劉 健 （清華大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100084）

生命現(xiàn)象復(fù)雜多樣，生物學(xué)由大量繁雜的概念體系構(gòu)建，高中生物學(xué)的知識(shí)點(diǎn)較多，關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，學(xué)生普遍感覺記憶負(fù)擔(dān)較重，學(xué)習(xí)難度較大。新課程倡導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)的基本原理和方法解決實(shí)際問題，并注重知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用；解題過程中需要扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?、恰?dāng)?shù)臍w納，以及用規(guī)范的語言、準(zhǔn)確的表述。這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了更高的要求。面對(duì)學(xué)生的困惑，應(yīng)該怎么教？ 怎樣指導(dǎo)學(xué)生有效地學(xué)習(xí)？

教學(xué)的成效在很大程度上取決于教師能否正確選擇或運(yùn)用各類教學(xué)方法。教無定法，關(guān)鍵是不同的方法有不用的適用范圍。針對(duì)生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，筆者在長(zhǎng)期的一線教學(xué)中深刻體會(huì)到構(gòu)建知識(shí)框架在生物學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性，并在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的效果。

1 框架式教學(xué)法在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

“框架”（frame）一詞，是閔斯基（Minsky，1975）研究人工智能時(shí)所提出的概念和新創(chuàng)的詞語。閔斯基的觀點(diǎn)認(rèn)為：“在一般情形下，當(dāng)一個(gè)人遇到新情況時(shí), 會(huì)從他腦海中的記憶結(jié)構(gòu)里去搜尋相關(guān)的信息?！边@里的記憶結(jié)構(gòu)就是“框架”［3］?？蚣苁浇虒W(xué)法的基本思想是，學(xué)生在掌握概念或原理時(shí)，若能將這一概念或原理納入一定知識(shí)體系之中，對(duì)概念或原理才會(huì)有深刻的理解。

生物學(xué)的基本理論體系中有大量的名詞、術(shù)語、概念，如果僅用講授法教給學(xué)生，教師講授得再清楚、再生動(dòng)，學(xué)生只是被動(dòng)接受、機(jī)械記憶，最終極易遺忘；且隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的增多，就好像走進(jìn)了知識(shí)的迷宮，學(xué)習(xí)的積極性和自信心大受打擊。此時(shí)，一些教師可能致力于精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，細(xì)致全方位地進(jìn)行概念的甄別比較，在細(xì)節(jié)上下功夫幫助學(xué)生正確理解概念。但是筆者認(rèn)為，這種教學(xué)方法在某些時(shí)候可能是適用的，但是在學(xué)習(xí)新知識(shí)之初，過分關(guān)注細(xì)節(jié)可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生一葉障目，只見樹木不見森林，很容易在知識(shí)迷宮中迷失方向。此時(shí)教師若能引導(dǎo)學(xué)生建立知識(shí)結(jié)構(gòu)框架，則有利于學(xué)生加深對(duì)概念或原理的理解。

教學(xué)中建立的知識(shí)框架有大有小，可分為學(xué)科體系框架、模塊框架及單元教學(xué)框架3 種級(jí)別。

第1 層級(jí)的框架是學(xué)科體系框架。它是最粗放的，包括高中生物學(xué)3 個(gè)必修模塊和2 個(gè)選修模塊。通常應(yīng)該在第1 節(jié)起始課時(shí)向?qū)W生介紹高中生物學(xué)要學(xué)習(xí)的幾大板塊及其相互關(guān)系、 學(xué)習(xí)的先后時(shí)間段安排，讓學(xué)生對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)過程有整體的認(rèn)識(shí)。

第2 層級(jí)是模塊框架。最簡(jiǎn)潔、最常見的一種框架形式是目錄。目錄是以章節(jié)內(nèi)容為線索的平行框架。內(nèi)容框架可以更加粗放簡(jiǎn)潔地表示各章之間的關(guān)系（圖1）。

也可以生物學(xué)的基本思想、 基本觀點(diǎn)為線索整合模塊1 的知識(shí)，使框架的邏輯性、層次性更突出。例如必修1《分子與細(xì)胞》的知識(shí)體系可以用系統(tǒng)學(xué)的觀點(diǎn)貫穿始終（圖2）。

