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概念教学与其研究的再认识,江苏省教研室 吴举宏,201,6,年7月于,扬州,引言：科学调查数据,江苏省中学生物教师,2003-2013年专业论文发表情况,表,1 2003年-2013年江苏省中学生物教师发表论文数量,年份,(年),2003,2004,2005,2006,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013,合计,论文篇数,189,243,310,218,291,337,371,345,365,396,210,3275,比例,(%),5.8,7.4,9.5,6.7,8.9,10.3,11.3,10.5,11.1,12.1,6.4,100,表,2 2003年-2013年部分省市中学生物教师在四种期刊中的发表论文数,年份(年),江苏,浙江,山东,广东,上海,北京,陕西,辽宁,宁夏,合计,论文篇数,3275,1169,1090,924,406,399,274,106,32,7675,比例,(%),42.7,15.2,14.2,12.0,5.3,5.2,3.6,1.4,0.4,100,年份,(年),南京,苏州,无锡,常州,镇江,扬州,南通,泰州,徐州,淮安,连云港,盐城,宿迁,论文,篇数,377,155,169,228,69,107,94,65,77,57,146,76,22,表,3 2003年-2013年江苏省各市中学生物教师在四种期刊中的发表论文数,2015年部级“优课”评比中,我省高中生物学科获奖数约占全国的1/6，,我省初中生物学科获奖数约占全国的1/9,调查：,浙江省某高中校长研究了一个课题，得出的结论是，发现教材里面有的内容是学生已经会的，有的内容是在教师点拨、指导后自学可以会的，真正学生不能懂的只有，并且大多数的校长和教师认为这个情况是真实的。,调查,：,多年前，中科院心理学研究所的两名专家调查幼儿园，问学生画个圆像什么，有个答案，而问大学生，所有人都只有一个答案：直径为两厘米的圆。,调查：,生物学概念教学的现状,1.教师对生物概念的理解偏重于传统的生物术语的概念，与课标中提出的核心知识概念有一定的偏差。,88.96%的教师能够准确地理解和把握生物传统概念含义，但对核心的知识、核心概念存在模糊界定，概念的深入理解有偏差。,2.抽象性的概念是教师普遍认为较难的概念教学类型。,56.49%的教师认为抽象性的概念较难掌握，27.27%的教师认为易混概念较难掌握，教师不知如何把抽象转化为形象。,3.教师对概念教学方法的了解不多。,66.88%的老师表示看到并学习过概念教学的方法，42.21%的老师通过形象法进行概念教学，27.92%的老师通过设疑法教学，其他方法不多。,4.教学效果反馈一般。设疑法、形象法是教师概念教学感觉最为有效的教学方法，但对自我教学的效果和学生考试结果的反馈，只有18.83%的教师认为较好，53.25%认为一般，45.46%的教师觉得设疑法最佳，37.66%的教师觉得形象法学生理解起来容易。,课改,12年来概念教学研究的调查,以,2001 年课改为标志，查阅中国知网20012013 年4 月的论文，输入内容中关键词为“生物概念教学”的相关中学生物教学论文作为研究对象，共查阅到论文182 篇，其中期刊论文165 篇，硕士论文16 篇，博士论文1 篇。,概念教学研究论文存在的问题,2.教学策略和方法界限模糊，混为一谈,3.教学经验性研究文章居多，缺乏理论支撑,4.零散概念的教学研究文章居多，缺乏系统阐述概念间的逻辑关系,与其教学缺少系统研究,概念教学研究动态,概念与生物学概念的理解,概念是反映对象本质属性的思维形式。我们在生活认知过程中，对于所感知的事物的认识由感性上升到理性，将其共同特征抽象出来，加以总结概括，即形成我们所说的概念。