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中小学生物学课程中生态学重要概念的筛选及其表述.pdf中小学生物学课程中生态学重要概念的筛选及其表述.pdf -- 8 元

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2010年第45卷第10期生物学通报31对概念教学进行研究,是近年来国内外科学教育领域的重要内容。围绕核心概念进行教学对于提高学生的科学素养,促进学生对知识的深层理解有重要意义。我国现行的生物学新课程标准明确提出倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念[1]。生物学概念是反映生物学本质属性及特征的形式,是构成生物学知识体系的重要组成部分,常常也是教学的重点和难点。就这一问题的深入研究,对落实课程标准的要求、提高生物学教学质量具有重要作用。说到概念教学,一些生物学教师会很容易地将生物学概念和生物学术语、词汇或定义视为等同。初步的研究显示,有较多的生物学教师持有这样的认识和看法[2]。基于这种认识来设计和开展的教学活动会使得新课程知识目标的落实要面临许多风险。在近年的教师教育活动和相关的研究报告中,都有研究者强调核心概念的传递在生物学教学中的地位和作用,倡导课堂教学活动应围绕核心概念展开[3,4]指出概念与术语的不同、概念与定义的不同,强调术语和定义对生物学教学的影响,建议用命题或完整的陈述句来表述概念[2]。然而,就特定主题而言,究竟在不同学段的生物学课程标准中分别选取哪些概念以及怎样表述和传递这些概念则是我们必须要回答的问题。生态学是研究生物之间以及生物与环境之间相互关系的学科。生态学的理论基础涉及生理学、行为学,并且与物理学、化学等学科相互交叉、相互渗透,因此学生在学习相关概念时感觉困难,易出现错误概念[5]。另一方面,随着世界上人口爆炸、粮食不足、能源危机、资源短缺和环境污染五大危机局面的出现,人们对生态学的教学越来越重视了[6]。生态学既是生命科学研究的一大方向,也是中小学生物学课程中的重要主题内容之一。本研究基于我国生物学课程标准的内容结构,筛选、表述适合不同学段学生学习的生态学相关概念,以期为生物学课程标准修订、教科书的编写及概念教学提供基本素材。1概念的筛选方法本研究主要采取国际比较研究法,在收集并仔细研读了美国、加拿大和澳大利亚等国家或州的50份课程标准后,从中挑选出27份强调概念和核心概念的课程文件通过分析某一概念的选用频率及年级分布,筛选出生态学主题所包含的概念及其适宜的学习年级段分布。采用国际比较研究法筛选概念的思路是1)学科的概念或核心概念,很难由个人或小团体决定,应该汇集专家的集体大智慧2)如果某个概念出现频率很高,在各个课程文件中被广泛提及,则认为该概念是相对重要的。研究中包括了以下2个关键步骤完成对概念的国际比较和筛选。1)对比和分析27个国家或地区的课程标准文中小学生物学课程中生态学重要概念的筛选及其表述李红菊刘恩山(北京师范大学生命科学学院北京100875)摘要对概念教学进行研究是科学教育领域中的一项重要内容,我国中学生物学课程标准明确提出让学生深入理解生物学的核心概念。然而如何落实课程标准的这一要求是改革实践中所面临的挑战之一。通过分析27个国家或地区的课程标准文件,筛选出生态学主题的概念和核心概念并以命题的形式表述,对生物学新课程标准的修订、提高生物学概念教学的水平具有重要价值。关键词概念生态学中国图书分类号G633.91文献标识码A项目基金教育部中学生物学课程标准研制通讯作者32生物学通报2010年第45卷第10期件,某一概念在这些课程标准中引用的频次和年级的分布集中点。例如有70(19个)的课程文件引用了生态系统的稳定性会被自然或人为干扰扰乱,气候变化、自然事件、人类活动或引进外来物种都可能引起生态系统变化这一概念,其中绝大多数课程标准将其安排在高中阶段学习。这样的数据用于我们决定是否选用这个概念进入我国中学课程。2)将筛选出的概念进行逻辑梳理及排列。概念并不是孤立存在的,它们之间有着紧密的联系。有的概念更抽象、更上位,并包含若干具体、下位的概念。因此,有必要梳理概念间的逻辑关系,以利于教学活动的开展。梳理的思路正如凯希(McCathy)和莫里斯(Morris)提出的想象一下,一把大雨伞下面有一把小雨伞,下面还有一把更小的雨伞[7]。事实上,部分国家和地区的课程标准文件中,概念本身是按上下位的逻辑关系排列,如美国纽约州NewYork、弗吉尼亚州Virginia和加拿大拉脱维亚州(Ontario)。研究者还参考了我国生物学课程标准教材,在比较各概念抽象程度或上、下位的关系后,将概念依次排出,如下例所示C.4人类活动和决策对自然和生物环境有深远影响C.4.1人类是生态系统的一部分,人类活动能有意或无意地改变生态系统的稳定性C.4.2人类对生态系统的影响可能是积极或消极的C.4.3保持生态系统的可持续发展,已成为人类的共识。