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        高中生物教學(xué)中的概念演變及應(yīng)對策略例談

        2012-04-29 00:00:00張玉明
        中國教師 2012年16期

        中學(xué)生物學(xué)中有一些概念,會在教與學(xué)的進程中逐漸發(fā)生變化,即所謂的概念演變。有的概念會隨著科學(xué)的發(fā)展而變,有的是隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的加深而變,有的則隨著一道高考題的出現(xiàn)而變。概念演變在中學(xué)生物教學(xué)中很普遍,卻讓學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生困惑,也給教師教學(xué)工作帶來困難。下面來談?wù)動嘘P(guān)中學(xué)生物教學(xué)中的概念演變。

        一、概念演變的類型

        1. 因科學(xué)發(fā)展而導(dǎo)致概念演變

        當(dāng)科學(xué)研究有了新發(fā)現(xiàn)、新成果,就需要對原先的概念進行補充、更正和拓展,從而產(chǎn)生了新舊概念的演變,使原有的概念更準(zhǔn)確、更完善。這種概念的演變往往需要通過教材的編寫者修改教材來實現(xiàn)。對于從未接觸過舊概念的學(xué)生來說,影響是比較小的,而對于已經(jīng)學(xué)習(xí)過舊概念現(xiàn)在又改學(xué)新概念的學(xué)生來說,影響就比較大;同樣,對老師的影響也比較大。下面舉三例說明。

        (1)酶概念的演變

        2000年之前的高中生物教材(人教版)給酶下的定義是:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)。2003年之后則改成:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物。這是因為20世紀(jì)80年代,美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)了少數(shù)RNA也具有生物催化作用,從而修正了酶的概念。中學(xué)教材的編寫者將此成果引入中學(xué)生物教材,從而使中學(xué)生物教材中酶的概念發(fā)生了演變。

        (2)基因突變有害性概念的演變

        2001年人教版生物教材在講述基因突變的特點時寫道:“大多數(shù)基因突變對生物體是有害的,少數(shù)基因突變是有利的?!?007年人教版新課標(biāo)教材已經(jīng)刪除了這個特點,改成“基因突變可能破壞生物體與環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系,而對生物有害,但有些突變也可能使生物產(chǎn)生新的性狀,適應(yīng)改變的環(huán)境,獲得新的生存空間。還有些基因突變既無害也無益”。此概念演變的主要原因有三點:一是基因突變的有利還是有害是相對的,環(huán)境條件不同,性質(zhì)也就不同。二是日本學(xué)者木村資生1968年提出的“中性突變”進化理論。該理論認(rèn)為,DNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的,對生物的生存既無利也無害。三是由于密碼子的簡并性,堿基對改變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)中,堿基對改變發(fā)生在基因的內(nèi)含子中等諸多原因,使得基因是突變了,但生物的性狀依舊不變,也說明了基因突變大都是無利無害的。因此從2007年后,人教版高中生物教材就不再提“基因突變大多數(shù)是有害的”這一觀點了。

        (3)植物向光性概念的演變

        2000年以前出版的人教版高中生物教材認(rèn)為,植物向光性是單側(cè)光引起生長素分布不均勻造成的。2001年人教版教材則在“小資料”中,向師生介紹了向光性研究的新進展,其中寫道:“1980年以來,有的科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn),向光性的產(chǎn)生不僅與生長素分布不均勻有關(guān),還與向光一側(cè)的生長抑制物多于背光一側(cè)有關(guān)?!?005年出版的人教版新課標(biāo)教材則有如下敘述:“他們用向日葵、蘿卜等作實驗材料進行實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),實驗材料因單側(cè)光照射而彎曲生長時,向光一側(cè)和背光一側(cè)的生長素含量基本相同,而向光面的生長抑制物質(zhì)卻多于背光一側(cè)。”從中可以看出向光性概念的漸變過程。

