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摘 要：生物学概念是构建和传承生物学科知识大厦的基本组成单位，又是提高学生科学素养的基本要求。科学概念的学法指导中要特别注重前科学概念的有效转化和概念图策略的应用。
关键词：科学素养；科学概念；前概念；建构主义理论；意义学习；概念图
福建省普通高中已经全面开展新一轮的课程改革试验，《普通高中生物课程标准》（实验）明确指出高中生物新课程的宗旨就是提高全体学生的生物科学素养。而让学生掌握一定的生物学基础知识既是生物课程所规定的基本任务之一，又是学生具有生物科学素养的基本要求和标志。这里所说的生物学基础知识就包括基本的生物学概念、原理和规律。其中生物学概念是构建和传承生物学科知识大厦的基本组成单位。有数据表明，高中生物教材中出现的概念超过300个！看来如何切实有效地开展科学概念的学法指导将是值得探讨的实践性课题。本文将就个人及备课组在近几年对高中生物科学概念学法指导研究中做法进行阶段反思。
概念是人们对事物本质的认识，是逻辑思维的最基本单元和形式。现代认知心理学家认为，“概念是人脑在感觉、知觉和表象的基础上，对感性材料进行去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的思维加工和改造的过程” 。是“通过使用抽象化的方式从一群事物中提取出来的反映其共同特性的思维单位”。科学思维中我们所用的概念就是科学概念。我们在教学中多法并举全面开展科学概念的学法指导。
1. 充分了解前科学概念，顺利构建新的科学概念
前科学概念也称为前概念，指“未经专门教学，在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念”，一般指在接受正规的科学教育之前已形成的概念。其内涵由于受狭隘的知识范围限制，往往被不恰当地扩大或缩小。皮亚杰的建构主义理论研究表明，“新经验的获得需要以原来的经验为基础”，而“新经验的进入又会使原来经验发生一定的改变，使它得以丰富、调整或改造。因此，学习的过程包含了由新、旧经验的冲突而引发的概念转变和结构重组，是新旧经验之间的双向的相互作用的过程。而科学概念的学习实质是建立在原有概念基础上概念的改变过程，由此实现了概念的重新建构与延续。下面就几个学生学习科学概念前后我们集备组所做的调查为例来探讨，见表1。
表1
看来，在对新概念的学法指导时，教师尽可能要通过多种方式对学生已有的前科学概念有一个充分了解，承认它们的存在，并对它们具有一定的预见性，充分发挥教师的教学智慧，巧妙引导，避免走太多的弯路，从而提高课堂效率又培养学生的科学素养。正如奥苏贝尔的认知结构同化学习理论研究所表明，“当学生把教学内容与自己的认知结构联系起来时，意义学习便发生了。”
2. 多方强化科学概念的本质特征，正确构建新的科学概念
科学概念是指在教学活动中获得的对客观事物的共同属性和本质特征的反映。一个基本概念，总是由“内涵”和“外延”两个部分组成的。概念的“内涵” 指的是一个概念区别于另一个概念的本质属性，要理解一个概念首先要懂得抓住概念的“内涵”。因此，在概念教学中要特别注意引导学生共同剖析概念的本质特征，参与知识的建构过程，形成牢固的条件反射。
如在“基因突变”这一概念的教学中，通过介绍镰刀型细胞贫血病的症状及病因分析得出的定义是“DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变”，这个概念的实质是基因结构的改变。概念的“外延”实际上指的是一个概念的适用范围。生物学概念一般具有其特定的运用范围。基因突变概念的外延是只适用于具有细胞周期的细胞，而且改变的方式是通过细胞分裂期间DNA分子复制过程碱基对的替换、增添和缺失来实现的。理解好一个概念外延，以便提高学生运用概念的能力。如在本次月考中的一道试题检测后的质量分析中我们备课组有很大的触动。题目是：经检测某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因是 （ ）
A.遗传信息没有改变
B.基因的结构没有改变
C.遗传密码没有改变
D.控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变
本题就是对基因概念的考查，正确答案是D，但是错误率较高，就抽样调查顯示，23%的同学错选A，各有10%的同学选B或C，我们备课组针对暴露出的问题进行研究，强化基因突变概念的内涵与外延的教学，在之后的周练习中明显看出学生掌握情况有了显著好转。
3. 以生命科学史为依托，丰富构建新的科学概念
新课程的一大特色就是科学史的介绍。《标准》指出，科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生命世界的道路，领悟科学家的思想以及思想转变与他们当时所从事的科学探究是密切相关的。这对培养学习者的科学素养有着重要的意义。