其中,C代表高中阶段C.4陈述的是较上位的概念,C.4.1~C.4.3为较下位的概念。我们把较抽象、较上位的概念称之为核心概念。2研究结果研究者用上述方法筛选出中小学生态学主题的概念和核心概念,并用完整的陈述句(命题)形式进行表述。研究结果如下所示。A.小学阶段的概念和核心概念A.1生物体只有生活在能满足需要的栖息地,才能生存良好。A.1.1地球上生活着不同种类的植物和动物。A.1.2为维持生存及发展,生物都有基本需要,如动物需要空气、水和食物,植物需要空气、水、营养物质和光等。A.1.3栖息地能满足生物的基本需要。A.1.4自然或人为干扰能引起生物栖息地的改变,这种改变对于生活在该地的植物和动物可能有利、有害或没有影响。A.2生物体依靠其他生物和环境生存。A.2.1动物以植物或其他动物为食,并依赖于植物筑巢或作为庇护所。A.2.2在任何具体的环境中,有些种类的动植物生存良好,有些稍差,有些根本不能生存。A.2.3所有生物都能引起生存环境的改变,这种变化对该生物或其他生物或者有害,或者有利。A.2.4人类能改变环境,这种改变对人类自身或其他生物有利或有害。B.初中阶段的概念和核心概念B.1生物体之间、生物与环境之间相互依赖。B.1.12种生物体可能以多种方式相互作用,它们的关系可能是生产者-消费者,捕食者-被捕食者,寄生物-寄主还有一种生物分解另一种生物,或以其尸体为食。这些关系中的相互影响可能是积极的、中性的或消极的。★B.2依据生物种群在生态系统中的作用,可将它们分成不同类别生产者、消费者和分解者。B.2.1绿色植物通过光合作用从太阳那里获取能量,为自己和动物提供基本的食物,它们是生产者。B.2.2动物以植物或其他动物为食,并获取所需能量,它们是消费者。B.2.3各种细菌和真菌能分解动、植物,并利用其中的有机物和能量,它们是分解者。B.2.4食物链和食物网反映了生态系统中生产者、消费者和分解者之间吃与被吃的相互依赖关系。★B.3生物与环境组成生态系统。B.3.1种群是占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体。B.3.2群落是在一定空间内所有生物种群的集合体。B.3.3在特定区域,一个生态系统包括所有的植物和动物种群,以及无机环境。植物和动物相互依存,并依靠生态系统中的无机环境资源维持生存。2010年第45卷第10期生物学通报33★B.4通过食物链和食物网,生态系统中进行着物质循环和能量流动。B.4.1几乎所有生物的能量都能追溯到太阳。B.4.2能量以太阳能的方式进入生态系统,生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能,然后通过食物网(链)传给消费者和分解者。C.高中阶段的概念和核心概念C.1生态系统中,生物体间的相互作用形成了动态的生物群落。C.1.1生物体有能力产生大量个体,但环境和资源是有限的。C.1.2在一个生态系统中,出生率、死亡率、迁入和迁出影响种群大小,种群的增长还受可利用的物质和能量、空间大小及竞争者、捕食者的限制。C.1.3生态系统能维持的生物体和种群的数量(环境容纳量)取决于可利用的生物资源和非生物因素,如光和水的数量、温度范围和土壤组成。C.1.4群落演替是指一些物种取代另一些物种,一个群落取代另一个群落的过程。★C.2物质循环和能量流动是生态系统的两大重要功能。C.2.1生态系统中维持生命需要的物质不断在有机体之间及有机体与环境之间循环如碳循环、水循环、氮循环和矿物质循环。C.2.2在食物网的每一环,一些能量以新的结构形式贮存,但大部分的能量以热的形式散发到环境中。这种能量的消散可以用能量金字塔来表示。C.2.3太阳能的不断输入,保持了生态系统中物质循环和能量流动的持续。C.2.4物质守恒定律和能量守恒定律适用于生态系统。C.3生态系统具有一定的自我调节能力。C.3.1生态系统通过自动调节作用,实现物质循环和能量流动的相对稳定,这是一种动态平衡。C.3.2生态系统能围绕一个大致平衡的状态周期性波动。C.3.3生态系统的稳定性会被自然或人为干扰所打乱,气候变化、自然事件、人类活动或引进外来物种都可能引起生态系统变化。C.4人类活动和决策对自然和生物环境有深远影响。C.4.1人类是生态系统的一部分,人类活动能有意或无意地改变生态系统的稳定性。C.4.2人类对生态系统的影响可能是积极或消极的。C.4.3保持生态系统的可持续发展,已成为人类的共识。以上研究结果参考并对应了我国初中和高中生物学课程标准、生物学课程标准教材的要求,同时也参考了有关生态学概念研究的文献和研究结果。其中,A1~A2、B1~B4、C1~C4为核心概念其余为生态学主题下的重要概念标为★的概念,参考了国内课程标准和教材对相应概念的表述。3本研究的价值我国生物学教育的主旨是提高学生的科学素养,这也是生物学课程改革的基本理念。