發布時間:2023-09-25 11:25:15
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇生命科學的核心概念,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞: 職業學校 分子生命科學 教學改革
一、引言
生命科學是研究生命現象、生命活動的本質、特征和發生、發展規律,以及各種生物之間和生物與環境之間相互關系的科學。在過去的幾十年里,人們已經漸漸從分子水平上了解了生命系統是如何工作的,這門科學通常被稱為“分子生命科學”。分子生命科學的快速發展和應用前景對人們的生活產生了深遠的影響,但是同時,分子生命科學又因其內容的復雜性、高度抽象性等特點,和數學、化學及物理學等課程一起被列入了基礎學科的范疇,使人一聽感覺很有意思,但是一學就使得大部分學生頭痛不已。本文試從職業學校分子生命科學的教育現狀、教育特點進行分析,并提出合理化建議。
二、分子生命科學教育的現狀
1.分子生命科學教學內容的選擇。
分子生命科學的研究產生了大量的信息,即使是教師也不可能了解所有的新信息,所以,也就不了解選擇何種適當的教學方式;而作為學生,他們因缺乏背景知識,無法理解足夠的網絡信息進行選擇性學習。所以,面對鋪天蓋地的分子生物信息,大部分學生要么不感興趣,要么敬而遠之,不知如何入手及如何分析。
2.概念的理解和推理的困難,學生學習積極性不高。
大部分學校在教授分子生命科學的時候,都是將分子生物學單獨列出來講,這樣就導致學生在學習的時候一方面不利于聯系宏觀現象,另一方面,不容易理解其中的概念,不能對教學內容進行合理的推理,聽不懂老師講授的內容,所以往往使學生產生厭學心理,有的干脆就逃課,最后為了應付考試,不得不死記硬背的現象。
3.實驗經費不足,無法滿足教學的需要。
分子生命科學的實驗操作基本都是在分子水平上進行的,所以,要想真正進行系統、綜合的分子生命科學的實驗的話,不但需要許多儀器,而且在這些實驗過程中所用到的一些試劑、酶、菌種等材料要么有毒、要么價格不菲、要么不易保存等,這些因素一方面因為安全問題束縛了分子生命科學實驗的開展,另一方面,因為高校實驗經費的不足,導致一些實驗只能在課堂上講授,而不能使學生動手操作。
4.不能很好地利用網絡資源進行教學。
在網絡如此便利的現代社會,能夠充分利用網絡資源進行演示,也能夠彌補因現實條件所限造成的教學缺憾,但是在實際教學中,因為教師的精力和知識體系的問題,往往不能很好地利用網絡進行教學。
三、分子生命科學教育的特點
1.教學內容涉及面大。
隨著現代科技的進步和發展,分子生命科學的教學內容涉及的知識面會越來越廣,需要用到很多學科的知識,這對于本科生來說學習起來并不輕松。
2.概念難于理解、內容缺乏想象。
在分子生命科學的學習中,概念的多重意義和變化也成為學生學習的障礙。分子生命科學發展迅速,其中的基本概念有可能隨著時間的推移,改變了原有的意義或變得更為詳細。另外,分子生命科學的內容往往是看不見摸不著的分子事件,并且經常使用特殊的符號。在學習特定知識的時候,經常用到該領域的語言,這使學生一方面因缺乏感官的刺激,另一方面因特定語言難記而感到厭倦。
3.教學設備需更新,教學經費要充足。
對于生命科學和生物技術專業的學生來說,真正掌握分子生命科學技術并不是一件容易的事,因為這不但需要他們熟知理論知識,而且要將理論知識和原理熟練地運用到實驗中。但是因人力物力財力等因素,即使是校方注意到分子生物實驗對本科教學的重要性,也往往有心無力,致使本科教學設備落后,教學經費嚴重不足。
4.部分內容的講授需借助網絡資源。