,生物学的概念是人们在长期认知世界并通过实践活动积累下来的反映生命现象和生命活动规律本质属性的一种思维形式。这些思维形式的表达是由最为简单的概念构成，从另个意义上说，生物学概念也是生物学知识中最基本的语言表达单位。,初中生物学课程标准（2011年版）中精选的概念更多的是指向生物科学领域的核心概念，包含了概念中的一些原理、规律等知识，核心概念也称为概念性的知识，是与生物学事实相对应的知识，课标中指的核心概念（重要概念）即相当于生物学学习中核心的观点和思想。,就学术领域而言，建立任何完整的理论体系，首先也要把核心概念弄清楚。,大哲学家黑格尔尽管不是孔子的拥戴，但也提出过,“,核心概念的展开就是全部理论,”,的哲学思辨。,按照现代认知理论，核心概念的展开有六个步骤：记忆、理解、运用、分析、评价、创造。其中最根本的是前两个步骤。如果没有前两步作为基础，后面就容易崩塌。,具体到教育领域，捷克教育家夸美纽斯曾说，,“,如果先不教明概念，便是教不好的。,”,再以数学领域为例，中科院李邦河院士说过：,“,数学根本上是玩概念的，不是玩技巧。技巧不足道也！,”,美国著名教育学家赫德提出，组成科学课程中的概念和原理应该能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分，它们被称为核心概念。,美国课程专家埃里克森认为，核心概念是指居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。,这些核心概念具有广阔的解释空间，源于学科中的各种概念、理论、原理和解释体系，为领域的发展提供了深入的视角，还为学科之间提供了联系。,美国,K-12科学教育框架：实践、跨学科概念、学科核心思想,核心概念不是一系列的事实，而是具有解释力的概念，确定核心概念的标准之一是能为理解和研究更为复杂的概念和解决问题提供重要工具。,加拿大,安大略省科学课程标准,中国,义务教育生物学课程标准（2011年版）,联合国教科文组织和美国著名智库机构布鲁金斯学会联合发布,“学习指标专项任务”（LMTF）的1号研究报告,向普,与学习迈进,每个孩子应该学什么,该研究在深入分析世界各国各地区教育质量监控项目的基础上，充分征求了全球,500 余名专家学者的意见，从身体健康、社会情绪、文化艺术、文字沟通、学习方法与认知、数字与数学、科学与技术这七个维度，建构了基础教育阶段学生应该达成的学习目标体系。,进入,21世纪，,“,整合观,”,和,“,大概念,”,作为科学课程改革的核心理念已经成为国际科学教育界的普遍共识,欧亚拉美学者联合编著,科学教育的原则和大概念,美国科学教育界提出,“,少即是多（,Less is More）,”“,更少、更清、更高（,Fewer、Clearer、Higher）,”,都充分体现了这一国际科学教育改革的大趋势,科学教育课程应尽可能用,“,大概念,”,统整学科知识，这里的,“,大概念,”,包括学科核心概念（,disciplinary core ideas）和跨学科的共通概念（crosscutting concepts）,呐喊与倡议,概念教学需要直抵科学的本质，凸显核心概念在科学素养中的主导地位，充分体现核心概念所具有的基础性和统领性，为学生的终身学习、未来生活和社会决策奠定坚实的基础。核心概念是学科的“心脏”，它超越了那些孤立而散乱的事实性知识和知识的“碎屑”，是学科内容中那些提纲挈领的、关键性的本质属性和原则方法。,概念教学问题诊断,我国中学生物学概念教学所存在的重大问题,一、表现在学科之间缺乏共通和融合，分科课程使不同学科之间“老死不相往来”，学科间的藩蓠使学生缺乏整合性思维和综合运用科学知识的能力，与当今科学、工程、技术相互渗透、密不可分的发展潮流背道而驰。,我国中学生物学概念教学所存在的重大问题,二、表现在生物学课堂充斥着太多的细碎的概念和事实性知识，学生整天疲于奔命地接受众多概念的定义和细节，学生在学习中走马观花、浅尝辄止、速记速忘。