楊青青

2011版的《初中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了“重要概念”，重要概念是位于學(xué)科中心的概念性知識，是學(xué)科結(jié)構(gòu)的主干部分。重要概念可以統(tǒng)攝學(xué)科核心內(nèi)容，凸顯學(xué)科本質(zhì)，具有重要的教育教學(xué)功能。自“重要概念”提法推行以來，得到廣大教育工作者的普遍認(rèn)可，目前一線教師比較困惑的是有沒有有效的體現(xiàn)或者幫助學(xué)生建構(gòu)重要概念的教學(xué)策略或途徑?！缎抡n標(biāo)》更多篇幅突出培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，其中重要方面就是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。重要概念和科學(xué)探究既然都是《新課標(biāo)》的寵兒，筆者思考能否找到切入點將兩者有機(jī)地聯(lián)系起來，通過重要概念指導(dǎo)科學(xué)探究活動的實施，同時借助科學(xué)探究活動的展示幫助學(xué)生理解重要概念的科學(xué)內(nèi)涵，進(jìn)而內(nèi)化重要概念，讓其成為學(xué)生頭腦中的永久記憶，并能遷移到其他學(xué)科。

一、科學(xué)探究的內(nèi)涵

科學(xué)探究活動是學(xué)生積極主動獲取生物科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的有效手段之一，也是構(gòu)建生物學(xué)重要概念的重要途徑?！皩嶒灲虒W(xué)如何落實生物學(xué)重要概念”已經(jīng)成為每一個生物教師教學(xué)研究的重要課題。教師應(yīng)積極提供機(jī)會讓學(xué)生親自嘗試和實踐，并將科學(xué)探究的內(nèi)容盡可能滲透到各主題內(nèi)容的教學(xué)活動中。教師在引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探究實驗活動時不僅要讓學(xué)生參與科學(xué)探究某些方面的活動，也要注意讓學(xué)生有機(jī)會參與若干完整的探究實驗活動，同時在科學(xué)探究實驗活動中引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，得出科學(xué)的探究實驗結(jié)論，從而在提高科學(xué)探究能力的基礎(chǔ)上，理解和構(gòu)建生物學(xué)重要概念。

二、幾個重要科學(xué)探究活動

1.《骨的結(jié)構(gòu)與成分》涉及的探究活動

《骨的結(jié)構(gòu)和成分》是北京版初中生物教材第二冊第八章《生物的運動》第二節(jié)《運動的形成》中第二課時的內(nèi)容。在第一節(jié)學(xué)習(xí)動物運動方式的基礎(chǔ)上，教材第二節(jié)內(nèi)容進(jìn)一步探討動物運動的形成，為后面學(xué)習(xí)動物的行為打下基礎(chǔ)。

《骨的結(jié)構(gòu)和成分》這節(jié)課首先讓學(xué)生通過觀察長骨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分析其作用，建立長骨是一個中空的堅實的生物器官的概念，再通過探究魚骨的成分，增強(qiáng)學(xué)生對骨的成分和特性的感性認(rèn)識，推理出骨的成分和特性的關(guān)系。闡述人的一生中骨的成分的動態(tài)變化，從而增強(qiáng)體育鍛煉的思想意識，為后面學(xué)習(xí)運動的實現(xiàn)打下基礎(chǔ)。本節(jié)課以小組合作的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，面向全體學(xué)生，促進(jìn)每個學(xué)生的充分發(fā)展。借助實驗分析和討論的過程，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、勤于動手、積極思考，符合新課標(biāo)提出的“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的理念。依據(jù)維果茨基提出的“最近發(fā)展區(qū)”概念，利用學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在學(xué)生和教師的互動中實現(xiàn)知識和能力的發(fā)展。

2.生物體的結(jié)構(gòu)層次

初中生物課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)：教師在教學(xué)中要組織好各種觀察、實驗等探究性學(xué)習(xí)活動，幫助學(xué)生增加感性認(rèn)識，克服對微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識的困難，使學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法并習(xí)得相關(guān)的操作技能。據(jù)此，結(jié)合生物個體水平的知識、化學(xué)和物理學(xué)知識以及學(xué)生的生活經(jīng)驗，突破學(xué)習(xí)難點。鼓勵學(xué)生搜集有關(guān)細(xì)胞研究和應(yīng)用方面的信息，進(jìn)行交流以豐富相關(guān)知識，加深對科學(xué)、技術(shù)、社會相互關(guān)系的認(rèn)識。同時運用建構(gòu)主義“學(xué)習(xí)過程的最終目的是完成意義建構(gòu)”的教學(xué)設(shè)計思想，確定本節(jié)知識主題，圍繞如何引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)該主題的意義建構(gòu)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。

