徐 正 龍

(岳西縣教育局，安徽 岳西 246601)

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高中生物概念教學(xué)難點與突破策略

徐 正 龍

(岳西縣教育局，安徽 岳西 246601)

摘要：在分析高中生物概念體系特點和教學(xué)難點的基礎(chǔ)之上，通過光合作用、有絲分裂、葉綠體與線粒體、同源染色體和基因等典型核心概念教學(xué)案例，嘗試運用查缺補漏、主線串聯(lián)、列表比較、正本清源和畫概念圖等策略破解高中生物概念教學(xué)的難點。

關(guān)鍵詞：高中生物概念；教學(xué)難點；突破策略

近十年來，廣大教授生物課的同仁圍繞生物概念教學(xué)要素[1]、有效方法[2-5]、概念圖教學(xué)模式[6]等的研究，取得了較為豐碩的成果，然而針對高中生物核心概念教學(xué)進行研究的案例資源較為匱乏。在分析高中生物概念體系特點和教學(xué)難點的基礎(chǔ)之上，嘗試運用5種策略，以教學(xué)實例方式突破高中生物概念教學(xué)的難點，旨在切實提高課堂效率，提高高中生物教學(xué)質(zhì)量。

1高中生物概念體系及其特點

生物學(xué)概念是通過抽象、概括而形成的對生物學(xué)現(xiàn)象、本質(zhì)特征或共同屬性的反映，包括一些基本的原理、規(guī)律和理論，是一種更高級的思維形態(tài)，是生物學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)[3]。高中生物大小概念數(shù)以千計，圍繞“細胞、組織、器官、系統(tǒng)、生物個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈”等生命系統(tǒng)的9個層次依次展開，其體系編排特點如下。

(1)核心概念統(tǒng)領(lǐng)章節(jié)。必修1的核心概念為“分子”與“細胞”，遵循系統(tǒng)論的原則，圍繞細胞的化學(xué)成分、細胞的結(jié)構(gòu)、細胞的功能(物質(zhì)運輸、信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換)、細胞的生命歷程等方面來闡述[7]。必修2以“遺傳”與“變異” 為核心概念，圍繞遺傳因子的發(fā)現(xiàn)、基因與染色體的關(guān)系、基因的本質(zhì)、基因的表達、基因突變及其他變異、從雜交育種到基因工程、現(xiàn)代生物進化理論等方面來闡明遺傳、變異與進化的規(guī)律[8]。必修3核心概念為“穩(wěn)態(tài)”與“調(diào)節(jié)”，主要圍繞人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、動物和人體生命活動的調(diào)節(jié)、植物的激素調(diào)節(jié)、種群與群落、生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性、生態(tài)環(huán)境保護等方面來綜述[9]。

(2)黑體字凸顯概念。課本中重要概念均用黑體字凸顯。如酶的概念：“酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)”[7]，用黑體字以引起學(xué)生視覺注意。

(3)繪制概念圖。大多數(shù)章節(jié)在自我檢測欄目設(shè)置有“畫概念圖”練習(xí)，其目的是通過畫概念圖或連線等方式，讓學(xué)生了解生物概念的上位概念與下位概念的關(guān)系，了解同級概念之間的區(qū)別與聯(lián)系，把握生物概念的內(nèi)涵和外延。

(4)多種方式拓展延伸。如通過“科學(xué)史話欄目”介紹“穩(wěn)態(tài)概念的提出與發(fā)展”[9]，讓學(xué)生了解從分子水平到生物圈層次，均存在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象及相應(yīng)的調(diào)節(jié)機制。為加深對基因選擇性表達的理解，必修2第4章《基因表達》自我檢測的思維拓展題中就以胰島細胞產(chǎn)生胰島素但不能產(chǎn)生血紅蛋白，來探討基因表達的選擇性[8]?！侗菊滦〗Y(jié)》對本章基本概念及其重要知識點進行了梳理和適度拓展。