        2. 因?qū)W習(xí)內(nèi)容加深而導(dǎo)致概念演變

        屬于這一類演變的概念比較多,對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的影響也比較大。教師在傳授某個新概念時,為了避免節(jié)外生枝,往往會忽略一些與新概念有沖突的特例或例外,有意識地縮小某些概念的外延,從而達到加深印象、強化重點的教學(xué)目的。但帶來的負(fù)面效應(yīng)就是將來遇到這些特例或例外時,又要重新加以糾正。最典型的例子就是下面的第一個例子,即“精子中有無等位基因”的問題。

        (1)精子中也有等位基因的概念演變

        老師在講授減數(shù)分裂和基因的分離定律時,都會反復(fù)強調(diào)同源染色體和等位基因一定要分離,言下之意就是說,生殖細(xì)胞中肯定是沒有等位基因的,精子中也是沒有等位基因的。這是學(xué)生在初學(xué)減數(shù)分裂和基因的分離定律后形成的概念。但是當(dāng)學(xué)習(xí)到多倍體的概念后,這個概念就要發(fā)生演變,生殖細(xì)胞中可能也有同源染色體和等位基因,精子中可能也有等位基因。

        (2)減數(shù)第二次分裂圖的概念演變

        與“精子中也有等位基因的概念演變”一樣,在剛學(xué)完減數(shù)分裂后,有一些不存在同源染色體的細(xì)胞分裂圖,可以百分百肯定是減數(shù)第二次分裂時期的,但當(dāng)學(xué)過單倍體知識后,這些圖也可以算做有絲分裂圖了。如下列圖1是經(jīng)典的減二中期圖,圖2是經(jīng)典的減二后期圖,但在學(xué)習(xí)過單倍體后,它也可以理解成有絲分裂中、后期圖。

        (3)減數(shù)分裂的時間、場所、過程等概念演變

        在初學(xué)卵細(xì)胞的減數(shù)分裂過程時,師生一般都認(rèn)為,卵細(xì)胞的形成應(yīng)該開始于動物的發(fā)情期,場所就在卵巢,最終在卵巢中產(chǎn)生卵細(xì)胞,而且整個過程應(yīng)該是連續(xù)的、不間斷的。而事實并不完全如此。在學(xué)習(xí)了人教版新課標(biāo)教材選修三后,原有概念發(fā)生了徹底的變化。卵細(xì)胞形成的開始時間應(yīng)是雌性個體的胎兒期,也就是說在雌性個體還是胎兒的時候,它的卵巢中的卵原細(xì)胞就開始染色體復(fù)制,成為初級卵母細(xì)胞,而后停止。等到發(fā)情時,繼續(xù)進行分裂完成減數(shù)第一次分裂,再進入減數(shù)第二次分裂,至減數(shù)第二次分裂中期停止,然后卵巢排出卵子(注意不是卵細(xì)胞而是次級卵母細(xì)胞),進入輸卵管。若遇到精子,受精后則繼續(xù)分裂,完成減數(shù)第二次分裂的后期和末期,若未遇到精子,則卵子永遠(yuǎn)停留在減二中期,也就是說減數(shù)分裂永遠(yuǎn)停留在減二中期。從中可以看到概念的演變。

        (4)分解者能量傳遞的概念演變

        生態(tài)系統(tǒng)能量的的特點是:單向流動不可逆,逐級遞減。根據(jù)這一概念,生產(chǎn)者的能量可以傳遞給消費者,生產(chǎn)者、消費者的能量可以傳遞給分解者,反之則不能傳遞。但在學(xué)習(xí)了腐食鏈的知識之后,師生們知道了,原來分解者的能量也可以傳遞給消費者。

        3. 因高考試題而導(dǎo)致概念演變

        有一些概念的演變很突然,起因往往就是一道題目,而這道題目往往就是高考題。因為只有高考題引發(fā)的概念演變才會引起師生的關(guān)注和重視,人們才會有意識地接受這個概念的演變。如果這道題目是平時的習(xí)題,往往會被老師毫不猶豫地刪去,并鄭重地告訴學(xué)生:不要理它,它超綱了。換句話說,它與平時的概念相違背了,是不需要掌握的。但高考題就不一樣了,高考決定一切,高考題中再現(xiàn)了,就算超綱,也是需要掌握的。由于這類概念的演變比較突然,而且又是出現(xiàn)在高度緊張的高考中,往往會讓學(xué)生覺得非常難,實際得分率也極低。這類演變的數(shù)量不多,下面僅舉兩例。

