:分子→細(xì)胞→組織→器官→個(gè)體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→一般系統(tǒng),能讓學(xué)生明白其實(shí)生命系統(tǒng)的各個(gè)層次都是存在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象的,在生命系統(tǒng)內(nèi)部和生命系統(tǒng)與環(huán)境之間信息流動(dòng)的過程中,都存在著生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與調(diào)控,甚至是自然界的一般系統(tǒng)在其變化與平衡之中也存在著這樣的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)。從而從不同層次和不同的角度幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到生命的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)平衡性,幫助學(xué)生理解各個(gè)層次的生命系統(tǒng)是如何在不斷變化的環(huán)境中通過自我調(diào)節(jié)機(jī)制維持自身的穩(wěn)態(tài),有助于學(xué)生理解生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài),認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的整體性;有助于學(xué)生形成正確的生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)和人與自然和諧發(fā)展的觀念;同時(shí)在構(gòu)建過程中領(lǐng)悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學(xué)模型等科學(xué)方法,更好地訓(xùn)練學(xué)生將數(shù)學(xué)的公式和方法引入生物學(xué)研究,形成系統(tǒng)的觀點(diǎn),為學(xué)生將來的進(jìn)一步學(xué)習(xí)乃至科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.“穩(wěn)態(tài)”概念的教育價(jià)值分析
(1)豐富對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)
生命系統(tǒng)是開放系統(tǒng),它們與外界環(huán)境之間不斷進(jìn)行著物質(zhì)交流、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞,這就決定了生命系統(tǒng)時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)變化過程中。無論是個(gè)體水平還是群體水平,這種動(dòng)態(tài)變化必須在一定范圍內(nèi)進(jìn)行,否則系統(tǒng)就會(huì)崩潰。也就是說,穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)能夠獨(dú)立存在的必要條件。穩(wěn)態(tài)的維持靠的是生命系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制。關(guān)于這種調(diào)節(jié)機(jī)制,在個(gè)體水平上主要是動(dòng)物體和植物體的生命活動(dòng)的調(diào)節(jié),在群體水平上主要是生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)�？梢�,就理解生命活動(dòng)的本質(zhì)和規(guī)律來說,“穩(wěn)態(tài)”概念具有其他概念不可取代的價(jià)值,有利于豐富學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。
(2)在把握宏觀與微觀的聯(lián)系中拓展視野
上世紀(jì)20年代,奧地利生物學(xué)家、心理學(xué)家貝塔朗菲(LudwigVonBeriatanffy)創(chuàng)立了一般系統(tǒng)論,指出“應(yīng)把生物作為一個(gè)系統(tǒng)來研究”。系統(tǒng)具有“整體性”,就是說,不能把系統(tǒng)割裂成要素孤立地去研究,應(yīng)該注意研究要素及要素間的相互作用與相互影響。系統(tǒng)還具有層次性,即從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上看是分層的。系統(tǒng)的最重要特征是穩(wěn)態(tài)。用一般系統(tǒng)論的觀點(diǎn)來分析生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài),有助于我們?cè)诎盐蘸暧^與微觀的聯(lián)系中從多個(gè)角度認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。