2高中生物概念教學(xué)的難點

高中生物概念教學(xué)難點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)對部分概念缺乏外延拓展。許多生物概念是在總結(jié)真核生物生命活動基本規(guī)律的基礎(chǔ)上提出來的，是一種采用不完全歸納法來描述和定義的，生物科學(xué)的蓬勃發(fā)展大大拓展了這些概念的外延。如光合細菌及藍藻的發(fā)現(xiàn)，拓展了“光合作用”的外延；病毒的發(fā)現(xiàn)對“細胞學(xué)說”提出了挑戰(zhàn)；在病毒領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄，RNA復(fù)制，特別是類病毒、朊病毒的發(fā)現(xiàn)，完善和發(fā)展了“中心法則”的概念等。許多學(xué)生對概念的外延拓展缺乏較為清晰的認識。

(2)部分概念表述容易引起學(xué)生誤解。如同源染色體的概念，從文字表述來看是來源不同；等位基因的概念，只強調(diào)了兩者之間的“小異”，未強調(diào)兩者之間的“大同”；基因選擇性表達只強調(diào)了細胞之間基因表達的差異性，而未說明細胞存在統(tǒng)一性的一面；拉馬克的用進廢退學(xué)說、達爾文的自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代生物進化理論之間的傳承與創(chuàng)新關(guān)系等等。

(3)部分教師對概念教學(xué)缺乏整合思維。不少教師輕視概念教學(xué)，對高中生物學(xué)概念鉆研不深，難以占領(lǐng)生物概念教學(xué)的制高點，其教學(xué)方法不當，局限于高中教材生物概念的表述，對教材中“科學(xué)家史話”、“本章小結(jié)”、“自我檢測題”中畫概念圖的教學(xué)和學(xué)習(xí)資源未加以整合，難以幫助學(xué)生正確建構(gòu)完整的生物學(xué)概念體系。

3高中生物概念教學(xué)難點突破的5種策略

生物課案例教學(xué)能夠幫助學(xué)生深刻理解高中生物核心概念，文章提出5種策略，以5個案例來探索突破高中生物概念教學(xué)難點的思路和方法，以拓展學(xué)生思維，提高教學(xué)效果。

策略一：查缺補漏——光合作用概念教學(xué)

查缺補漏，如給學(xué)生補充初中生物學(xué)知識，讓學(xué)生了解生物的幾大類群及其代表生物，雖多花費了一點時間，但能幫助學(xué)生糾正對高中生物概念的誤解，構(gòu)建比較完整的生物學(xué)知識體系，學(xué)生感覺收獲頗多，正所謂“磨刀不誤砍柴工”。

在學(xué)習(xí)《能量之源——光與光合作用》[7]一節(jié)內(nèi)容之后，可以向?qū)W生拋出這樣一個問題：葉綠體是光合作用的必要條件嗎？并引導(dǎo)學(xué)生回歸課本尋找答案。

許多學(xué)生在查找之后，毫不猶豫地回答：“是”。的確，文獻[7]表述為“光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程”。教師不必立馬否定學(xué)生的答案，可以請大家將課本翻到第9頁[7]，回顧一下藍藻的知識。許多學(xué)生了解到藍藻屬于原核生物，無葉綠體，含有葉綠素和藻藍素，也能進行光合作用之后，會自我否定先前的錯誤答案。

在引發(fā)學(xué)生認知沖突之后，教師再給學(xué)生講其中的緣由。原來，初、高中生物學(xué)是以高等綠色植物為背景材料來闡述光合作用概念的，其生物知識框架是不完整的，對生物分類了解不多，在理解有關(guān)高中生物學(xué)概念時，就存在片面的、誤解的現(xiàn)象。

“那為什么要出現(xiàn)葉綠體這樣的細胞器呢？”教師可以請學(xué)生進一步了解葉綠體的結(jié)構(gòu)特點，運用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的原理來回答。學(xué)生會領(lǐng)悟到，光合作用的出現(xiàn)早于葉綠體的出現(xiàn)，葉綠體的出現(xiàn)，大大提升了光合作用的效率。

