安徽省懷寧縣石牌初級中學(xué)/ 王本華 安徽省懷寧縣高河中學(xué)/ 操劉勝

教學(xué)模式是以現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo)，為達成一定的教學(xué)目標，整體上把握教學(xué)活動各要素的關(guān)系，并對它們進行有效整合而形成的較穩(wěn)定的教學(xué)范式結(jié)構(gòu)；它是一套簡明的、行之有效的教學(xué)活動程序，也是理論聯(lián)系實踐的橋梁，現(xiàn)已成為一線教師研究的熱點?？茖W(xué)思維是核心素養(yǎng)的組成部分，也是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)課程后形成的受益終生的學(xué)習(xí)成果。重視重要概念教學(xué)是《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準（2022 年版）》（以下簡稱《課程標準》）的重要理念，概念建構(gòu)過程的本質(zhì)就是運用科學(xué)思維方法認識事物的本質(zhì)屬性及內(nèi)在規(guī)律。因此，將科學(xué)思維與重要概念教學(xué)進行有效“對接”，建構(gòu)基于科學(xué)思維培養(yǎng)的初中生物學(xué)重要概念教學(xué)新模式，將新模式應(yīng)用于課堂教學(xué)，能較好地幫助學(xué)生建構(gòu)重要概念，促進學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的發(fā)展，并在一定程度上提高初中生物學(xué)概念教學(xué)的效果及效率。

一、概念與科學(xué)思維的關(guān)系

概念是對客觀事物的本質(zhì)屬性的反映，生物學(xué)概念是對生物學(xué)事實、現(xiàn)象等的抽象概括，具有普遍性、抽象性。生物學(xué)概念的形成需要有豐富的事實為支撐，一般是學(xué)生先通過各種探究性活動了解、搜集、感知豐富的生物學(xué)事實和現(xiàn)象，然后在問題的驅(qū)動下進行思考、討論，再對這些事實和現(xiàn)象進行分析、綜合、抽象、概括，最后形成科學(xué)的解釋或理性的表述（即生物學(xué)概念）。因此，概念既是思維的結(jié)果和產(chǎn)物，又是思維活動借以進行的單元，而科學(xué)思維是概念形成的工具。對中學(xué)生而言，生物學(xué)概念的形成一般遵循“感知基本生物學(xué)事實、現(xiàn)象—科學(xué)思維加工—形成科學(xué)概念—遷移、應(yīng)用概念”的基本程序。

二、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的初中生物學(xué)重要概念教學(xué)模式的建構(gòu)

《課程標準》要求要凸顯學(xué)生主動建構(gòu)概念，加強概念間的聯(lián)系，并明確指出：“要圍繞大概念組織教學(xué)內(nèi)容，使知識結(jié)構(gòu)化。以大概念的核心內(nèi)涵為綱，將相關(guān)的重要概念、次位概念按照其內(nèi)在邏輯關(guān)系編制成網(wǎng)絡(luò)化的概念體系?！币虼耍诔踔猩飳W(xué)教學(xué)中，概念教學(xué)處于核心地位，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)的生物學(xué)重要概念是初中生物學(xué)教學(xué)的重要目標。而概念教學(xué)的本質(zhì)是思維教學(xué)，所以教師要將兩者結(jié)合起來，為學(xué)生提供豐富的、有代表性的事實，引導(dǎo)學(xué)生以事實為基礎(chǔ)，通過抽象和概括等思維來建構(gòu)概念，以此來發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。筆者依據(jù)初中生科學(xué)思維發(fā)展特點及概念形成規(guī)律，建構(gòu)了基于科學(xué)思維培養(yǎng)的初中生物學(xué)重要概念教學(xué)新模式，具體教學(xué)程序如圖1。

圖1 基于科學(xué)思維培養(yǎng)的初中生物學(xué)重要概念教學(xué)新模式的教學(xué)程序

該模式的建構(gòu)以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，以助力學(xué)生建構(gòu)重要概念、發(fā)展科學(xué)思維素養(yǎng)為目標，細化了概念教學(xué)實施環(huán)節(jié)，對學(xué)生和教師在各個環(huán)節(jié)中的行為做了明確的要求。