生命是一個(gè)開放的系統(tǒng)。這個(gè)開放的系統(tǒng)在生命活動(dòng)中不斷地與它所處的外部環(huán)境有物質(zhì)、能量和信息的交流,通過信息的傳遞和反饋調(diào)節(jié),這個(gè)系統(tǒng)維持著自身的穩(wěn)態(tài)。這個(gè)系統(tǒng)的層次性表現(xiàn)在多個(gè)方面:細(xì)胞是基本的結(jié)構(gòu)和功能單位,其上有組織、器官、系統(tǒng)、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈。每一層次都可以成為獨(dú)立的生命系統(tǒng),都存在著穩(wěn)態(tài),都發(fā)生著與環(huán)境的交流,都發(fā)生著信息的傳遞和反饋調(diào)節(jié)。同時(shí),這一層次和那一層次之間的關(guān)系又不可忽略。由此,揭示了生命系統(tǒng)中尺度、結(jié)構(gòu)與功能之間有著必然的內(nèi)在聯(lián)系,生命系統(tǒng)在不同尺度下存在著不同層次的結(jié)構(gòu),尺度與結(jié)構(gòu)決定生命系統(tǒng)的功能。這不僅反映了人們認(rèn)識(shí)事物的發(fā)展規(guī)律,也拓展了人們研究事物本質(zhì)的視野。
(3)領(lǐng)悟多種生物科學(xué)研究方法的實(shí)質(zhì)
系統(tǒng)分析包括定性分析和定量分析,中學(xué)生物學(xué)教育一般只能做定性分析。為了使學(xué)生能夠運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法進(jìn)行學(xué)習(xí),在構(gòu)建“穩(wěn)態(tài)”概念過程中要借助于“探討人口增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響”、“闡明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”等內(nèi)容,教會(huì)學(xué)生用系統(tǒng)分析的方法來分析問題。在科學(xué)探究中經(jīng)常使用的兩種邏輯方法——模型方法(建立物理模型和數(shù)學(xué)模型)和數(shù)學(xué)方法(取樣調(diào)查),在建構(gòu)“穩(wěn)態(tài)”概念過程中都有很好的載體(例如:設(shè)計(jì)并制作生態(tài)瓶——物理模型,嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變動(dòng),等等),應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些科學(xué)方法進(jìn)行“穩(wěn)態(tài)”概念的學(xué)習(xí)。
2.“穩(wěn)態(tài)”概念的教學(xué)理解
(1)在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)“穩(wěn)態(tài)概念
將生物的個(gè)體和群體看作不同層次的生命系統(tǒng),它們都在與外界環(huán)境的相互作用中通過信息的傳遞和自身的調(diào)節(jié)來達(dá)到維持穩(wěn)態(tài)的目的。這是構(gòu)建“穩(wěn)態(tài)”概念的關(guān)鍵,也是做好初高中教學(xué)銜接的一個(gè)有效的著力點(diǎn)。
學(xué)生在初中階段初步學(xué)習(xí)過生物與環(huán)境關(guān)系的知識(shí),在這個(gè)基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生用系統(tǒng)分析的方法分析:無論植物、動(dòng)物、人體還是種群、群落乃至生態(tài)系統(tǒng),任何一個(gè)生命系統(tǒng)時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)變化中,通過信息的傳遞,生命系統(tǒng)感受內(nèi)外環(huán)境的變化,通過調(diào)節(jié)做出應(yīng)答性反應(yīng),從而維持自身的穩(wěn)態(tài)。這是構(gòu)建“穩(wěn)態(tài)”概念的主線,有利于學(xué)生把握相關(guān)知識(shí)內(nèi)容之間的本質(zhì)聯(lián)系,有利于學(xué)生建立整體性的認(rèn)識(shí)。
(2)借助各種直觀手段幫助學(xué)生構(gòu)建概念
在教學(xué)中,應(yīng)盡可能通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)物、圖片、照片、錄像片等,豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),將有助于學(xué)生對(duì)“穩(wěn)態(tài)”這一學(xué)科主題的理解和構(gòu)建。
教科書的圖片非常精美,與文字緊密配合,我們得充分利用好這些圖片。比如關(guān)于組織液、血漿和淋巴三者間的內(nèi)在聯(lián)系,教材寫得比較具體,而且配有插圖,可以先讓學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容,同時(shí)參考教科書中的圖,進(jìn)行獨(dú)立思考,在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生理解三者間的關(guān)系。在看圖過程中,首先應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生識(shí)別圖中各種結(jié)構(gòu)和成分,弄清各結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,這是理解組織液、血漿和淋巴內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)。教材提供的插圖只反映人體局部組織中的情況,要說明全身的細(xì)胞外液是一個(gè)有機(jī)的整體,有必要再提供人體循環(huán)系統(tǒng)(包括血液循環(huán)和淋巴循環(huán))的整體圖,有助于學(xué)生建立對(duì)人體細(xì)胞外液的整體認(rèn)識(shí)。