第3 層級(jí)是單元教學(xué)框架，它是教師進(jìn)行教學(xué)的腳手架，是對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精講、 精練的前提。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，按照學(xué)生智力的“最近發(fā)展區(qū)”事先構(gòu)建基本的概念框架。之后在該框架上找到一個(gè)個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)，進(jìn)行輻射、延伸、細(xì)化、擴(kuò)展，逐步提高學(xué)生的智力水平，從而精心落實(shí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

2 框架式教學(xué)法在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方法

2.1 單元新授課中的應(yīng)用 在學(xué)習(xí)生物學(xué)新知識(shí)時(shí)，應(yīng)該讓學(xué)生站得高一些，先了解知識(shí)的大概框架，了解知識(shí)的組成及各部分之間的關(guān)系，建立粗放的知識(shí)輪廓?？蚣苁浇虒W(xué)法與常規(guī)教學(xué)法不同之處在于，不是通過知識(shí)的部分積累理解整體，而是要先把握知識(shí)的整體之后，并以此為基礎(chǔ)理解各部分的知識(shí)。

例如，“植物細(xì)胞工程” 是選修3 模塊的一個(gè)章節(jié)。在單元教學(xué)中，應(yīng)先利用學(xué)生在選修1 中已有的“植物組織培養(yǎng)”的知識(shí)建立基本的概念框架（圖3），這是學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

教學(xué)時(shí)教師可引導(dǎo)學(xué)生邊回憶邊構(gòu)建上述框架，然后啟發(fā)學(xué)生思考：做外植體的離體組織細(xì)胞可以有哪些？ 不同的外植體經(jīng)過組織培養(yǎng)之后得到的植株有什么特點(diǎn)？ 學(xué)生首先會(huì)想到花藥離體培養(yǎng)可以得到單倍體植株、 體細(xì)胞做外植體可以快速大量繁殖。教師將這2 種類型的外植體列舉到框架圖的左側(cè)，將得到的植株類型對(duì)應(yīng)寫在右側(cè)。繼而啟發(fā)學(xué)生繼續(xù)思考還有哪些組織細(xì)胞可以作為外植體？在師生討論對(duì)話中，逐漸補(bǔ)充分生組織、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞等類型的外植體，使框架圖變得豐滿。整理完外植體的類型之后，再學(xué)習(xí)下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：愈傷組織的細(xì)胞有什么特點(diǎn)，可以利用該細(xì)胞做什么？什么是胚狀體及人工種子？最后概括總結(jié)繁殖方法、育種方法等。這樣邊回憶整理已有知識(shí)，邊適時(shí)講解補(bǔ)充新知識(shí)，教學(xué)始終圍繞已有知識(shí)框架進(jìn)行豐富展開。完成一個(gè)單元的教學(xué)后，原有的框架豐富發(fā)展變成了圖4所示。

現(xiàn)有的框架囊括了“植物細(xì)胞工程”這一章的所有主干內(nèi)容，使原本平行排布在教材中的較為繁雜的知識(shí)系列化、直觀化，既有利于學(xué)生理解和記憶知識(shí)，又有利于整體把握教材內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生條理清晰的思維能力。

當(dāng)然在單元教學(xué)中對(duì)細(xì)節(jié)的打磨是必要也是非常重要的。例如植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，有許多操作的流程、 細(xì)節(jié)需要2~3 課時(shí)的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。開始時(shí)從該框架出發(fā)，學(xué)習(xí)結(jié)束后還回到框架上，認(rèn)識(shí)到復(fù)雜的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)也是植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用之一，只是外植體的來源不同。在共性的基礎(chǔ)上理解各自的差異性，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解變得更容易些。

新課的教學(xué)應(yīng)先有框架再磨細(xì)節(jié)。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生的框架意識(shí)、整體意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)和把握生物學(xué)的基本理論和概念。只要主干挺拔而結(jié)實(shí)，分支再多也不會(huì)喧賓奪主。