一個生命科學的概念,大部分涉及集群的過程,而這又涉及復雜的生物物理,生化,生態現象。為了解新興的概念,學習者必須通過復雜的信息空間進行篩選,區別對待重要和不重要的信息。特別是難于理解的生物學概念,如自然選擇、進化、變異、分子重組等,需要進一步研究來解決學生學習的困難。
四、對教育研究與教學的啟示
1.在教學過程中有必要確定講課的核心內容。
由于分子生命科學涉及的知識面非常廣,并且分布于不同的課程學習中,因此,應該編制一本適合學生學習的分子生命科學叢書,在學習基礎知識的基礎上,單獨把分子知識列在一起,作為一門新的學科。
2.科學規范地界定概念,通俗易懂地教授知識。
學生對概念的理解和推理困難已成為科學教育研究的主要焦點。目前也有一些高校正在采取措施,以縮短實踐和分子生命科學教學之間的差距。所以,在分子生命科學的學習和教學過程中,應減輕學生學習的壓力,使學生更輕松地進行學習。
3.構建合理網絡平臺,增強網絡教學效果。
隨著信息技術的發展及其向教育領域的滲透,基于網絡平臺的多媒體教學在各學科的教學中得到了越來越廣泛的應用。在分子生命科學的教學和研究中,要利用網絡視頻發揮關鍵作用,從而改變學生關于分子生命科學現象的抽象思維方式,這樣更有利于教學和科研的研究工作。
4.重視分子生命科學領域中涉及的倫理、道德問題。
雖然目前核物理等學科給人們帶來有利的一面,但是也存在安全隱患。科學本身就是一把雙刃劍,隨著分子生命科學與人們日常生活聯系的日益緊密,人們對在哲學和倫理問題上產生了爭議。
總之,分子生命科學核心內容的確立,概念的理解,利用網絡進行虛擬實驗及知識的傳播和倫理道德的研究是本文在分子生命科學教學中的關注點。建議在高校進行更多的研究活動,了解學生對分子生命科學新概念的理解和學習的情況,建立分子生命科學大學科教學,幫助學生更好地學習和利用分子生物知識為社會服務。
體驗學習高中生物課堂教學學生學習的過程是知識建構的過程。這種建構的過程包括學生對課程的體驗和對課程的自我了解,進而使學生構建出屬于自己的生本課程。體驗學習是學生生本課程構建的過程。在體驗學習中,學生要不僅要在教師的引導下主動接受知識、了解知識,更要將自己置身于知識所體現出的邏輯關系以及與社會的關系當中。高中生物教學內容與社會發展、人民生活有著密切的自然關系,通過營造體驗學習的情境和過程,建構出體驗學習的路徑來實現高中生物課堂的高效開展與社會價值。
關于體驗式學習,教育領域的學者從不同角度給出了不同的定義。陳霞認為,體驗式學習體是指“學習者在學習的過程中經歷從觀察、思考、反思到實踐的流程,從行為和感情上直接參與到教學活動中來,通過自身的體驗和親歷來建構知識”。則認為體驗學習是“學生以自然或結構性的方式獲得親身體驗和實踐,接著反思發生在自己身上的直接、具體的生活事件,得出抽象、概況的結論,并據此調節或指導自己的后繼行為。簡單地說就是‘從做中學’”。不論何種定義,我們都可以看到體驗式學習并不是將學生的學習停留在經驗的層面,而是要將經驗或表象內化為學生專屬的概念。這種概念和思維的形式是反思得到的,反思得出的概念則要為后續的學習和生活作指導。這并不是原地畫圈,而是一個螺旋向上的過程。體驗式學習的重點和核心在體驗,體驗的材料要豐富,體驗的過程要生動,體驗的主角要主動,體驗的效果要多元。體驗式學習的種類有很多,常見的如情境體驗、角色體驗、實踐體驗等。在高中生物的教學過程當中,教師要結合教學內容和班級學生的特點,科學合理靈活地使用體驗式教學法,構建體驗式教學的生動課堂。
一、多媒體技術的融入與體驗情境的營造