例如：在生物體層次結(jié)構(gòu)主題下，重要概念細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。在這一重要概念的構(gòu)建時，教師可以設(shè)計探究動植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)實驗——觀察洋蔥表皮細(xì)胞、黃瓜果肉細(xì)胞、番茄果肉和果皮細(xì)胞、人的口腔上皮細(xì)胞、皮膚細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等，構(gòu)建動、植物細(xì)胞都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)，以進(jìn)行生命活動；相比動物細(xì)胞，植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁、葉綠體、液泡等特殊結(jié)構(gòu)這兩個重要概念。

再設(shè)計觀察洋蔥根尖細(xì)胞分裂，了解根冠、分生區(qū)、伸長區(qū)、成熟區(qū)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化；觀察蛙的胚胎發(fā)育細(xì)胞變化和神經(jīng)組織、肌肉組織、結(jié)締組織（骨細(xì)胞、血液細(xì)胞等）、上皮組織和卵細(xì)胞、精子等的不同細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)，構(gòu)建細(xì)胞進(jìn)行分裂、分化，以生成更多不同種類的細(xì)胞用于生物體生長、發(fā)育和繁殖這一重要概念。

設(shè)計觀察水中的單細(xì)胞生物和原生動物（如草履蟲）的取食、運動、趨性，構(gòu)建一些生物由單細(xì)胞構(gòu)成，可獨立完成生命活動；一些生物由多細(xì)胞構(gòu)成的重要概念。

通過這一系列探究實驗的設(shè)計，依存這些重要概念的構(gòu)建，幫助學(xué)生構(gòu)建細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位這一重要概念。

由此，實驗教學(xué)的設(shè)計是圍繞重要概念構(gòu)建的。實驗教學(xué)的設(shè)計要求有助于幫助學(xué)生構(gòu)建重要概念，有助于幫助學(xué)生積極主動的獲取生物科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法。只有有的放矢的實驗設(shè)計，才能落實到生物學(xué)重要概念的構(gòu)建。

3.光合作用

光合作用的概念是初中生物學(xué)的一個重要概念。植物光合作用形成的有機(jī)物，是自身及其他所有生物的食物來源和能量來源，對自然界的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化都具有極其重要的作用，學(xué)生理解它對于以后的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。關(guān)于光合作用的概念，多數(shù)學(xué)生可以準(zhǔn)確地說出來，然而，這種表述只是停留在記憶水平，并沒有直接的實踐體驗。通過綠葉在光下產(chǎn)生淀粉的實驗，可以讓他們切實感受到植物在接受光照后，能在葉片中產(chǎn)生淀粉，這一實驗對于他們理解光合作用的概念至關(guān)重要。

初中一年級的學(xué)生雖然有了一定的邏輯思維能力，但光合作用的原理比較抽象，在缺少具體現(xiàn)象支持的情況下，很容易將之定義化，所以本節(jié)知識要用具體的、形象的實驗進(jìn)行教學(xué)。讓學(xué)生體驗到由現(xiàn)象到理論的過程，即通過感性認(rèn)知上升到理性知識。通過一系列的實驗設(shè)計、操作、探究和討論，可以使學(xué)生對實驗的設(shè)計原理、技巧，有更深層次的感悟。通過實驗還可以培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能、合作精神和探究能力。

《綠葉在光下合成淀粉》是初一上學(xué)期比較復(fù)雜的一個實驗，對操作的準(zhǔn)確性要求高，而且具有一定危險性。對此，在教學(xué)中筆者對兩個方面作重點控制，一個是酒精燈和火焰，這個確保安全，另一個是條件、現(xiàn)象的操作和觀察一定要嚴(yán)謹(jǐn)，以保證結(jié)果的客觀性。安全控制的細(xì)節(jié)有兩個，一是酒精燈的使用，讓學(xué)生2人一小組，每小組在實驗前先進(jìn)行點燃酒精燈和熄滅酒精燈的練習(xí)，確保操作成功。二是燒杯很熱，容易燙傷或脫手，所以進(jìn)行鑷子夾取燒杯的預(yù)練習(xí)，確保都能準(zhǔn)確操作才進(jìn)行實驗。實驗條件控制上要求一定要葉片變白后才取出，并注意滴加碘液的量。