新模式的主要特點有：①科學(xué)思維培養(yǎng)是核心。生物學(xué)重要概念的建構(gòu)需要科學(xué)思維的參與，建構(gòu)重要概念的過程是基于科學(xué)事實建立模型的抽象與概括的過程，在概念教學(xué)的各環(huán)節(jié)中，依據(jù)科學(xué)思維特征，有針對性地對科學(xué)思維各要素進行訓(xùn)練，能較好地促進學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的提升。②引發(fā)認知沖突是動力。利用學(xué)生生活經(jīng)驗，創(chuàng)設(shè)一定的情境，基于情境提出適宜的問題，引發(fā)學(xué)生認知沖突，以此引入概念，較好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進而產(chǎn)生主動探究的欲望。③精設(shè)問題串，驅(qū)動學(xué)生積極發(fā)展思維是關(guān)鍵。概念建構(gòu)的根本在于思維，思維活動產(chǎn)生于問題，依據(jù)初中學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展特點，精心設(shè)計真實的、邏輯嚴密的、層層遞進的梯度問題，能有效引導(dǎo)他們積極發(fā)展思維，對概念進行分步建構(gòu)，親歷概念的形成過程，同時也較好地幫助了學(xué)生學(xué)習(xí)和訓(xùn)練科學(xué)思維方法，培養(yǎng)科學(xué)思維品質(zhì)。④特別突出學(xué)為主體、教為主導(dǎo)的教學(xué)理念。重要概念建構(gòu)的每個環(huán)節(jié)，都要注重學(xué)的行為與教的行為的協(xié)調(diào)一致。學(xué)生是重要概念建構(gòu)的主體，教學(xué)中更重視發(fā)揮學(xué)生的主動性和能動性，教師是指導(dǎo)者、幫助者，起組織、引領(lǐng)、點撥的作用，教師所做的一切都是幫助學(xué)生以主動探究的方式建構(gòu)重要概念，更好地促進科學(xué)思維素養(yǎng)的提升。

三、新教學(xué)模式的應(yīng)用示例

在新建構(gòu)的教學(xué)模式下，筆者以“綠色植物的呼吸作用”為例，組織開展了教學(xué)工作。教學(xué)過程具體如下：

（一）創(chuàng)設(shè)適切問題情境，引入重要概念，助力科學(xué)思維的引發(fā)

教師用PPT 展示臥室窗臺擺放多盆花卉的情境，提出適切問題，帶領(lǐng)學(xué)生思考，引發(fā)主體認知結(jié)構(gòu)與情境現(xiàn)象的沖突，引出呼吸作用的概念。

具體問題：有人認為，綠色植物擺放在臥室里，既更新了室內(nèi)的空氣，又美化了環(huán)境，一舉兩得。你能結(jié)合光合作用的知識和自己的生活經(jīng)驗，談?wù)勥@種做法科學(xué)嗎？為什么？

（二）精設(shè)驅(qū)動性問題，引導(dǎo)學(xué)生積極探究、分步建構(gòu)重要概念，助力科學(xué)思維發(fā)展

《課程標準》 對綠色植物的呼吸作用這一概念提出的教學(xué)策略建議是引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、演示實驗、探究實驗等多種途徑，探究和認識植物的呼吸作用這一生理過程。為幫助學(xué)生自主建構(gòu)呼吸作用這一重要概念，教師可提供生活化器材，對教材中原有的三個演示實驗進行優(yōu)化整合，設(shè)問題串，引導(dǎo)學(xué)生先從呼吸作用的原料（消耗氧氣）、呼吸作用釋放的產(chǎn)物（產(chǎn)生二氧化碳、能量等）幾方面進行自主探究，感知生物學(xué)事實，獲得感性認識，再對這些事實進行分析、比較、歸納、抽象、概括等，分步建構(gòu)呼吸作用概念的內(nèi)涵，同時較好地訓(xùn)練了學(xué)生的科學(xué)思維，助力科學(xué)思維的發(fā)展。

具體探究活動如下：

探究活動一：小組合作，自主探究，直觀感知生物學(xué)事實

將教科書中演示實驗轉(zhuǎn)化為探究性實驗，將原有的三套實驗裝置合并成一套，用透明飲料瓶作為實驗發(fā)生裝置，裝適量萌發(fā)的種子于瓶中，塞上打孔橡膠塞，分別插上帶針頭的注射器和探針電子溫度計，另取一套同樣的裝置，裝等量煮熟的種子作為對照組。對氣體檢驗方法做如下改進：①二氧化碳的檢驗（用注射器抽取兩裝置中的氣體，分別注到兩個裝滿澄清石灰水的廢棄西林瓶中，輕輕震蕩）；②氧氣的檢驗（用帶火星的衛(wèi)生香替代燃燒的蠟燭）。

【實驗一】“有機物分解釋放能量” 的梯度問題：①煮熟的種子有活性嗎？②兩裝置中電子溫度計的讀數(shù)對比說明了什么？③釋放的能量來自哪里？

【實驗二】“有機物分解產(chǎn)生二氧化碳” 的梯度問題：①澄清石灰水通常用來檢驗?zāi)姆N氣體？②你看到了什么現(xiàn)象？③兩個西林瓶不同的現(xiàn)象說明什么問題？

【實驗三】“有機物分解需要吸收氧氣” 的梯度問題：①裝萌發(fā)種子的裝置中還有哪種氣體成分發(fā)生了變化？②怎樣判定它發(fā)生了變化？③帶火星的衛(wèi)生香插入兩個西林瓶后分別產(chǎn)生了什么現(xiàn)象？出現(xiàn)這種現(xiàn)象說明了什么問題？