同理，當教師拋出“線粒體是有氧呼吸的必要條件嗎？”學(xué)生就可以自己查找相關(guān)知識，自己做出正確的判斷了。

策略二：主線串聯(lián)——有絲分裂概念教學(xué)

給學(xué)生一個核心概念，以該核心概念作為思維主線，把一系列生物學(xué)概念串聯(lián)起來，可以稱之為主線串聯(lián)法。比如，有絲分裂是學(xué)生難以理解的概念之一，盡管很多教師運用多媒體把有絲分裂間期、前期、中期、后期、末期染色體和DNA的主要特征展示給了學(xué)生，學(xué)生通過死記硬背記住有關(guān)概念，但頗為疑惑。教師可以提醒學(xué)生圍繞課本中“確保染色體精確地平均分配”[7]這句話來思考下列問題：

(1) 為什么間期染色體要復(fù)制、前期染色體要縮短變粗？

(2) 為什么前期核仁要消失、核膜要解體？

(3) 為什么要出現(xiàn)紡錘絲或星射線，進而形成紡錘體？

(4) 為什么紡錘絲要牽引染色體以著絲點在赤道板上有規(guī)律排列？

(5) 為什么是著絲點先分裂，紡錘絲后牽引染色體到達細胞兩極？

(6) 為什么末期會出現(xiàn)細胞板或凹陷隘裂？重新出現(xiàn)核仁和核膜？

學(xué)生有了 “確保染色體精確地平均分配”這根思維主線，就能把有絲分裂各個時期染色體和DNA的一系列行為特征串聯(lián)起來，解決了疑惑，從而加深了對有絲分裂這一過程概念的理解。

策略三：列表比較——線粒體與葉綠體概念教學(xué)

列表比較，可以將兩個相近或相反概念進行解構(gòu)，從概念的各個層面來分析、比較、理解概念，最終能幫助學(xué)生建構(gòu)清晰明了的概念體系。如在學(xué)習(xí)線粒體與葉綠體這兩類細胞器時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從“存在范圍”、“形狀”、“結(jié)構(gòu)”、“特有化學(xué)成分”、“功能”等維度來列表比較，進行概念學(xué)習(xí)。通過列表比較法，既強調(diào)兩者之間的差異，也強調(diào)兩者之間的相同點，如都是雙膜結(jié)構(gòu)、都是能量轉(zhuǎn)換器、都含有少量DNA和少量RNA、都能自我復(fù)制，都屬于半自主性細胞器。甚至可以結(jié)合整個生態(tài)系統(tǒng)，強調(diào)這兩類細胞器之間的密切合作關(guān)系。先通過葉綠體的光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中的化學(xué)能，通過食物鏈，各級生物從有機物中獲得能量，再通過各級生物線粒體的有氧呼吸，釋放大量能量，滿足生命體各種生命活動的需要。

高中生物學(xué)中許多概念，如光合作用與呼吸作用、光反應(yīng)與暗反應(yīng)、有絲分裂與減數(shù)分裂、體液免疫與細胞免疫、神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)等，均可以采用列表比較法進行概念教與學(xué)。

策略四：正本清源——同源染色體概念教學(xué)

正本清源，即教師在進行高中生物概念教學(xué)時，追本溯源，讓學(xué)生深刻理解概念的內(nèi)涵。同源染色體的概念是高中學(xué)生最難理解的概念之一。學(xué)好這個概念，相當于找到了理解減數(shù)分裂和遺傳三大定律的一把金鑰匙。同源染色體[8]，配對兩條染色體，形狀、大小一般都相同，一條來自父方，另一條來自母方。一些勤于思考的學(xué)生會提出疑問：“一條來自父方，另一條來自母方，來源不同啊？怎么叫同源染色體呢？”

教師要依據(jù)生物生殖方式進化的知識來答疑解惑，跟學(xué)生說明最原始的單細胞生物染色體是成單存在的，在進化過程出現(xiàn)了染色體復(fù)制之后不分裂或兩個單細胞生物發(fā)生融合，這樣會產(chǎn)生染色體成對存在的單細胞生物個體，它們在適應(yīng)環(huán)境方面占有明顯優(yōu)勢，通過自然選擇，這種變異得到了積累和發(fā)展，即出現(xiàn)了二倍體生物。二倍體生物在有性生殖過程中，通過減數(shù)分裂和受精作用讓這對染色體分分合合，所以“同源”是指染色體的進化起源相同，近期來源反而不同。