體驗式學生置身于某種特殊情境下的行為和感受。高中生物在進行體驗式教學的過程中要讓學生認識到生物學科的重要意義,尤其是其對人類生存發展的重要性。每一課時的內容都要在情感態度價值觀方面有所斬獲。這就需要教師通過科學合理的情境讓學生體驗學科、體驗課程內容、體驗生物的奧秘。多媒體技術的應用就是增強學生體驗從而派生出其中蘊含的核心概念的重要工具。由于實驗器材的欠缺和實驗步驟的復雜程度,教師不可能為所有學生十分精確的演試每一個實驗的過程,有些實驗也不適合在課堂上進行演試。此外,對于一些生物與人文學科交叉的內容,僅憑單純的文字則無法達到學生豐富體驗的效果。這時將多媒體進行合理地運用則可以達到創設良好體驗情境,增強學生具象材料的理解和接受程度并積極轉化為抽象的概念之目的。《細胞的能量“通貨”――ATP》一課介紹了ATP作為生命的直接能源所擁有的地位及其在生物代謝中扮演的重要角色。ATP在現實生活當中的體現,ATP在植物的光和作用中的作用等都是學生了解ATP的重要知識點。教師可以通過一段螢火蟲的視頻或照片讓學生產生對ATP現實存在的體驗,進而教師可以提問學生“螢火蟲為什么能發光”,從而引出ATP是直接能量物質的概念。在展示ATP的分子結構式時,教師可以通過幻燈片對分子結構式進行分解解釋,并利用Flash技術制作短片向學生展示綠色植物通過呼吸和光合作用如何將ADP轉化為ATP。學生的體驗正是在這些生動形象的展示與對生活情境的體驗之中逐步得到升華。
二、“雙實”活動的靈活運用與生物知識的生活遷移
生物課實踐及實驗活動的靈活運用是學生體驗活動的重要組成部分。實驗課程是理論課程的補充,是對較為靜態化的知識的有益補充,也是增強學生對知識的體驗度。實踐活動則是學生對知識轉化過程的真切感受。課程的實驗和實踐活動可以發生在課堂之上,也可以在教室外由教師帶領學生,甚至由家長配合完成。《內環境穩態的重要意義》一課重點要求學生認識到“通過各器官系統的協調活動,才能實現內環境的穩態”這一生命運行的基本規律。教師可以從學生的身體體溫入手,在這一節課之前布置家庭作業,那就是按照課本上的要求完成“體溫日變化規律的調查”。在課堂之初請同學匯報體溫調查的結果,并根據調查的結果回答問題諸如“同一個人在一天內的體溫變化有和特征”“年齡和性別不同的人在體溫變化上又有何異同點”等。體溫測量及其與課程內容的緊密結合就是實踐教學的典型案例。教師可以設計實踐教學與理論教學的流程(如下圖),并根據課程內容保證核心知識點的逐步滲透,就可以達到實踐教學應有的體驗效果。學生也正是在這種對自己體溫的親身體驗中完成對核心概念“內環境穩態”的認識,實現生物知識的遷移。
三、生命科學的人文化拓展
生命科學與人文社會的關系十分緊密。不僅表現在生命科學直接服務與人們的生產生活,更在很多方面體現出了“物競天擇適者生存”的道理或是中國傳統思想中蘊含的辯證法思想等。將生命科學與人文知識和人文精神相關聯,是對生命科學的尊重和再認識,也是增進學生對生命科學體驗的舉措。例如前面提到的內環境穩態的知識點滲透的就是“局部與整體相統一的辯證唯物主義觀點”。此外,將生物中的生命科學知識與社會當中的疾病救治、社會關愛、健康維護、社區幫扶、醫療補助等知識進行關聯,既能夠讓學生認識到生命科學的普遍運用和重要地位,同時借助生命科學的平臺讓學生體驗到其具備的重要的社會價值和人文情懷,使學生能夠學習到不一樣的生物課,形成學科間協同創新的新局面。
參考文獻:
[1]陳霞.高中生物“體驗式學習”的教學探析[J].海峽科學,2009,(4):83-84.
[2].體驗式學習理論及其在成人培訓中的運用[D].華東師范大學.2007.
[3]姚秀榮.高中生物課堂體驗式學習教學實踐的研究[D].蘇州大學.2012.