        (1)核糖體分布的概念演變

        一般認(rèn)為核糖體的存在形式有兩種:一是游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,二是附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,這是一直以來師生的共同認(rèn)識。但2008江蘇高考第10題告訴學(xué)生“葉綠體內(nèi)也存在核糖體”,并且“葉綠體的DNA能指導(dǎo)自身一小部分蛋白質(zhì)在葉綠體內(nèi)的合成”,這一知識對學(xué)生來說不僅是全新的,而且具有顛覆性,改變了原來核糖體分布的概念?!叭~綠體內(nèi)存在核糖體”這一概念,在正常的高中生物學(xué)教學(xué)中一般是不觸及的,但由于高考題中出現(xiàn)了,便立刻引起師生的重視,成為一個重要的知識點。

        (2)先轉(zhuǎn)錄后翻譯的概念演變

        中學(xué)生物教材在講授轉(zhuǎn)錄和翻譯過程時,是以真核細(xì)胞為例的,對原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程沒有提及,不需要學(xué)生掌握。真核細(xì)胞是先在核中轉(zhuǎn)錄形成mRNA,然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中翻譯,也就是先轉(zhuǎn)錄后翻譯,而且兩者的場所也有所不同,是分開的。但2008年江蘇高考24題給我們展示的是原核細(xì)胞的邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯的示意圖,轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束,翻譯已經(jīng)開始,也就是邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯,而且兩者的場所也完全一致。這兩個概念與原有的“先轉(zhuǎn)錄后翻譯”、“兩者場所是分開的”概念完全不同,這對學(xué)生來說完全是一個新內(nèi)容,是一次重大的概念演變。當(dāng)年該題的得分率極低。

        二、概念演變的影響

        1. 概念演變是教學(xué)的難點

        由于思維定式,某個概念一旦形成后不會輕易發(fā)生改變。這對于師生的影響是共同的。學(xué)生在學(xué)習(xí)、解題時,會有意無意間受到舊概念的干擾,錯答、誤答等失誤現(xiàn)象增多;老師在教學(xué)、命題等環(huán)節(jié)也會下意識地被舊概念困擾,口誤、筆誤現(xiàn)象時有發(fā)生。新舊概念的沖突永遠(yuǎn)是教學(xué)的一大難點,貫穿整個教學(xué)過程的始終。

        2. 不同版本教材說法不一,造成混亂

        不同版本的教材,對同一概念的定義或敘述是有差別的,有的版本采納了新觀點,使用演變后的新概念,而有些版本的教材則保留原來的舊概念,不加任何變動與修改。這樣一來,就會給師生帶來不便。例如“酶”概念的定義,人教版教材早在2003年就進行了調(diào)整,采用“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物”這一敘述。而蘇教版教材至今也未作改變,本人手邊的蘇教版教材是2011年第7版,酶的定義依然是“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)”。這給學(xué)生學(xué)習(xí)與教師命題帶來不便。

        3. 教輔資料的滯后帶來混亂

        由于教輔資料的編寫印刷與新教材的出版不是同步進行的,教輔資料的編寫印刷往往先于教材,當(dāng)教材的概念發(fā)生變化后,教輔資料已經(jīng)無法改變,從而造成與教材不配套的混亂現(xiàn)象。另外教輔資料編寫時參照的教材版本不同,也是導(dǎo)致混亂的原因之一。不與教材配套的教輔資料不但無助于新概念的學(xué)習(xí),甚至還會產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng),干擾學(xué)習(xí)。另外有些教輔資料編寫質(zhì)量差,再版時也不作修正,有些失誤長時間得不到更正,從而誤導(dǎo)了學(xué)生對演變后概念的正確理解。