高中生物學(xué)中許多概念，如基因的選擇性表達，等位基因的概念等，均可以采取正本清源法，引領(lǐng)學(xué)生運用聯(lián)系的觀點、進化的觀點、統(tǒng)一性原理拓展思維深度，深刻理解生物科學(xué)概念的本質(zhì)。

策略五：畫概念圖——基因概念教學(xué)

在高中生物概念教學(xué)中，教師巧設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生閱讀、思考、討論、交流、合作、畫概念圖，使學(xué)生思維可視化，從而能夠有效地幫助學(xué)生建構(gòu)較為完整的高中生物概念體系。

基因概念是高中生物學(xué)中的核心概念之一。在教材[8]中沒有繪制基因結(jié)構(gòu)的概念圖，也沒有給出非編碼區(qū)、編碼區(qū)、啟動子、內(nèi)含子、外顯子、終止子等概念，但在做題時又提及這些下位概念。

在教授新課或進行第一輪復(fù)習(xí)時，教師可以指導(dǎo)學(xué)生一起來畫基因結(jié)構(gòu)及功能的概念圖，具體做法如下：

(1)引導(dǎo)學(xué)生理解并陳述“基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段”，結(jié)合課本資料分析，在雙鏈DNA的模式圖上間隔標注若干個真核基因(斷裂基因)，在另一個雙鏈DNA的模式圖上緊密標注若干個原核基因(某兩個基因之間重疊排列)。

(2)引導(dǎo)學(xué)生一起繪制真核基因結(jié)構(gòu)的模式圖，標注非編碼區(qū)和編碼區(qū)，在非編碼區(qū)上游結(jié)構(gòu)中要凸顯啟動子，在非編碼區(qū)下游結(jié)構(gòu)中要凸顯終止子，在編碼區(qū)結(jié)構(gòu)中要標注n個外顯子和(n-1)個內(nèi)含子。教師要向?qū)W生說明，原核基因編碼區(qū)無外顯子和內(nèi)含子之分，可以將整個編碼區(qū)視為一個外顯子。

(3)師生一起繪制真核基因轉(zhuǎn)錄模式圖，即真核基因編碼區(qū)經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生RNA前體，經(jīng)剪切去掉內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄區(qū)段，將外顯子轉(zhuǎn)錄區(qū)段拼接成mRNA。

(4)師生共同完成mRNA翻譯合成初級蛋白質(zhì)產(chǎn)物的過程圖解。

這個概念圖繪制完成后，學(xué)生對基因與DNA的關(guān)系、基因突變的實質(zhì)、cDNA文庫、逆轉(zhuǎn)錄、真核生物基因怎樣拼接到原核生物基因組中的一系列問題就會迎刃而解了。

教師還可以列舉控制rRNA和tRNA合成的基因，進一步引導(dǎo)學(xué)生理解 “遺傳效應(yīng)”真實內(nèi)涵，整個基因結(jié)構(gòu)都具有遺傳效應(yīng)，像非編碼區(qū)中的啟動子和終止子，編碼區(qū)中的內(nèi)含子和外顯子，是“具有遺傳效應(yīng)的DNA片段”的重要組分，且不可將“具有遺傳效應(yīng)的DNA片段”[8]錯誤理解為“能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的DNA片段”。

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文章編號：1007-4260(2016)01-0163-04

中圖分類號：G633.91

文獻標識碼：A

DOI：10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2016.01.043

作者簡介：徐正龍，男，安徽岳西人，碩士，安徽岳西縣中學(xué)高級教師，研究方向為中學(xué)生物教學(xué)。E-mail:yxzxxzl@163.com

*收稿日期：2015-09-03

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016-03-15 17:05網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1150.N.20160315.1705.043.html