學習科學,是為了關注和解釋自然界,并深刻理解人類對自然界中各種現象已經做出的科學解釋,同時要使學習者逐步擁有屬于自己的獨立思考和判斷能力。達成以上目標的基礎,是對每一個具體核心科學概念的理解和掌握。核心科學概念是架構整個科學學科領域最基本、最關鍵的核心思想。學習者只有對解釋、思考時運用到的這些核心科學概念進行長期的學習和建構,并深刻理解這些核心科學概念的內在聯系,才能擁有足夠的科學學科基礎知識,才能發展自身的科學思維能力和基本的科學素養。為此,課程的設計者和實施者必須清楚哪些是核心的科學概念,哪些是某一年齡階段需要掌握的子概念,在一個或一段年齡時期內如何推進學習者的概念改變,并明確該推進到哪一步。總之,必須以整體發展的眼光認識每一節課在學習者核心科學概念發展過程中的位置,必須為學習者完成一個核心科學概念的理解而制定一個長期的目標。在STC課程實驗研究中,我們看到它的課程組織結構很好地體現了“讓學生對核心概念連續把握并廣泛理解”的指導思想。
在“對概念的連貫把握”方面,STC課程的組織有兩個特征。
一是強調組織課程必須聚焦于為數不多的幾個核心概念,以便有更多的時間深入探索每一個概念所蘊含的具體思想,獲得對某一核心概念連貫而深入的理解。
以生命科學領域的教學為例,STC課程主要聚焦于生命與環境、生命特征、生物進化3大核心科學概念,同時這3大核心科學概念又被細化為48個相關的科學子概念。STC課程將它們安排在6年的時間里,每個學年集中學習2個月的時間(約16課時),使3大核心科學概念始終貫穿于每一個學習階段。核心科學概念和子概念之間形成互相聯系、經常反復、逐級提升、不斷生長和連貫把握的一個整體。子概念成為對核心概念的深化,彼此又相互聯系和相互支撐。3大核心科學概念被分散在各個學段的學習過程中,以不同的表現形式反復出現,每次出現都是在前面學習基礎上的發展,最終形成了一個連續而沒有終端的概念網絡。近96課時的探究過程,也成為一個密切聯系、一直連貫的學習進程。
表1具體呈現了生命科學領域3大核心科學概念在6年的學習進程中按學習者年齡特點所進行的逐級連貫安排,這是以學習者大腦的發展為基礎,以3大核心概念中相關子概念的連貫性為依據而構建的各個階段不同主題的學習進程,這樣的安排使課程中的不同內容形成彼此有聯系、有發展、相互完善、一直連貫的整體。
二是強調學概念是一個不斷發展、持續深入的學習進程。通過學習進程的設計,不斷使學習者建構、完善相關的知識和能力,加深對概念獲得及運用的理解。
將學習置身在一個逐級連貫的概念理解過程中,用大量的時間深入探究并持續若干個年齡階段,使學習者對概念的把握始終處于一個發展和深刻思考的過程中,這種方式顯現出以下優點:
促使學習者開始對某一領域幾個為數不多的概念進行反復的認真思考。
促使學習者參與一些對其終身學習有意義的探究和學習。
在不同的階段引入更適合學習者發展需求的相關核心概念。
促使教育者思考某一領域為數不多的概念在各個年齡階段呈現的方式,以及逐級建立的依據和相互支撐的聯系。
課程建設者可以更科學地根據學習者的學習活動研究和確定課程的范圍和順序。
STC課程對概念的連貫把握,將學習者對重要的核心科學概念的探究和理解置于一個相當長的學習周期中,用聯系的、反復的、逐級的、生長的、連貫的概念構建策略,使學習變成一個不斷解讀概念、不斷深入探究、不斷思考轉化的過程。STC課程這種連貫性的結構,讓我們看到科學核心概念的構建不是一條向上的線段,抑或是一條螺旋上升的曲線,而是一條復雜的、有時會反復的、始終連貫的、沒有終端的網狀關系。這樣的連貫性課程結構安排很值得我們國家科學課程建設者借鑒。
在“對概念的廣泛理解”方面,STC課程組織有兩個特征。
一是強調對科學概念的理解是在多個情境中被不斷提取的過程。課程不僅把一個核心概念置于6年的各個單元中以尋求廣泛理解,而且在每一個單元中也體現了這一思想。