通過實驗，學(xué)生普遍觀察到實驗現(xiàn)象，體會到每個實驗操作的環(huán)節(jié)對于實驗結(jié)果的出現(xiàn)都至關(guān)重要，更重要的是，他們能更深刻地理解植物只有綠色部分在光下才能產(chǎn)生淀粉的知識，對于其形成光合作用概念十分有幫助。

三、科學(xué)探究對重要概念理解的貢獻(xiàn)

依據(jù)《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》：倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。學(xué)生在不斷的發(fā)現(xiàn)問題、尋求解決辦法的過程中，轉(zhuǎn)變了學(xué)習(xí)方式，提高了生物科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)探究活動應(yīng)該圍繞重要概念組織探究實驗，使學(xué)生在鮮活的實驗情景中充分發(fā)揮其主動性，構(gòu)建起對重要概念的深層次理解。

在生物體的結(jié)構(gòu)層次這個主題下，教學(xué)過程中要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“從微觀到宏觀再從宏觀到微觀”這樣的思維方式訓(xùn)練。當(dāng)學(xué)生能從這兩個方向進(jìn)行思考后，學(xué)生認(rèn)識的人體、動物體和植物體，就會更充實、更深刻、更具體，也更有利于學(xué)生理解生物體的結(jié)構(gòu)層次。

如：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能是抽象而死板的知識，如何把知識講活才是本節(jié)課的關(guān)鍵。《細(xì)胞》這節(jié)課最大的特點就是，通過實驗落實細(xì)胞的結(jié)構(gòu)這部分知識，讓學(xué)生能夠更真實、更直觀地認(rèn)識到細(xì)胞形態(tài)，但是結(jié)構(gòu)采用傳統(tǒng)講授法，直接告知。本節(jié)課的思維緊密，要求學(xué)生緊跟教師思路，邊觀察邊思考，對學(xué)生的思維是一種訓(xùn)練，其為特點之二。從學(xué)生為主體出發(fā)，他們能通過實驗，直觀感受到不同植物不同結(jié)構(gòu)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)不同，是因為它們的功能不同，為后面的細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的功能做鋪墊，也自然而然的樹立了結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的生物學(xué)觀點，從而領(lǐng)悟細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，就達(dá)到了本章的教學(xué)目的，這是特點之三。

因為前一章節(jié)學(xué)習(xí)了細(xì)胞的有關(guān)知識，從細(xì)胞分裂、分化到組織的形成，器官、系統(tǒng)的形成，這是從微觀到宏觀，為了知識銜接得比較順暢，要對課本編排的順序做一定的調(diào)整，跳過了綠色開花植物的結(jié)構(gòu)層次這一部分內(nèi)容，在講完細(xì)胞分化形成組織后，上節(jié)課直接讓學(xué)生對人體四種基本組織的切片進(jìn)行了觀察。在學(xué)生對四種基本組織微觀結(jié)構(gòu)觀察的基礎(chǔ)上，今天這節(jié)課的開始就通過課件中的大量圖片總結(jié)了四種基本組織的結(jié)構(gòu)特點、功能，以及其在人體中的分布位置，既是對上節(jié)課的一個簡單回顧，也是幫助學(xué)生建立微觀到宏觀的聯(lián)系，為后面理解組織是如何形成器官的做好鋪墊。

生物學(xué)概念是高度抽象的，然而在進(jìn)行教學(xué)時，不應(yīng)使學(xué)生僅僅記住生物學(xué)概念那些抽象的文字，而應(yīng)使學(xué)生透過抽象的文字看到一個絢麗多彩、生機(jī)盎然的生物界。因此，在向?qū)W生講述生物學(xué)概念時必須首先向?qū)W生提供必要的感性認(rèn)識：教什么，就要有什么，教什么，就要看什么。通過雞翅的解剖觀察實驗，讓學(xué)生對各種組織有一個宏觀、感性的認(rèn)識，通過真實的觀察認(rèn)識到像雞翅這樣的結(jié)構(gòu)是由多種組織構(gòu)成的，并且進(jìn)一步認(rèn)識到各種組織是有序分布、排列的，為學(xué)生得出器官這個概念提供感性認(rèn)識。學(xué)生對概念的學(xué)習(xí)就是從這樣的感性認(rèn)識開始的，通過實驗觀察，可以使理論知識具體化，使抽象知識形象化，給學(xué)生識記、理解、運用概念創(chuàng)造條件。