学生在走出校门走向社会时，头脑空空，双眼迷茫，只有不堪回首的痛苦记忆。散乱的事实和知识的碎屑好比雾好比霾，不仅会蒙蔽学生的双眸，让学生失去洞察世界的目光，而且难以经受岁月风雨的荡涤，不能为学生行走人生提供支点。,我国中学生物学概念教学所存在的重大问题,三,、表现在教学方法上的简单机械和单向灌输，教学理念仍然停留在概念灌输、概念获得上，没有从概念获得走向概念转变、概念发展和知识创造。教师在教学方法的设计上过于单一化,在概念外延和内涵上的教条化梳理，在教学信息的传输上过于单向化教师讲解和说教的过分倚重，在学生学习方法上过于机械化简单的重复记忆和机械的反复训练。,概念教学基本策略,教学策略：实验与实践,“实践出真知”“事实胜于雄辨”是能穿越时空的教学法则，也是众多教学策略中的首选。,如“细胞”的教学，教师应将“使用显微镜观察几种细胞”的实验作为认知建构的基础，而不是在课堂中唠唠叨叨地多费口舌。令人厌烦地讲解既不利于概念学习，又会降低学生的学习兴趣，这种吃力不讨好的“勤奋”还是越少越好。,要求学生制作临时装片，在显微镜下观察细胞中的淀粉粒；脱色是采用稀释,10倍倍左右含氯漂白剂脱去叶绿素。,电流传感器,电压传感器,磁传感器,力传感器,位移传感器,声传感器,温度传感器,压强传感器,pH,传感器,电导率传感器,色度传感器,氧气传感器,溶解氧传感器,二氧化碳传感器,湿度传感器,光照度传感器,案例：解剖牛眼观结构,解剖牛眼实验，用于说明眼球的结构与其功能。当牛眼在实物投影仪下被分别剥离出角膜、玻璃体和晶状体时，让人印象十分深刻。用激光照射晶状体，可以明显地看到晶状体对光线的折射作用；在晶状体的一侧放置“上”字，在晶状体另一侧可以清晰地看到倒立的“上”字，如果拨动晶状体，还可以看到倒立“上”字的清晰度发生改变。这个实验很好地说明了晶状体的折射和成像作用。,义务教育生物学课程标准（,2011,年版）,中没有安排活体动物解剖实验，但从该实验的效果来看，活体器官的解剖和观察的确起到了“醒目”的作用。现行的生物学教科书遵循课标的要求全部去掉了动植物的活体实验，不知道是否妥当？这个问题可以讨论。,案例：巧用鸡蛋制薄膜,将鸡蛋的一端打破，倒出蛋液，另一端浸泡在一定浓度的盐酸中，当蛋壳溶化时，就会留下一个相当于半透膜的带壳空鸡蛋，用这个装置可以模拟物质进出细胞膜的情况，也可模拟肾小球的滤过作用，可谓是奇思妙想。这种装置不仅易得，而且操作容易，效果明显。大量的实验表明，“将蛋壳放入,15% 20%的盐酸中2 h，效果最好”。,案例：逆向检测出结果,观察鱼呼吸时呼出的气体中含有较多的,CO,2,的实验是教学的难点。具体做法是：将锂鱼放在托盘中，往托盘里倒入少许水，水位刚好没过鱼嘴，用厚的湿纱布盖住鲤鱼的腹部和背部。在这种情况下，可以清楚地观察到水从鱼嘴里进入，从鳃盖后流出，如果在鱼嘴前滴一点红墨水，可以明显地看到墨水从鳃盖后流出，而此时的鲤鱼非常安静，不会跳动而影响观察结果。怎样观察水流通过鱼鳃后水中的气体成分发生了变化呢？用一定浓度的,Ca(OH),2,溶液替代清水，同时用橡皮滴管在鱼的嘴部进水处和鳃部出水处取样，进行,pH试纸定性检测，效果十分明显，也十分具有创意。,案例：指甲油的妙用,用白色的指甲油来为气孔塑型，然后在显微镜下计数，可以比较方便地统计叶片表面的气孔数量。具体的做法是：将白色的指甲油涂抹在叶片的不同部位，指甲油很快就会凝固，然后取下凝固的指甲油薄膜，放在显微镜下进行计数，不仅解决了叶片取样的问题，还能方便准确地统计和计算叶片表面的气孔数量。得益于指甲油的方便快捷，可带领学生统计了在水中、水上和陆地,3个不同环境中生活的植物叶片上下表面的气孔数量，并分析3类植物与环境适应的关系。同时，还针对一些常见的植物上下表面的气孔数量进行了统计，试图从中发现一些共同的规律。