科学史的知识仅必修1就有“细胞学说的建立过程”、“对细胞膜结构的探索历程”、“关于酶本质的探索”、“光合作用的探究历程”等。教师通过介绍科学史“关于酶本质的探索”，引导学生逐渐达成共识，不难形成正确“酶”的概念——“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质”。
4. 强化实验探究，正确构建新的科学概念
生物学是一门实验性学科，实验和其他实践活动是让学生心智和客观事实发生联系的最直接的途径。这在“植物细胞的吸水和失水”实验中有最好的诠释：我们实验室除了为学生提供教科书建议的所有材料外，还准备了0.5g/ml的蔗糖溶液、30%葡萄糖溶液、10%的硝酸钾溶液、10%的氯化钠溶液、乙二醇等等。学生通过设计一系列的对照实验，实验兴趣高昂，不难形成“质壁分离与复原”的正确概念，而且对于概念的外延——“活的”、“成熟的”、“植物的”细胞才能够发生质壁分离就有一个完整的认识了。
5. 师生共建概念图，构建科学概念形成知识体系
概念图是指将一组相关概念用线条和文字形式直接连成的空间结构图形，形象地表示出这些概念之间的关系。概念图中以综合、分层的形式表示概念之间的相互关系的空间网络结构图，为其常见的结构形式之一（如图1）。由节点、连线、连接词、层级结构等4个部分组成。节点代表圆圈或方框内的概念；连线表示各概念间的逻辑关系；通过某个最概括、最简短的连接词形成意义的描述。
在几个课时或一个章节的教学完成之后，师生尝试共同构建阶段核心概念的概念图，借助概念图，理清概念之间的内在联系，构建完整的知识体系有着其他方式的学法指导所无法比拟的优势，各个学生的知识储备和个体因素不同，所构建的概念图会有所差异而更加个性化，为学生所乐于接受。
另外，经过几年的教学实践表明，在应用中强化所学概念，能达到学以致用的目的又及时检测科学概念的掌握情况是行之有效的方法，如通过课后训练或单元检测等多种形式。这种方法还易于教师对学生对于某一概念的掌握情况有一量化的把握。通过研究还发现，前科学概念普遍存在于学生的认知中，但是学生自我感知意识少，更加无视其存在的危害性，极大干扰了学生学习科学概念的方向性。因此，为了提高课堂教学的有效性，高中生物前科学概念的研究亟待发展。这些都是我们在今后的教学实践中要特别予以关注的。为继续探索出更让学生乐于接受的指导学生概念学习方式我们还要不断努力着。
参考文献：
[1]刘恩山.普通高中生物课程标准（实验）解读[M].南京：江苏教育出版社，2003：64-65.
[2]游隆信.生物学概念的教学策略探析[J].生物学教学，2005，30（2）：46.
[3]朱敏燕.转变高中生生物前概念中“相异构想”的教学策略[J].中学生物学，2006（30）.
[4]张卓鹏.高中生物“互动—生成”教学模式初探[J].中学生物教学，2010（3）：46.
关键词：科学素养；科学概念；前概念；建构主义理论；意义学习；概念图
福建省普通高中已经全面开展新一轮的课程改革试验，《普通高中生物课程标准》（实验）明确指出高中生物新课程的宗旨就是提高全体学生的生物科学素养。而让学生掌握一定的生物学基础知识既是生物课程所规定的基本任务之一，又是学生具有生物科学素养的基本要求和标志。这里所说的生物学基础知识就包括基本的生物学概念、原理和规律。其中生物学概念是构建和传承生物学科知识大厦的基本组成单位。有数据表明，高中生物教材中出现的概念超过300个！看来如何切实有效地开展科学概念的学法指导将是值得探讨的实践性课题。本文将就个人及备课组在近几年对高中生物科学概念学法指导研究中做法进行阶段反思。
概念是人们对事物本质的认识，是逻辑思维的最基本单元和形式。现代认知心理学家认为，“概念是人脑在感觉、知觉和表象的基础上，对感性材料进行去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的思维加工和改造的过程” 。是“通过使用抽象化的方式从一群事物中提取出来的反映其共同特性的思维单位”。科学思维中我们所用的概念就是科学概念。我们在教学中多法并举全面开展科学概念的学法指导。
1. 充分了解前科学概念，顺利构建新的科学概念
前科学概念也称为前概念，指“未经专门教学，在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念”，一般指在接受正规的科学教育之前已形成的概念。其内涵由于受狭隘的知识范围限制，往往被不恰当地扩大或缩小。皮亚杰的建构主义理论研究表明，“新经验的获得需要以原来的经验为基础”，而“新经验的进入又会使原来经验发生一定的改变，使它得以丰富、调整或改造。因此，学习的过程包含了由新、旧经验的冲突而引发的概念转变和结构重组，是新旧经验之间的双向的相互作用的过程。而科学概念的学习实质是建立在原有概念基础上概念的改变过程，由此实现了概念的重新建构与延续。下面就几个学生学习科学概念前后我们集备组所做的调查为例来探讨，见表1。
表1