在概念生成后，還要讓學(xué)生強(qiáng)化和深化對概念的理解。這部分整體的思路是感知、概括、運用的過程。在本節(jié)課的教學(xué)中，器官這個概念是在雞翅解剖觀察的基礎(chǔ)上，通過對人體中胃這個具體的實例分析得出的。系統(tǒng)這個概念，也是通過對人體中消化系統(tǒng)這個具體的實例分析得出的，在得出概念后，又通過設(shè)置情景，如“在人體劇烈運動的過程中，人體的哪些系統(tǒng)功能加強(qiáng)了？”還有“為什么飯后立即運動會消化不良？”讓學(xué)生對所學(xué)概念進(jìn)行具體的應(yīng)用，即在新情景中解釋具體問題，深化學(xué)生對概念的理解。這樣，讓學(xué)生從具體的、個別的現(xiàn)象中得出一般的概念與規(guī)律，再由這一般的規(guī)律去解釋個別或特殊的現(xiàn)象，解決個別或特殊的問題。經(jīng)過這樣一種由特殊到一般，再由一般到特殊的反復(fù)過程，對概念的理解才能深入。

四、教學(xué)反思與提升

科學(xué)探究活動或?qū)嶒灲虒W(xué)中激發(fā)學(xué)生興趣很關(guān)鍵，學(xué)生在操作過程中通過動手動腦，克服種種困難，最后獲得實驗成功，此時由學(xué)習(xí)成功的喜悅而產(chǎn)生興趣和學(xué)習(xí)的愿望轉(zhuǎn)化為一種熱愛科學(xué)的素質(zhì)和志向。所以說，實驗可以有效地激發(fā)學(xué)生的興趣。例如：探究光對蚯蚓分布影響的實驗，學(xué)生在實驗中觀察，看到蚯蚓的前端有個像指環(huán)一樣的結(jié)構(gòu)，學(xué)生不知道這是什么結(jié)構(gòu)，有什么作用。這時向?qū)W生說明是環(huán)帶，環(huán)帶與蚯蚓的生殖有關(guān)，又稱其為生殖帶。當(dāng)學(xué)生觸摸到蚯蚓的腹面很粗糙和體壁有黏液，就覺得奇怪，接著提問：蚯蚓的腹面粗糙對它有什么作用？蚯蚓體壁的黏液干了對它有什么影響？學(xué)生不知道原因，就會表現(xiàn)出對問題的興趣，表現(xiàn)出探究的意愿。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生對一個問題進(jìn)行實驗設(shè)計和實施，在激發(fā)學(xué)生興趣的前提下，有效進(jìn)行科學(xué)方法的訓(xùn)練。

初中學(xué)生的自制力較差，若課堂實驗多，課堂操控性一定不好，所以采取給學(xué)生分組的方式，不同的組觀察不同的材料，再共同展示交流討論。鼓勵學(xué)生用手機(jī)拍下來自己的裝片，供所有人觀看。這樣既能讓學(xué)生自己操作，讓學(xué)生自己展示，也更有說服力。

在保證盡量多的學(xué)生參與探究活動的前提下，會出現(xiàn)參差不齊的教學(xué)效果，比如觀察的內(nèi)容很多，對部分學(xué)生而言比較困難，那么有什么方法可以改進(jìn)呢？有的老師談到可以更靈活地將圖片和實驗相結(jié)合，讓所有學(xué)生都能夠直觀看到動植物細(xì)胞的區(qū)別及結(jié)構(gòu)特點。

實驗探究活動過程中會出現(xiàn)很多“意外”，預(yù)設(shè)不到的實驗現(xiàn)象或困惑問題，有時老師不能對學(xué)生的回答做出合適的反應(yīng)和良好的評價。這就要求在平時的教學(xué)過程中，教師應(yīng)該多積累這方面的經(jīng)驗，嘗試給學(xué)生更多的時間闡述自己的觀點，對每一個學(xué)生進(jìn)行觀察了解，做到因人評價，鼓勵為主，發(fā)揚優(yōu)點。

【責(zé)任編輯 鄭雪凌】