高中生物的概念教学策略

高中生物的概念教学策略本讲座框架现代学习理论对于概念学习等的研究生物必修新教材的知识体系和概念系统概念图教学策略及其在生物教学中的应用第2页,共58页，2024年2月25日，星期天一、三个典型的现代学习理论奥苏贝尔的有意义学习理论加涅的信息加工学习理论当代建构主义学习理论第3页,共58页，2024年2月25日，星期天奥苏贝尔简介奥苏贝尔（1914—

）是美国纽约州大学研究院的教育心理学教授。第4页,共58页，2024年2月25日，星期天奥苏贝尔的有意义学习理论

有意义学习：是指学生不仅能记住符号和词句，而且能理解这些符号和词句所代表的实质性内容(包括事实、概念、原理或规则等)，必要时，还能应用它。

在学习过程中，他强调学生已有知识经验的作用，强调新旧知识之间的相互作用过程，即他称之为“同化”的过程，这决定学习者认知结构重新组织的速度与效能。学习者在学习过程中形成高度分化，或获得重新组织的认知结构，才是学习变化的实质。第5页,共58页，2024年2月25日，星期天奥苏贝尔的有意义学习理论新学习的概念与学生已有概念之间的关系有以下三种类型：下位关系：新学习的内容从属于学生认知结构中已有的、包摄性较广的概念。上位关系：当学生学习一种包摄性较广，可以把一系列原有概念从属于其下的新概念时，新学习的内容便与学生认知结构中已有概念产生了一种上位关系。组合关系：当学生有意义地学习与认知结构中已有概念既不产生下位关系，又不产生上位关系的新命题时，就产生了组合意义。第6页,共58页，2024年2月25日，星期天

意义学习的两个先决条件外部条件（外因）：学习材料必须具有逻辑意义，即能够与学生已有的知识结构联系起来。（能不能）内部条件（内因）：学生必须具有有意义学习的心向，即在新学的内容与自己已有的知识之间建立联系的倾向。（愿不愿）第7页,共58页，2024年2月25日，星期天加涅的信息加工学习理论1974年，加涅根据现代信息加工理论提出了学习过程的基本模式。期望执行控制反应发生器短时记忆感觉登记感受器反应器环境长时记忆“执行控制”是指已有的学习经验对当前学习过程的影响，“期望”是指动机系统对学习过程的影响。编码提取提取认知结构第8页,共58页，2024年2月25日，星期天预期（1）动机产生阶段注意、选择性知觉（2）了解阶段编码及存入（3）获得阶段记忆存储（4）保持阶段检索（5）回忆阶段迁移（6）概括阶段反应（7）作业阶段强化（8）反馈阶段学习的八个层次和课堂教学的八个阶段（非具体实施步骤）：第9页,共58页，2024年2月25日，星期天加涅的信息加工学习理论的启发（1）刺激选择不是一种随机的过程，因此，不能仅仅考虑到刺激的特征，而且还要关注学习者已有的信息或认知图式。（2）短时记忆加工信息的能量是有限的，如果一味要求学生在短时间内掌握大量的信息，不给他们留有加工或思考的时间，结果必然会像狗熊拣苞米一样，拣一个丢一个。（3）“组块”理论，为了尽可能使学生在短时间内学习较多的知识，我们必须把知识组织成有意义的块状，减少机械学习。（4）信息编码不仅有助于学生的理解，而且也有助于信息的贮存和提取。教师在帮助学生使用各种策略来编码方面，是可以大有作为的。第10页,共58页，2024年2月25日，星期天当代建构主义学习理论发展历史：皮亚杰、布鲁纳、奥苏贝尔、维果茨基等均作出了贡献。最主要的是皮亚杰的个体认知建构主义（关注个体独立的工作和思维，即知识建构）和维果茨基的社会建构主义理论（关注社会互动、协商对话合作等的作用）。第11页,共58页，2024年2月25日，星期天当代建构主义学习理论的主要观点知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。学习环境中的四大要素或四大属性“情景”“协作”“会话”“意义建构”：学习的最终目标，形成认知图式第12页,共58页，2024年2月25日，星期天建构主义的知识观1、知识不是对现实的纯粹客观的反映，任何一种传载知识的符号系统也不是绝对真实的表征。它只不过是人们对客观世界的一种解释、假设或假说，它不是问题的最终答案，它必将随着人们认识程度的深入而不断地变革、升华和改写，出现新的解释和假设。