看来，在对新概念的学法指导时，教师尽可能要通过多种方式对学生已有的前科学概念有一个充分了解，承认它们的存在，并对它们具有一定的预见性，充分发挥教师的教学智慧，巧妙引导，避免走太多的弯路，从而提高课堂效率又培养学生的科学素养。正如奥苏贝尔的认知结构同化学习理论研究所表明，“当学生把教学内容与自己的认知结构联系起来时，意义学习便发生了。”
2. 多方强化科学概念的本质特征，正确构建新的科学概念
科学概念是指在教学活动中获得的对客观事物的共同属性和本质特征的反映。一个基本概念，总是由“内涵”和“外延”两个部分组成的。概念的“内涵” 指的是一个概念区别于另一个概念的本质属性，要理解一个概念首先要懂得抓住概念的“内涵”。因此，在概念教学中要特别注意引导学生共同剖析概念的本质特征，参与知识的建构过程，形成牢固的条件反射。
如在“基因突变”这一概念的教学中，通过介绍镰刀型细胞贫血病的症状及病因分析得出的定义是“DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变”，这个概念的实质是基因结构的改变。概念的“外延”实际上指的是一个概念的适用范围。生物学概念一般具有其特定的运用范围。基因突变概念的外延是只适用于具有细胞周期的细胞，而且改变的方式是通过细胞分裂期间DNA分子复制过程碱基对的替换、增添和缺失来实现的。理解好一个概念外延，以便提高学生运用概念的能力。如在本次月考中的一道试题检测后的质量分析中我们备课组有很大的触动。题目是：经检测某生物发生了基因突变，但其性状并没有发生变化，其原因是 （ ）
A.遗传信息没有改变
B.基因的结构没有改变
C.遗传密码没有改变
D.控制合成的蛋白质中的氨基酸序列没有改变
本题就是对基因概念的考查，正确答案是D，但是错误率较高，就抽样调查顯示，23%的同学错选A，各有10%的同学选B或C，我们备课组针对暴露出的问题进行研究，强化基因突变概念的内涵与外延的教学，在之后的周练习中明显看出学生掌握情况有了显著好转。
3. 以生命科学史为依托，丰富构建新的科学概念
新课程的一大特色就是科学史的介绍。《标准》指出，科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生命世界的道路，领悟科学家的思想以及思想转变与他们当时所从事的科学探究是密切相关的。这对培养学习者的科学素养有着重要的意义。
科学史的知识仅必修1就有“细胞学说的建立过程”、“对细胞膜结构的探索历程”、“关于酶本质的探索”、“光合作用的探究历程”等。教师通过介绍科学史“关于酶本质的探索”，引导学生逐渐达成共识，不难形成正确“酶”的概念——“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质”。
4. 强化实验探究，正确构建新的科学概念
生物学是一门实验性学科，实验和其他实践活动是让学生心智和客观事实发生联系的最直接的途径。这在“植物细胞的吸水和失水”实验中有最好的诠释：我们实验室除了为学生提供教科书建议的所有材料外，还准备了0.5g/ml的蔗糖溶液、30%葡萄糖溶液、10%的硝酸钾溶液、10%的氯化钠溶液、乙二醇等等。学生通过设计一系列的对照实验，实验兴趣高昂，不难形成“质壁分离与复原”的正确概念，而且对于概念的外延——“活的”、“成熟的”、“植物的”细胞才能够发生质壁分离就有一个完整的认识了。
5. 师生共建概念图，构建科学概念形成知识体系
概念图是指将一组相关概念用线条和文字形式直接连成的空间结构图形，形象地表示出这些概念之间的关系。概念图中以综合、分层的形式表示概念之间的相互关系的空间网络结构图，为其常见的结构形式之一（如图1）。由节点、连线、连接词、层级结构等4个部分组成。节点代表圆圈或方框内的概念；连线表示各概念间的逻辑关系；通过某个最概括、最简短的连接词形成意义的描述。
在几个课时或一个章节的教学完成之后，师生尝试共同构建阶段核心概念的概念图，借助概念图，理清概念之间的内在联系，构建完整的知识体系有着其他方式的学法指导所无法比拟的优势，各个学生的知识储备和个体因素不同，所构建的概念图会有所差异而更加个性化，为学生所乐于接受。
另外，经过几年的教学实践表明，在应用中强化所学概念，能达到学以致用的目的又及时检测科学概念的掌握情况是行之有效的方法，如通过课后训练或单元检测等多种形式。这种方法还易于教师对学生对于某一概念的掌握情况有一量化的把握。通过研究还发现，前科学概念普遍存在于学生的认知中，但是学生自我感知意识少，更加无视其存在的危害性，极大干扰了学生学习科学概念的方向性。因此，为了提高课堂教学的有效性，高中生物前科学概念的研究亟待发展。这些都是我们在今后的教学实践中要特别予以关注的。为继续探索出更让学生乐于接受的指导学生概念学习方式我们还要不断努力着。
参考文献：
[1]刘恩山.普通高中生物课程标准（实验）解读[M].南京：江苏教育出版社，2003：64-65.
[2]游隆信.生物学概念的教学策略探析[J].生物学教学，2005，30（2）：46.
[3]朱敏燕.转变高中生生物前概念中“相异构想”的教学策略[J].中学生物学，2006（30）.
[4]张卓鹏.高中生物“互动—生成”教学模式初探[J].中学生物教学，2010（3）：46.