3年級“植物的生長和發育”單元,學生形成的子概念包括植物的結構和功能、植物的生長周期、遺傳、人工選擇、自然選擇等。但是課程并不是僅僅設置了對這些內容的探究,還包括了播種的技術、間苗和移植的技術、測量的技術、蜜蜂的身體結構和功能、蜜蜂的習性、蜜蜂模型的制作技能、人工授粉的技術、收獲種子的技術等一系列與物質科學、設計與技術相關的探究內容。課程設計者認為,這些內容與生命科學領域核心概念的發展是相互依賴和相互促進的,它們同時影響著學生對生命科學3大核心科學概念的理解。
“植物的生長和發育”單元的第4課是“間苗和移植的技術”,作為“設計和技術”領域中農業技能的一個教學角度,學習者在進行一項看似非常精密的農業技能訓練,了解間苗和移植的不同與方法,同時也親手經歷了這一過程。實際上,這項技術反過來也影響了學習者對生命科學3大核心概念的深刻理解。間苗和移植的目的是使幼苗擁有足夠的空間、陽光、食物、水分和空氣循環,如果不這樣做,那么幼苗就有可能發育不良或死亡,這是對“生物與壞境”核心概念的思考。間苗和移植后,大部分植株得到了一個良好的生存環境,植物會茁壯成長并在收獲的季節生長出更多優質的種子;反之,因為營養不良等因素,種子產量和質量就會降低,影響后續的繁殖。這是對“遺傳、進化”核心概念的思考。間苗要注意剪枝的位置,移植要將植株和根系一起拔起并帶些土壤,這是對“生命特征”核心概念的進一步理解。人工間苗和移植,將使植株有選擇地、更好地生長,這是對“人工選擇、自然選擇”概念的思考。所以,讓學習者全面認識事實,是STC課程對概念的廣泛理解的一種思考。只有讓學習者廣泛關注概念的各個角度,通過對相關聯的各個領域進行探究,對概念的理解才會更深入、更深刻和更科學。
二是強調科學概念的理解必須建立在各個核心概念緊密聯系的基礎上,不僅是讓學習者理解單個概念,而且希望學習者在多個重要概念之間尋找相互聯系,以獲得更多的支持,使概念的理解發生在多脈絡的情境中。
把學習置身在一個廣泛情境的概念學習過程中,用大量證據支撐每一次概念的建構,使學習者對概念的理解始終處于一個盡可能全面的邏輯實證基礎之上,這樣的方式顯現出以下優點:
孩子對概念的理解是全面而深入的。
孩子參與了多個模塊的探究,擁有自己進行鑒別和思考的機會。
在不同概念領域中孩子能主動尋找彼此間的聯系并生成真正的理解。
教育實施者需要將概念置身在一個更大范圍內的應用,并聯系同一年級層次中相關概念之間的結合點,使學生有機會了解事實的全部。
[關鍵詞]生命科學、本質、發展、應用、社會、生活
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)29-0132-01
一、對生命科學的認識和思考
現代社會科學技術的飛速發展,極大地推進了人類社會的進步,而生命科學領域更是尤為突出,生命科學的進展給我們的生活帶來了天翻地覆的變化。生命科學與生物技術早已成為當今最為活躍的科技領域之一,人類對生命活動基本規律的認知水平達到前所未有的程度,其地位和作為是不言而喻的,它是當今在全球范圍內最受關注的基礎自然科學。
大千?生命世界,數以百萬計的不同物種雖然在形態結構和行為活動上表現得千差萬別,但生物世界中最本質的東西卻是高度一致的。構成生命的化學元素和生命大分子在化學組成都是由C、H、O、N、P、S等化學元素和4種核苷酸、20種氨基酸、糖類、脂肪等基礎生物大分子組成,這些成分是生命構建和一切生命活動得以進行的基礎;所有生物體都能夠進行新陳代謝,并在新陳代謝過程中不斷的生長;所有生物體都能夠進行繁殖產生后代,由于受基因控制和基因改變的影響,生命的繁殖表現出高度的遺傳和變異特性。
細胞是生命存在的最基本形式,是一切生命活動的基礎,被稱為生命的基本結構單位和功能單位。
從宏觀角度看,地球上的生物構成了一個復雜的生態系統,在這個系統中,生物之間相互依賴、相互制約。生命科學是一門歷史悠久的學科。在人類文明的初期,人們就注意到了生命與非生命的區別,并對生物進行觀察、描述,收集整理了大量的材料。17世紀前,由于科學技術水平的限制和神學對人們思想的影響,古老的生物學始終停留在觀察和描述階段。直至20世紀以來伴隨物理化學等有關學科的發展生命科學的一些基本概念和理論建立起來了。20世紀后半葉,隨著分子生物學的興起,生命科學的發展獲得了前所未有的速度,一方面傳統生物學的學科分支進一步深化、細化,另一方面學科間的交叉進一步加強。20世紀70年代以后,以生物工程、克隆技術、PRC技術等為主要內容的現代生物技術取得突飛猛進的發展