2、知识并不能绝对准确无误地概括世界的法则。在具体的问题解决中，知识是不可能一用就准，一用就灵的，而是需要针对具体问题的情景对原有知识进行再加工和再创造。

3、真正的知识理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的，取决于特定情况下的学习活动过程。否则，就不叫理解，而是叫死记硬背或生吞活剥，是被动的复制式的学习。

第13页,共58页，2024年2月25日，星期天建构主义的学习观

1、学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程。学生是主动地建构知识的意义，这种建构是无法由他人来代替的。2、学习不是被动接收信息刺激，而是主动地建构意义。外部信息本身没有什么意义，意义是学习者通过新旧知识经验间的反复的、双向的相互作用过程而建构成的。3、学习意义的获得，是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识和编码，建构自己的理解。4、同化和顺应，是学习者认知结构发生变化的两种途径或方式。同化是认知结构的量变，而顺应则是认知结构的质变。同化－顺应－同化－顺应……循环往复，相互交替，人的认知水平的发展，就是这样的一个过程。学习不是简单的信息积累，更重要的是包含新旧知识经验的冲突，以及由此而引发的认知结构的重组。学习过程不是简单的信息输入、存储和提取，是新旧知识经验之间的双向的相互作用过程，也就是学习者与学习环境之间互动的过程。第14页,共58页，2024年2月25日，星期天现代学习理论对概念教学的启示学科认知结构（或图式）要以事实、概念、原理、规则等为基本要素。其中概念是十分重要的基础环节。概念与概念的关系有下位、上位和并列组合关系等，这为概念教学提供了一种策略。学生对“概念”的形成需要主动建构，需要有个性地建构、但必需在“情境”和“协作”等提供有效的支持。教师对于学生学习概念的价值：示范、协助、训练等。第15页,共58页，2024年2月25日，星期天现代学习理论观点对教和学的启示教师必须先领会“人是如何学习的”，才能“以学定教”。生物教师必须领会并形成科学而有生成意义的“生物学科的知识结构”，才能诱导学生形成正确生物学知识、技能和观念。教学设计要为“有效学习”服务，教学是否有效取决于学生的学习成效。第16页,共58页，2024年2月25日，星期天二、新课程生物教材的概念体系生物学概念是生物学学科思维的基本单位。突出了生物学的核心概念。核心概念在新教材中以黑体字出现，另外在习题训练中增加了“画概念图”这块内容。新教材中的概念系统是由相应的模块观点引领的。第17页,共58页，2024年2月25日，星期天三个必修模块知识方面的价值分子与细胞细胞水平认识生命系统遗传与进化基因水平认识生命系统稳态与环境个体与群体水平认识生命系统第18页,共58页，2024年2月25日，星期天生命系统的层次系统的组成和结构组成细胞的分子细胞膜——系统的边界细胞器——系统内的分工合作细胞核——系统的控制中心系统的功能物质的输入和输出能量的供应和利用系统的发展变化细胞的生长和增殖细胞的分化、衰老、凋亡和癌变细胞是基本的生命系统第19页,共58页，2024年2月25日，星期天必修1：分子与细胞

（细胞水平认识生命系统）课程标准的设定主题浙科版章1.细胞的分子组成一细胞的分子组成2.细胞的结构二细胞的结构3.细胞的代谢三细胞的代谢4.细胞的增殖四细胞的增殖和分化5.细胞的分化、衰老和凋亡第20页,共58页，2024年2月25日，星期天

内容比较：新人教版与浙科版1.1细胞的分子组成新人教版浙科版第2章，含五节。先介绍元素，再按照蛋白质、核酸、糖类和脂质、无机物的顺序介绍化合物第1章的三节内容，按照水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸的顺序编排（核酸的详细内容在第二模块学习）增加检测细胞中DNA和RNA实验细胞中的元素和化合物氨基酸的结构特点蛋白质结构和功能及其多样性核酸的分布及结构特点糖类及脂质的种类及生理功能水的存在形式无机盐的种类及功能元素、(同位素示踪)分子(极性分子)和氢键、离子氨基酸的结构特点蛋白质结构和功能及其多样性糖类和脂质(出现结构式)的种类(包括植物蜡)(饱和脂肪酸不饱和脂肪酸必需脂肪酸)及功能水和无机盐第21页,共58页，2024年2月25日，星期天