我們也可以選取一些能反映機(jī)體各器官系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動(dòng),以及機(jī)體與外界環(huán)境相適應(yīng)的相關(guān)例子的視頻畫面,運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué),通過視頻畫面,烘托氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但要注意不應(yīng)讓學(xué)生的興趣過多停留在感性的層面上,及時(shí)結(jié)合畫面提出有關(guān)問題,盡快將學(xué)生引入對(duì)問題的理性思考,在這樣的觀察與思考中構(gòu)建“穩(wěn)態(tài)”概念。
(3)在解決實(shí)際問題中幫助學(xué)生構(gòu)建概念
個(gè)體和群體水平的穩(wěn)態(tài),都與人們的日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐有著密切的關(guān)系。比如,人體的許多疾病都是穩(wěn)態(tài)失調(diào)的結(jié)果,每一個(gè)人的健康都與內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)有關(guān),幾乎所有人都親歷過諸如發(fā)燒等穩(wěn)態(tài)失調(diào)引起的疾病;諸多環(huán)境問題又是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)失調(diào)的結(jié)果。教師應(yīng)當(dāng)充分利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),啟發(fā)學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來。
比如教師可以從學(xué)生身邊的一張化驗(yàn)單入手,引導(dǎo)學(xué)生分析化驗(yàn)單上為什么每種成分都有一個(gè)變化范圍,從而初步認(rèn)識(shí)內(nèi)環(huán)境的各種成分是動(dòng)態(tài)變化的;又比如教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考生物圈2號(hào)失敗的原因,讓學(xué)生領(lǐng)悟到自然界中生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性,穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于生物的生存至關(guān)重要。
教師還可以聯(lián)系有關(guān)沙塵暴的事實(shí),讓學(xué)生討論沙塵暴發(fā)生的原因;聯(lián)系密云水庫(kù)合理捕撈量的確定問題,引導(dǎo)學(xué)生討論種群數(shù)量的變化規(guī)律……事實(shí)上,現(xiàn)實(shí)生活中遇到的各種相關(guān)問題,報(bào)紙、雜志、廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)等媒體上關(guān)于穩(wěn)態(tài)的自然科學(xué)問題和社會(huì)科學(xué)問題等的報(bào)道都將成為學(xué)生構(gòu)建“穩(wěn)態(tài)”概念很好的切入點(diǎn)。
我們不必拘泥于教材中的實(shí)例,可以通過一些標(biāo)志性的問題或?qū)嵗寣W(xué)生打開思維的閘門,列舉出更多的實(shí)例進(jìn)行分析,這樣教學(xué)效果會(huì)更好。
(4)在豐富多彩的活動(dòng)中促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建概念
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,知識(shí)不可能以實(shí)體的形式存在于個(gè)體之外,真正的理解只能是由學(xué)習(xí)者自身基于自己的經(jīng)驗(yàn)背景而建構(gòu)起來的,這取決于特定情況下的學(xué)習(xí)活動(dòng)過程。就以“穩(wěn)態(tài)”這一概念來說,就涉及內(nèi)環(huán)境,而內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分、理化性質(zhì)等都很抽象,其動(dòng)態(tài)變化更令學(xué)生難以捉摸。
我們可以通過設(shè)計(jì)模型建構(gòu)、探究與實(shí)驗(yàn)、社會(huì)調(diào)查、野外實(shí)地考察(調(diào)查)、搜集資料、資料分析、思考與討論等活動(dòng),通過這些多樣的學(xué)習(xí)活動(dòng),豐富學(xué)生對(duì)穩(wěn)態(tài)的感性認(rèn)識(shí),促進(jìn)穩(wěn)態(tài)概念的全面構(gòu)建。