2.2 復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用 高三復(fù)習(xí)課需要學(xué)生構(gòu)建屬于自己的知識(shí)框架體系。經(jīng)過5 本書的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生已具有基礎(chǔ)知識(shí)的積累。若將生物學(xué)知識(shí)體系比喻為一棵有生命力的大樹，每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)就好像樹梢掛著的片片綠葉。高三一年復(fù)習(xí)課的教學(xué)任務(wù)就是幫助學(xué)生將這些樹葉掛到它應(yīng)該存在的位置，以便于在知識(shí)運(yùn)用的時(shí)候能“順藤摸瓜”準(zhǔn)確地找到正確答案。

有些知識(shí)框架只能在復(fù)習(xí)課中構(gòu)建。例如跨章節(jié)的整合、跨模塊的整合，新授課時(shí)不可能預(yù)見性地將未來要學(xué)習(xí)的內(nèi)容也出現(xiàn)在框架中。而當(dāng)學(xué)完所有知識(shí)之后，復(fù)習(xí)課的重要任務(wù)就是要建立前、后知識(shí)的聯(lián)系，提升生物學(xué)的學(xué)科思想和方法。例如蛋白質(zhì)和核酸，這2 種生物大分子的結(jié)構(gòu)及其功能是必修1 教學(xué)中的重要概念。在蛋白質(zhì)的新課教學(xué)中會(huì)有很多細(xì)節(jié)知識(shí)要學(xué)習(xí)： 蛋白質(zhì)的元素組成、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、氨基酸脫水縮合及其肽鍵和肽鏈的相關(guān)計(jì)算、 蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)等。在復(fù)習(xí)課中，這些細(xì)節(jié)可以暫先放下，先幫助學(xué)生回憶梳理構(gòu)建一個(gè)粗放的框架，著重體現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性決定功能多樣性（圖5），總結(jié)強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念。在確定大方向的基礎(chǔ)上，再精雕細(xì)琢復(fù)習(xí)每一個(gè)知識(shí)細(xì)節(jié)。例如復(fù)習(xí)元素組成可聯(lián)系必修2 噬菌體實(shí)驗(yàn)，如何對(duì)蛋白質(zhì)和核酸分別標(biāo)記？ 復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)可聯(lián)系消毒、 滅菌、 重金屬中毒、 酸堿高溫影響酶活性等。即所謂“教學(xué)如蓋樓，封頂再裝修”。對(duì)細(xì)節(jié)打磨的精細(xì)程度取決于復(fù)習(xí)過程中對(duì)必修及選修5本教材的融會(huì)貫通，對(duì)每個(gè)學(xué)生來說最終構(gòu)建的框架其復(fù)雜程度具有個(gè)性化的差別。

用同樣的方法處理核酸的知識(shí)框架，體現(xiàn)核酸分子結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)。最后再結(jié)合必修2獲得的重要概念“蛋白質(zhì)的氨基酸序列是由基因決定的”將2 個(gè)框架整合到一起（圖6）。

在高三能力提升的復(fù)習(xí)階段，框架式教學(xué)法在生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)該經(jīng)常有意識(shí)地使用。教師可以引導(dǎo)學(xué)生以考點(diǎn)為單位，從小的框架圖做起，后期再將小圖整合到更大的框架上。例如細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能的知識(shí)框架（圖7）屬于局部知識(shí)點(diǎn)的框架，其優(yōu)勢(shì)是可以關(guān)注到知識(shí)細(xì)節(jié)的復(fù)習(xí)。一個(gè)模塊結(jié)束后，教師可以要求學(xué)生嘗試完成更龐大的知識(shí)框架圖，體現(xiàn)模塊整體的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

綜上所述，框架式教學(xué)法由簡(jiǎn)到難，由粗到細(xì)的學(xué)習(xí)過程能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，層層遞進(jìn)構(gòu)建框架有助于學(xué)生建立整體化、 系統(tǒng)化的知識(shí)體系，在生物學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要的作用。

當(dāng)然，框架式教學(xué)法也存在著一些需要克服的困難，對(duì)教師的業(yè)務(wù)水平要求較高。教師本身需要有深厚的學(xué)科功底才能以簡(jiǎn)馭繁，舉一反三。教師自身應(yīng)該是站得高看得遠(yuǎn)的引路人，才能具有上位的學(xué)科思想和觀點(diǎn)，統(tǒng)領(lǐng)高中生物學(xué)各知識(shí)板塊，熟練駕馭框架式教學(xué)法。