二、生命科學與社會發展
生命科學是一門神圣的學科,社會的發展離不開生命科學。
醫學領域:1929-1943年,青霉素的發現,拯救了二戰后期幾百萬人的生命,抗生素的廣泛使用。
遺傳學領域:1953年,沃森和克里克首次提出DNA雙螺旋結構,揭開了遺傳的神秘面紗。
生命科學領域:1997年2月,首例哺乳動物――克隆綿羊“多莉”的誕生;農業領域:轉基因棉的研制成功,害蟲防治的突破發展。
環境領域:“超級菌”的研制成功,極大程度上解決了海上石油污染的問題。
目前,社會上出現了很多種復雜的疾病,例如糖尿病、心臟病等,光靠有限的醫學藥物是遠遠不夠的,好多人因此丟失了生命,基因工程的出現給醫學領域帶來了曙光,科學家們利用基因工程生產出某些特殊的基因和世界上難找的蛋白質,比如說,科學家利用轉入轉胰島素基因的大腸桿菌來生產人們所需要的大量胰島素,大大縮短了胰島素的生產周期,治愈了更多的胰島素病人。基因工程還生產出了大量的基因產品,如人的生長激素、干擾素、白細胞介素-2等,對人類的發展起到至關重要的作用。
三、生命科學與我們的生活
進入二十世紀八十年代,生命科學更使勢不可擋,雄居影響當代人生活的四大科學之首,目前,生命科學已經成為21世紀當之無愧的帶頭學科。國際核心期刊生物學占著越來越多的比例,世界優秀科技成果評選總不會離開生物學的最新成果,無論從這些還是從對人類生活及思想的影響來看,生命科學都是當今世界科學研究的核心,最為炙手可熱的領域
以下一些生活中的案例來說明生命科學對我們生活的影響:
在山東,醫學專家為60歲的劉為榮換了心臟。我國自上世紀80年代末開始做心臟移植手術以來,劉為榮是年齡最大的“換心人”,現在他像正常人一樣安排起居。
在上海,上海生物制品研究所生產出第一批高質量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不僅接種保護效果好,而且臨床副反應極少,適合各種年齡段的人群接種,最受市場青睞。
在日本,東京齒科醫科大學和大日本印刷公司借助特殊的印刷技術,成功培育出與人體血管原來形狀相同的毛細血管,有望用于治療心肌梗塞。
在美國,其國家人類基因研究所宣布,他們已繪制成功首張狗基因測序草圖,顯示狗與人類的基因數量大致相同。這一成果有助于人類對與基因相關的疑難病癥的研究。
在新加坡,科研人員發現經高溫和超聲波加工處理后的動物骨骼植入人體后,可能不會發生感染或排斥反應,這為異體骨骼移植帶來了新希望。
在韓國,研究人員首次培育成功轉基因熒光雞,使轉基因雞蛋在食品、制藥等領域的大規模應用進了一步。
以上這些告訴我們,生命科學就是為我們的生活服務的,它的出現和發展就是為了使我們的生活更加美好。
【關鍵詞】生物學 核心概念 核心概念教學 新課程
生物學是一門研究生命現象及其活動規律的自然科學,它以一系列核心概念作為分析、推理、判斷和綜合等邏輯思維過程的依據來揭示本學科的基本規律。生物學概念不僅是生物學科的基礎,而且是生物學領域最基本的語言表達單位。新課程改革的一個核心就是“注重學生在現實生活的背景中學習生物學,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念”。可見提高科學素養不是追求對科學事實和信息量的更多占有,而是要求對核心概念和科學思想的深刻領悟。更重要的是培養學生接觸到新的“原理、規律和方法”時能借助生物學概念能進行自我闡明的能力。因此,學生能否牢固地、準確地建立起反映生物學思想的基本的生物學核心概念體系,應當是中學生物學教學的主要目標。
一、對生物學核心概念的認識