探究活動二：對科學(xué)事實進行分析、歸納，或抽象、概括，初步建立概念

教師引導(dǎo)各小組成員對感知的事實進行分析，圍繞呼吸作用的場所與條件、實質(zhì)與意義、物質(zhì)和能量變化、表達式等進行抽象、概括，初步建立概念。

通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生對具體事實進行交流和分析，明晰呼吸作用發(fā)生在所有植物細胞內(nèi)部，其實質(zhì)是“在氧氣的參與下，有機物分解，釋放二氧化碳，同時將儲藏的化學(xué)能釋放出來，供給生命活動的需要”。

（三）利用概念圖梳理重要概念，助力科學(xué)思維結(jié)構(gòu)優(yōu)化

思維結(jié)構(gòu)是通過思維活動認識事物內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系時顯現(xiàn)出來的邏輯結(jié)構(gòu)。概念圖是知識圖形化表征工具，它通過“節(jié)點”“連接線”及“聯(lián)系詞”把各個概念間的關(guān)系用圖形網(wǎng)絡(luò)化的形式直觀地呈現(xiàn)出來。繪制概念圖能體現(xiàn)學(xué)生對概念間的邏輯關(guān)系的理解程度，能將學(xué)生的隱性思維過程可視化。因此，教師依據(jù)概念間的層級關(guān)系和邏輯關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)、修正、展示概念圖，對所學(xué)概念進行梳理，有助于學(xué)生建立結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的概念知識網(wǎng)絡(luò)。建構(gòu)概念知識網(wǎng)絡(luò)能較好地訓(xùn)練和提升學(xué)生的邏輯思維能力，促進了科學(xué)思維結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

教師提出問題，從呼吸作用的原料、產(chǎn)物、場所、實質(zhì)等幾個方面建構(gòu)概念圖，對呼吸作用的概念進行梳理。學(xué)生依據(jù)問題，建構(gòu)概念圖（如圖2），形成呼吸作用概念網(wǎng)絡(luò)體系。

圖2 呼吸作用概念圖

具體問題：你能依據(jù)概念的內(nèi)涵，從呼吸作用的原料、產(chǎn)物、場所、實質(zhì)等方面畫出呼吸作用的概念圖嗎？

（四）應(yīng)用重要概念解決實際問題，助力科學(xué)思維品質(zhì)提升

思維品質(zhì)是思維過程中表現(xiàn)出來的個性特征，是衡量思維水平高低的標志，如思維的深刻性、靈活性、批判性、創(chuàng)造性等。生物學(xué)重要概念與生活緊密相連，應(yīng)用概念解決實際問題、解釋生物學(xué)現(xiàn)象時，需要調(diào)動學(xué)生已有的認知，并與其建立聯(lián)系，通過質(zhì)疑、尋找證據(jù)、評價證據(jù)、合理推理、恰當判斷、理性解釋等科學(xué)思維活動達到解決問題或解釋現(xiàn)象的目的，同時也較好地促進了學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)的提升。

學(xué)生建構(gòu)了呼吸作用的概念后，教師通過設(shè)置適宜的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考生產(chǎn)生活中的生物學(xué)現(xiàn)象，初步學(xué)會應(yīng)用呼吸作用相關(guān)知識進行解釋，學(xué)生則通過應(yīng)用呼吸作用概念解決實際問題，體會到科學(xué)知識的實用性，深化對呼吸作用這一概念的理解，在問題解決中提升了科學(xué)思維品質(zhì)。

具體問題：①養(yǎng)花為什么要經(jīng)常松土？②當莊稼遭遇洪澇災(zāi)害時，為什么要及時排水？③新鮮蔬菜放在冰箱中，為什么能延長保質(zhì)期？④貯藏稻谷時，為什么要保持低溫和干燥？

四、應(yīng)用于教學(xué)后的思考

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維是生物學(xué)概念教學(xué)的重要任務(wù)之一。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維首先需要加強概念教學(xué)，因為概念的建構(gòu)過程就是運用科學(xué)思維方法認識事物的過程。因此，課堂教學(xué)中，教師應(yīng)將概念教學(xué)與科學(xué)思維培養(yǎng)統(tǒng)一起來，以《課程標準》精神為指導(dǎo)，針對初中生的科學(xué)思維發(fā)展的特點，采用合適的策略，幫助、引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)并理解生物學(xué)重要概念，而不是僅僅強調(diào)對概念的記憶和背誦。建構(gòu)的新模式將學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)融合到概念引入、概念建立、概念梳理、概念應(yīng)用四個環(huán)節(jié)，通過創(chuàng)設(shè)適切的問題，引導(dǎo)學(xué)生通過探究性活動感知事實，在此基礎(chǔ)上，運用分析與比較、推理與歸納、抽象與概括等科學(xué)思維建構(gòu)概念，逐步培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣，發(fā)展科學(xué)思維能力，進而促進學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提高，較好地落實義務(wù)教育生物學(xué)課程目標。當然，沒有一種放之四海皆準的教學(xué)模式，這就要求一線初中生物學(xué)教師在教學(xué)中不斷去實踐、修正并靈活運用。