提高学生的科学素养的重要途径和内容之一便是促进学生对生物学概念的深入理解。本研究利用国际比较方法,吸取科学教育专家的群体智慧,筛选出中小学生物学生态学主题共同关注的核心概念并用完整的陈述句(命题)形式表述,这对于课程标准修订和概念教学的实践具有奠基作用。1)对生物学课程标准修订和教材编写提供素材。目前,生物学课程内容标准采用动词名词短语的形式来陈述教学要求,并未明确指出需要学生掌握的生物学概念,例如举例说明生物和生物之间有密切的联系。在实际教学中,教师遇到的问题表现在3个方面①教师不清楚究竟学生要知道生物与生物之间的哪些联系,才算达到了课程标准的要求怎样确定学生是否真正达到了课程标准的要求②这种表述使教师容易专注于动词所陈述的学生表现,而淡化内容标准所要呈现的概念或观点。③教学中教师如果不能意识到课程标准在概念及核心概念上的要求,他们就会重视相关的生物学事实方面的内容,并把它作为教学的目的,这样学生就难以深入地理解概念,而仅是对事实性知识的简单记忆[8]。本研究的成果以概念陈述的方式来表述同样的要求,便于教师理解该概念的具体内容和要求,对于教学实践和评价将有直接的指导作用。2)有助于组织和开展概念教学。34生物学通报2010年第45卷第10期当今科学技术迅猛发展,知识的累积日益俱增,如果要指望学生记住许多细碎、孤立的事实或信息,这往往是低效且不切实际的。强调对事实的记忆和背诵,易导致脆弱知识综合症[9],这种表层学习不能代表学生对概念的深入理解。课程内容围绕概念和核心概念展开,是一种有效的组织科学课程或教学活动的方式。它将有助于学生对知识的深入理解和迁移应用[3]。本研究采用国际比较的方法筛选出了作为中小学生物学课程内容的生态学相关概念和核心概念,梳理了这些概念之间的逻辑关系、教学顺序和学段分布,并以完整的陈述句形式表述,为课程标准修订和概念教学提供了可参考的素材。本研究只是针对我国学校生态学概念教学研究的起步工作,在此基础上还需要有其他跟进的研究和教学实践来完善和补充。主要参考文献1中华人民共和国教育部制订.普通高中生物课程标准.北京人民教育出版社,2003.2刘恩山,张颖之.课堂教学中的生物学概念及其表述方式.生物学通报,2010,45(7)4042.3张颖之,刘恩山.核心概念在理科教学中的地位和作用从记忆事实向理解概念的转变.教育学报.2010,615761.4刘恩山.落实课程目标生物学概念教学.教育部2008高中生物学远程研修视频课程专题三.http//2008.cersp.com/article/browse/3001123.jspx.5王天杰.种群、生物群落、生态系统概念辨析.生物学杂志,1994,116143.6杨州.多媒体在生态教学中的积极作用.安徽教育学院学报,2004,2239293.7转引自普莱斯顿D费德恩等.教学方法应用认知科学、促进学生学习.王锦等译.上海华东师范大学出版社,2006.8艾里克森.概念为本的课程与教学.兰英译.北京中国轻工业出版社,2003.9Perkins,DavidN..Smartschoolsfromtrainingmemoriestoeducatingminds.NewYorkFreePress,1992.(E-mailLiuesbnu.edu.cn)备课时要吃透两头教材和学生,要将这一主张落到实处,有必要在教学过程中引入任务分析环节。通过任务分析,界定具体学习内容所属类型及其学习条件,并在此基础上设计合乎学生认知规律的教学流程,才能保证学习与教学过程的科学化。1任务分析简介任务分析这个术语最早由心理学家米勒提出,其理论和技术的发展主要归功于加涅。经过半个多世纪的发展,今天的任务分析已经是教学设计中的一个重要环节,有相应的技术规范。对高中生物学教师来说,任务分析可以界定为做以下几项工作[1]1)通过对教材与学生的分析,确定特定学习内容的具体教学目标2)对教学目标中的学习结果进行分类3)根据对不同类型学习的条件分析,揭示实现教学目标所需要的先行条件,即确定使能目标及其顺序关系4)确定与教学目标有关的学生的起点状态。任务分析的核心在于找到每类学习的适当条件,明确学习条件后,教学方法的选择、教学材料的设计等问题便是水到渠成的事,所以任务分析是教学设计的核心环节。在任务分析基础上设计教学流程兼谈DNA是主要的遗传物质的教材处理李锦山(浙江省缙云中学浙江缙云321400)摘要以人教版DNA是主要的遗传物质为例,讨论任务分析的具体内容,并以任务分析的结果指导教学流程的设计。关键词任务分析教学目标学习结果分类教学流程中国图书分类号G633.91文献标识码A
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abingge上传于2013-11-21

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