比如,我們可以引導(dǎo)學(xué)生討論“化驗(yàn)單都告訴了我們些什么”,討論“為什么醫(yī)院里給病人輸液時(shí)必須使用生理鹽水”等問題;結(jié)合2019年奧運(yùn)會(huì),討論“為什么奧運(yùn)會(huì)上要禁止使用興奮劑——激素類藥物應(yīng)用的利與弊”,討論“有氧運(yùn)動(dòng)與減肥”等問題;我們還可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候引導(dǎo)學(xué)生展開關(guān)于“糧食重要還是鳥類重要(北大荒墾荒問題)”的大討論,展開為什么要“退耕還林、還草、還湖”、“食人魚能不能成為我們的新寵物”的討論等等,在這樣的思考與討論、資料分析等活動(dòng)中落實(shí)“穩(wěn)態(tài)”概念的構(gòu)建。
建立數(shù)學(xué)模型是生態(tài)學(xué)研究的重要方法。在要求學(xué)生“嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化”這一活動(dòng)中,不僅能讓學(xué)生了解建立數(shù)學(xué)模型的方法,也能讓學(xué)生在模型的建構(gòu)過程中體會(huì)群體生態(tài)學(xué)中的這種動(dòng)態(tài)變化的調(diào)節(jié)機(jī)制,為群體生態(tài)中的穩(wěn)態(tài)構(gòu)建奠定基礎(chǔ),還可以幫助學(xué)生理解建立模型的一般步驟,領(lǐng)悟并嘗試應(yīng)用這種方法。建立數(shù)學(xué)模型的方法對(duì)高中學(xué)生來說是有一定難度的,教學(xué)中應(yīng)當(dāng)使學(xué)生認(rèn)同運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型能夠較好地表達(dá)某些生物學(xué)規(guī)律。一定要避免從數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué),為計(jì)算而計(jì)算的教學(xué),比如“種群基因頻率的穩(wěn)定與變化”的教學(xué)中一定得注意,數(shù)學(xué)計(jì)算的目的是構(gòu)建“穩(wěn)態(tài)”概念,幫助學(xué)生理解運(yùn)用這一概念。
值得注意的是一些關(guān)鍵性事件對(duì)概念的構(gòu)建至關(guān)重要。例如組織學(xué)生調(diào)查“人口增長(zhǎng)過快給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來的影響”,從揭示人口增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來的影響,分析因果間的邏輯關(guān)系,盡可能探求表面上未直接關(guān)聯(lián)的事物之間存在著的關(guān)系,例如,人口增長(zhǎng)與農(nóng)藥使用之間的關(guān)系,并且根據(jù)實(shí)際情況,充分拓展思維,提出解決問題的方案或?qū)Σ?可以組織學(xué)生到野外進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,感受生物多樣性的價(jià)值,同時(shí)讓學(xué)生通過實(shí)地調(diào)查來體會(huì)和運(yùn)用樣方法等等。教師應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生親自調(diào)查或廣泛搜集資料,再通過課堂討論,加深對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)相互關(guān)系的認(rèn)識(shí),提高參與社會(huì)事務(wù)的討論和公眾決策的能力。
生物學(xué)核心概念的教學(xué)理解的要義是:圍繞生物核心概念,以生物學(xué)現(xiàn)象和生物學(xué)事實(shí)為載體,把握核心概念的要素和內(nèi)涵及其外延,領(lǐng)會(huì)其教育價(jià)值,形成生物學(xué)思維方法。
理解生物學(xué)科、理解學(xué)生心理和理解教學(xué)規(guī)律是搞好生物教學(xué)的三大基石。其中,理解生物學(xué)科應(yīng)當(dāng)是首要的。
另外,減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān),關(guān)鍵是要把課教得本質(zhì)、精確、簡(jiǎn)明扼要、平易近人,這也與教師的生物學(xué)核心概念理解水平緊密相關(guān)。這就要求教師能透過眾多的生物學(xué)事實(shí)聚焦核心概念,精選生物學(xué)事實(shí),揭示生物學(xué)核心概念的內(nèi)涵。只有這樣才能引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)到更本質(zhì)的、有利于終身發(fā)展的生物學(xué)素養(yǎng)
本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/1334674.html
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