在學科教學中,建構匯集信息片段的知識結構,并將其納入到信息結構之中,這個知識結構的節點就是核心概念。在生物學這門基礎自然科學中,離不開對事物和現象的具體描述和分析。生物學的核心概念,是指代表生物世界中同類的“事”、“物”及“規律”。我們要從眾多的生物學概念中提煉出能反映學科本質的、構成學科骨架的概念,因為這樣的概念可以統攝學科的一般概念,可以揭示一般概念之間的聯系,具有統整學科知識的功能,這樣的概念就叫核心概念。我們在課堂上抓住生物學的核心概念進行教學,教學中前后一致、將生物學思想主線貫穿始終,致使學生對生物學現象本質的認識深入,提高學生解決生物學實際問題的能力,這對學生的終身發展是極其有利的。
二、為什么要進行生物學核心概念的教學
第一,生物學核心概念有助于提升學生的科學素養。
考試評價已經悄悄地由事實性知識的記憶轉向對核心概念的理解。近幾十年來,特別是DNA分子雙螺旋結構破譯以來,生物學的研究進入到分子生物學水平,生物科學知識呈現出爆炸性的增長,面對如此繁多的知識,如果仍然要求學生記憶生物學事實,哪怕是一些經典的生物學事實,恐怕也很難做到。最基本的概念、原理、規律等一般不發生巨大的變化,創設新的情境,要求學生應用概念、原理、規律等來分析解決問題,以此來評價學生的學習,已成為評價學生學業的主流方向了。
第二,生物學事實往往是相互孤立的,難以建立合理的聯系,組成一個合理的結構,因此對生物學事實的考查往往是檢查學習者是否記住,是否記得清楚。而生物學概念主要是在運用中得到鞏固,概念的運用是把已經概括化的一般屬性應用到特定場合。
第三,生物學核心概念具有統攝思維功能。核心概念的提煉和梳理需要按照知識的內在聯系和規律性,將零散的整體化、條理化,建構起脈絡清晰、條理分明、相互之間有機聯系的體系。
第四,生物學核心概念具有很強的遷移教育功能。概念的過程也是概念的具體化過程。一般而言,概念的應用有兩種途徑:一是引證具體實例來說明概念的內涵和外延;二是運用概念來解決實際問題。
三、如何進行核心概念的教學
1、以教學單元作為建構核心概念體系的基本單位
教學單元是一個相對完整的教學內容體系,它由若干節具有內在聯系的具體內容組成,它們之間形成了一個有機整體,因此教學單元是學生知識結構形成和發展的基本單位。
2、充分應用生物科學發展史建構核心概念體系
生物學概念的發展史中,不僅記載著生命科學知識的形成過程,而且蘊涵著科學家的創造思維方式。所以學習生物學概念的發展史,不僅有利于更好地理解、掌握生物學概念,而且有利于學生形成科學的觀念,提高生物學科學素養、提高學生的探究能力、培養學生的“三維目標”、實現學生科學素養和人文精神的和諧統一。
3、通過模型法建構核心概念體系
“模型”是人們按照科學研究的特定目的,在一定的假設條件下,用物質形式或思維形式再現原型客體的某種本質特征。在實踐教學中主要有物理模型、數學模型、概念模型,通過構建模型和直接認知模型來把握生物學概念,是當前課改實踐中的常用科學方法。模型法可以讓抽象問題更易理解和直觀化。
4、通過概念圖方法建構核心概念體系
“知識的構建是通過已有的概念對事物的觀察和認識開始的”。概念圖是一種用節點代表概念,連線表示概念間關系的圖示法。通過建立概念網絡,不斷地向網絡增添新內容,有助于學生激發學習動機,創造新知識,形成有意義的學習過程。
生命科學中的“規律、原理和方法”都是借助于有關生物學概念才得以表述。而概念是人腦對現實的對象和現象的一般特征和本質特征的反映。因此,在生物學教學中學生準確、深刻地理解、掌握概念,不僅是學好生物學的前提,也是發展學生智力和邏輯思維能力的必要條件。因此,生物教師要重視概念教學,運用有效的策略幫助學生正確理解和運用概念,進而運用生物學原理、規律解決生產、生活實踐中的有關生物學問題。
參考文獻:
[1]戢守志等譯.美國國家科學教育標準.北京:科學技術文獻出版社.1999.
[2]The California State Board 0f Education, Science Framework, California Department 0f Education. 2000.
[3]H.Lynn Erickson著,蘭英譯.概念為本的課程與教學.北京:中國輕工業出版社.2003