1.2细胞的结构新人教版浙科版先在第一章介绍原核细胞和真核细胞及细胞学说，再从系统的视角出发，在第3章介绍细胞的基本结构。细胞膜的结构模型纳入系统的功能范畴，放在第4章第二章，由细胞概述、细胞膜和细胞壁、细胞质、细胞核、原核细胞五节组成.增加<模拟探究细胞表面积与体积的关系>细胞学说原核细胞和真核细胞细胞膜的成分、结构、功能七种细胞器细胞的生物膜系统细胞核的结构和功能细胞学说细胞大小(增加支原体内容)、数目和种类原核细胞和真核细胞质膜的功能特性、结构模型(增加磷脂分子结构表述有特色)细胞壁组成、作用(增加真菌与细菌细胞壁的成分及青霉素的作用)

八种细胞器(叶绿体放在质体中增加溶酶体)、细胞骨架细胞质基质改成细胞溶胶

细胞核的结构和功能增加原核细胞一节第22页,共58页，2024年2月25日，星期天1.3细胞的代谢新人教版浙科版在第4章介绍膜的结构模型、跨膜运输方式及实例，在第5章介绍酶、ATP、细胞呼吸和光合作用由细胞与能量(增加吸能反应和放能反应一节)、物质出入细胞的方式、酶、细胞呼吸、光合作用五节组成一章，基本按照课标的同内容标准分节，但知识点较多自由扩散、协助扩散、主动运输酶的作用、本质、特性活化能ATP有氧呼吸、无氧呼吸呼吸原理的应用色素光合作用探究光合作用过程光合作用意义吸能、放能反应ATP扩散、渗透、易化扩散、主动转运、胞吞和胞吐

酶的作用、特性阳性反应辅酶

糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链NADHFADH2

厌氧呼吸细胞呼吸的意义叶绿体和色素

光合作用过程(光系统Ⅰ光系统ⅡZ字链碳反应(暗反应)

影响光合作用因素光呼吸和C4光合作用的临界温度

第23页,共58页，2024年2月25日，星期天1.4细胞的增殖新人教版浙科版《细胞的生命历程》中的一节《细胞的增殖与分化》章中的一节细胞不能无限长大细胞周期有丝分裂的过程和意义无丝分裂细胞周期间期分G1SG2三时期有丝分裂的过程及意义胞质分裂第24页,共58页，2024年2月25日，星期天1.5细胞的分化、衰老和凋亡新人教版浙科版含细胞的分化、细胞的衰老和凋亡、细胞的癌变三节含细胞的分化、细胞的衰老和死亡两节细胞分化概念、原因及其意义细胞的全能性干细胞个体衰老与细胞衰老的关系细胞衰老的特征细胞的凋亡癌细胞特征致癌因子细胞分化的概念癌细胞的特征细胞全能性干细胞的特征及种类细胞衰老细胞凋亡细胞工程第25页,共58页，2024年2月25日，星期天遗传与进化遗传因子的发现基因和染色体的关系基因的本质基因的表达基因突变及其他变异从杂交育种到基因工程现代生物进化理论人类是怎样认识到基因的存在的？基因在哪里？基因是什么?基因是怎样行使功能的？基因在传递过程中怎样变化？人类如何利用生物的基因？生物进化过程中基因频率是如何变化的？第26页,共58页，2024年2月25日，星期天必修2：遗传与进化（基因水平认识生命系统）课程标准的设定主题浙科版章1.遗传的细胞基础二染色体与遗传2.遗传的分子基础三遗传的分子基础3.遗传的基本规律一孟德尔定律4.生物的变异四生物的变异5.人类遗传病六遗传与人类健康6.生物的进化五生物的进化第27页,共58页，2024年2月25日，星期天2.1遗传的细胞基础新人教版浙科版《基因和染色体关系》中的一节，按照发现史的线索，放在孟德尔实验之后介绍也是按照发现史的线索，先介绍孟德尔定律，再介绍减数分裂，节标题为“减数分裂中的染色体行为”配子类型的计算减数分裂的过程精子和卵细胞的形成受精作用染色体减数分裂过程中的染色体行为精子和卵子的发生受精减数分裂的意义第28页,共58页，2024年2月25日，星期天2.2遗传的分子基础新人教版浙科版第2章中一节、第3章和第4章的1、3两节。基因在染色体上、DNA是主要的遗传物质、DNA分子结构、DNA的复制、基因是有遗传效应的DNA片段独立一章，分四节。遗传的物质基础、DNA的结构特点、DNA复制、RNA和蛋白质的合成基因在染色体上的证据肺炎球菌实验、噬菌体实验DNA的结构DNA的复制中心法则转录和翻译遗传密码的破译（选学内容）肺炎球菌实验、噬菌体实验、烟草花叶病毒实验非典(SARS)核酸的发现和研究DNA和RNA的比较