        三、概念演變后的應(yīng)對策略

        1. 概念演變是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果

        任何一個概念都是相對的,有一定的適應(yīng)范圍,在某一段時間內(nèi)是相對穩(wěn)定不變的。但隨著科學(xué)的發(fā)展,新的發(fā)現(xiàn)、新的成果不斷涌現(xiàn),會不斷沖擊原有的概念,不斷補充、修正原有的概念,使得概念通過不斷演變得到不斷完善。概念演變是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果,要讓學(xué)生有這樣的意識和認(rèn)識??茖W(xué)史上有關(guān)概念演變的例子非常多,例如中心法則的演變過程就是一個極具典型的例子。

        1958年,克里克最初提出的“中心法則”如下圖(圖3):

        后來克里克又根據(jù)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),最終對中心法則作了如下修改(圖4):

        2. 概念演變應(yīng)是教學(xué)的重點

        概念演變會給學(xué)生帶來認(rèn)知上的沖突,會使學(xué)生感到矛盾和疑惑,甚至無所適從,從而在理解和運用概念時產(chǎn)生錯誤。概念演變理當(dāng)成為我們教學(xué)的重點,要花較多的時間和精力,運用多種方法和手段,幫助學(xué)生重建新的概念,適應(yīng)新的概念,鞏固新的概念,正確運用新的概念。

        3. 正確把握概念的內(nèi)涵與外延

        課堂教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)正確陳述概念,準(zhǔn)確把握概念的內(nèi)涵與外延。尤其對那些會隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的加深而發(fā)生演變的概念,在最初講解時,要注意概念陳述的準(zhǔn)確性與科學(xué)性,盡量避免使用“都是”、“全部”、“所有”這些絕對性的字詞,要多用“大多數(shù)”、“幾乎”、“一般”等相對性的字眼,為以后概念發(fā)生演變留有余地,也能給學(xué)生留下更多的思考余地和空間,啟發(fā)學(xué)生主動地思考與探究。比如有的教師為了強調(diào)“減數(shù)分裂時,同源染色體要分離,等位基因要分離”這一重要知識點,就這樣敘述:減數(shù)第一次分裂時,同源染色體和等位基因一定要分離,減數(shù)第二次分裂的細(xì)胞中不能有同源染色體和等位基因,精子和卵細(xì)胞中也肯定沒有同源染色體和等位基因。這樣的敘述不準(zhǔn)確,忽視了多倍體以及交叉互換的情況,同時也阻礙了學(xué)生思維的發(fā)展。

        4. 重視概念演變后的檢測與反饋

        概念發(fā)生變化后,學(xué)生對新概念掌握的情況究竟如何,教師要做到心中有數(shù),可以通過提問、練習(xí)等手段進行檢測和判斷,了解情況,采用相應(yīng)的教學(xué)措施,從而達到鞏固新概念、準(zhǔn)確掌握新概念的目的。比如“酶”概念發(fā)生變化后,我們可以通過命制一些針對性較強的專項練習(xí)題進行檢測:酶的組成單位是什么?酶的合成場所在哪里?酶的合成方式是什么?

        5. 質(zhì)疑概念應(yīng)成為一種教學(xué)的常態(tài)

        生物學(xué)教學(xué)中,有許多概念是會發(fā)生演變的,尤其是上述提到的第二種情況,會經(jīng)常遇到。教師要鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,勇敢地質(zhì)疑某些概念,大膽提出自己的看法與想法,通過師生之間、生生之間的思維碰撞,共同探究,不斷尋求正確答案,主動完善所學(xué)概念。教師在概念教學(xué)中,為了防止節(jié)外生枝、弱化重點,可以通過布置課后思考的方式,啟發(fā)學(xué)生大膽質(zhì)疑,拓展思維,讓質(zhì)疑成為教學(xué)的一種常態(tài),成為師生共同擁有的一種基本學(xué)科素養(yǎng)。

        參考文獻:

        [1]張玉明.近三年江蘇高考生物卷命題規(guī)律探究[J].中學(xué)生物學(xué),2011(5).

        (作者單位:江蘇省儀征中學(xué))

        (責(zé)任編輯:吳嬋)

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