DNA的结构及其特点(氢键在碱基中的数目)DNA的半保留复制密度梯度离心DNA聚合酶RNA聚合酶5-溴尿嘧啶

转录和翻译劳氏肉瘤病毒遗传密码中心法则第29页,共58页，2024年2月25日，星期天

2.3遗传的基本规律新人教版浙科版在第二模块中先介绍孟德尔实验及遗传规律，伴性遗传的内容在第二章，基因与性状关系的内容在第四章先介绍孟德尔定律，再介绍性染色体与伴性遗传。基因与性状关系的内容不单独分节，也不专门介绍，只是作为两个概念在适当的场合提及孟德尔实验的科学方法基因分离定律基因自由组合定律基因、蛋白质、性状的关系伴性遗传的特点伴性遗传在实践中的应用两种性别决定类型孟德尔实验的科学方法基因分离定律和基因自由组合定律显隐性的相对性增加不完全显性共显性ABO血型两对性状的模拟杂交实验染色体的形态类型染色体组型伴性遗传两种性别(XY型ZW型)决定类型血友病芦花鸡Y性染色体遗传病第30页,共58页，2024年2月25日，星期天2.4生物的变异2.5人类遗传病新人教版浙科版两章内容，第五章介绍三类变异及人类遗传病，第六章介绍育种及基因工程《生物变异》一章含生物变异的来源和生物变异在生产上的应用两节内容。《遗传与人类健康》独立成章。基因突变基因重组原因意义染色体结构、数目的变异人类常见遗传病遗传病的监测和预防人类基因组计划与人体健康杂交、诱变育种基因工程原理及应用基因重组基因突变(形态突变生化突变致死突变)基因突变的特点(普遍性多方向稀有性可逆性有害性)染色体畸变杂交育种诱变育种单、多倍体育种转基因技术

人类遗传病类型人类基因组计划基因治疗

咨询与优生高胆固醇血症糖原沉积症蚕豆病遗传病与人类未来第31页,共58页，2024年2月25日，星期天2.6生物的进化新人教版浙科版介绍现代生物进化理论的由来及主要内容介绍生物多样性、生物进化的历史及进化性变化的发生等拉马克进化学说达尔文自然选择学说及发展现代生物进化理论的主要内容共同进化与生物多样性的形成生物的统一性和多样性人工、自然选择基因迁移基因漂变遗传平衡定律适应探索生物进化的历史化石寒武纪爆发集群性灭绝适应辐射散布物种的形成速率渐变式模型电断平衡式模型趋同进化平行进化协同进化生物进化过程中的重要事件生物进化的类型合成VC有关的古洛糖酸内脂氧化酶第32页,共58页，2024年2月25日，星期天三、生物的概念图教学策略1.什么是概念图，在生物教学上有何作用2.如何制作概念图3.概念图在生物教学中的具体应用第33页,共58页，2024年2月25日，星期天什么是概念图概念图是用来组织和表征知识的工具，它通常将和某一主题有关的概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连结，连线上标明两个概念之间的意义关系。概念图是一种将概念之间的关系图形化表示的技术。有效的学习活动是一个将新的概念以及命题融合于已有认知结构中去的过程。第34页,共58页，2024年2月25日，星期天概念图的制作

4个基本要素:

节点连线连接词层次

第35页,共58页，2024年2月25日，星期天节点是置于圆圈或方框中的概念；连线表示节点概念间的意义关系；连接词是置于连线上的两个概念之间的意义联系词层次，关键概念置于顶层，一般概念位于其次，依此类推，显示等级关系。节点连线连接词层次第36页,共58页，2024年2月25日，星期天一些综合性概念图，有时很难比较其抽象程度，其呈现方式，如箭头方向一致性、概念层次关系等，一般不作硬性规定。第37页,共58页，2024年2月25日，星期天概念图在教学中的应用教师的教学学生的学习

在评价上的应用第38页,共58页，2024年2月25日，星期天概念图与教师教学（1）帮助教师对学科知识的再思考。（2）作为教学活动的前置组织因子（先行组织者）。（3）作为教师检测先前知识的策略。（4）作为诊断学生迷失概念的工具。（5）作为教师教学设计的蓝图。第39页,共58页，2024年2月25日，星期天概念教学的实施策略理出关键词，掌握概念的内涵和外延（逐步完善策略）。运用变式教学，把握概念的本质特征。采用问题探究，引导概念的教学生成。关注学生已有概念，重组新的认知图式。比较分析，理解概念间的内在联系。——温州中学许晖《生物学教学》2008年第5期P28第40页,共58页，2024年2月25日，星期天概念图与学生学习

所谓有意义的学习，学习者要主动地澄清概念的意义、以及概念间的关系，才能建构自己的概念系统。概念图可以为学习者，发挥下列的功能：

（1）学习时的支架（scaffolding）来组织学科知识，完成有意义的学习。

（2）预习及复习时的工具。

（3）合作学习的策略。第41页,共58页，2024年2月25日，星期天概念图在评价上的应用

如何评价学生真正了解所学的学科知识，或只是机械性的记忆，是对评价者的一大挑战。选择题虽然便于评价结果，但受限于题型的本质，不易评测出学生是否真正了解学科知识。因此，可以要求学生制作概念图，作为另一类型的评价方式，对学生进行深度的评价。第42页,共58页，2024年2月25日，星期天概念图评价对学生学习的效果让学生建立知识整体的概念对教材更熟悉容易复习学过的內容学生的学习更有广度学生的学习更有逻辑第43页,共58页，2024年2月25日，星期天生物概念图的类型1、拓展延伸概念第44页,共58页，2024年2月25日，星期天2、反映物质结构组成第45页,共58页，2024年2月25日，星期天3、反映生理变化过程第46页,共58页，2024年2月25日，星期天4、反映生物技术的操作流程第47页,共58页，2024年2月25日，星期天5、反映事物的因果关系第48页,共58页，2024年2月25日，星期天四、如何用好概念图1、在新授课中建构知识结构基本方法是：（1）列出概念；（2）分层次写概念；（3）据联系画连线；（4）提炼关联词，写在连线旁；（5）举经典事例，写在概念旁。第49页,共58页，2024年2月25日，星期天包括具有具有具有包括包括包括包括包括包括包括线粒体不具膜双层膜液泡溶酶体中心体单层膜细胞器第50页,共58页，2024年2月25日，星期天2、在复习课中建构知识体系

a.可以在课堂上完成，也可以在课外完成，b.可以独立完成，也可以小组合作完成。c.小组合作讨论，共建概念图，通过诸如头脑风暴概念图、游戏接龙概念图、学习讨论概念图等活动，培养学生批判性思维的技能和合作交流的精神。（兼能创设学生进行知识建构的情境）d.老师要发挥指导者和评价者的作用，及时纠正学生在概念建构中的误解。不要让学生误入歧途。有些学生参照教材的要求，融入了自己独特的理解，创造性地画出了不同的概念图。教师应予鼓励。第51页,共58页，2024年2月25日，星期天3作为一种教学评价手段传统的评价方法常常只能考查学生的离散知识，而概念图却可以检测学生的知识结构及对知识间相互关系的理解和产生出新知的能力，有效地评价学生创造性思维水平。第52页,共58页，2024年2月25日，星期天例如人教版必修3《稳态与环境》P115《自我检测》第3题将以下概念之间的关系用概念图的形式表示出来。生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、