,教学策略：迁移与同化,经验丰富的教师总是擅长于寻找和提供“先行组织者”，而不是凭空开始一个新概念的学习，“注重新旧知识的联系”成为他们的经验之谈，而且是屡试不爽的有效办法。,在新旧知识的联系之中，既复习巩固深化了旧知识，又促进了学习的迁移和新概念的同化生长。,“先行组织者”不仅是新概念萌生的“芽原基”，还是促进学生实现知识融会贯通、知识系统化的“催化剂”。,教学策略：归纳与演绎,从科学概念形成的过程来分析，对事物本质属性的把握是人们从大量的事实中归纳提炼出来的，因此概念教学常采用归纳推理的方法，让学生体验新概念形成的过程性和存在的合理性。,而演绎推理是从一般原理出发，在具体事例中加以应用的思维方法，包括对原理普遍性的考证，以,与新概念有效性的确认。,所以归纳法常用于促进学生建构新概念，这需要教师呈现或组织学生收集具有代表性、多样化的具体材料；演绎法需要在概念学习之后，让学生将概念应用到具体情境的问题中。,狗,1狗属哺乳纲、食肉目、犬科；2.消化道比草食动物短；3.习惯于啃咬肉、骨头，喜吃肉类,与脂肪；,4.智力发达，反应灵敏；5.嗅觉、听觉极为发达；6.色盲；哺乳，胎生，每胎产仔28只，寿命1020年。,教学策略：类比与模型,概念揭示的是事物的本质属性，具有概括性和抽象性。对于学生来说，概念是一种抽象认知、间接经验，相对于直观感知、直接经验而言，概念转变绝非轻而易举。,“直观教学”是概念转变教学的重要原则之一，与学生熟知的事物进行类比是促进学生概念转变的有效教学策略。,事理类比是最常见的类比推理之一，通过师生对话，激励和引导学生从自己的生活经验出发进行类比。关注学生曾经生活于其中的原生态的经验，可以为概念转变获得丰沛的土壤和坚实的基础。,结构类比是另一种常见的类比推理方法，在概念转变教学中借助实物模型和图像模型等进行类比，可以凭借其可视性的直观感知，促进学生对科学概念的理解和建构。结构类比中作为类比物呈现科学概念的关键属性，具有直观、简明、扼要的特点，有效地避免了教师冗长的说明和解释，还可以呈现难以言表的事物特征。,类比教学法，有研究者提出其基本步骤：介绍目标概念回顾类比物识别两者之间的相似性类比映射指出非类比性得出科学概念。,细胞壁,细胞膜,形象类比,细胞核,细胞质,“细胞模型”改进作品选,“肾单位模型”改进作品选,食物的消化吸收模拟盒,学科教学,与其研究的焦点,中学生物学教学研究发展趋势,一、学科内容,1.廓清容易混淆的概念，理清概念之间的内在联系。,2.组织学科核心概念，帮助学生建构知识系统，最为直接而有效的研究内容是教材的知识组织形式和心理结构，把教材的解读和教学处理作为常态化的日常研究工作。,3。怎样才能将课程标准规定的概念、原理、理论、规律,“,成功地传递给学生,”,？这是教学研究的核心任务。,4.研究不同学科思想与方法，使学生走出学科化的藩篱。,系统中思考与设计,兴趣是最好的老师,副乳,达尔文点,兴趣是最好的老师,兴趣是最好的老师,兴趣是最好的老师,兴趣是最好的老师,概念教学研究应不停地追问：“学生究竟应该学什么？”“学生如何才能学得好？”“所有思想都是肉身的；它靠身体为生。”这句话可以使教师们明白“,以身施教,”的深层意蕴，即基于有思想、能思想的肉身生长思想。这里的“肉身”显然不仅仅是生物学的，还是社会学、心理学的。从前科学概念出发，通过肉身实现概念转换，因为我们是通过身体去经历事件、经验事物。“通过肉身的转换”是有条件的,适宜的刺激、良好的感知与内在的思想有机结合，接下来唯一要做的事情就是等待，因为,感悟与体认,、,顺应与同化,都需要时间。,生物学教学需要尽量削减非核心概念的“絮叨”，避免学习过程在事无巨细中的“颠沛流离”，以便腾留更多的时间让学生感悟与体认、顺应与同化那些日久弥坚的核心概念，而不要让学生的心思迷失在那些眼花缭乱的“过眼烟云”之中。,但愿教师们对于“,抓大放小,”的核心概念和“,以身相许,”的概念转换不再陌生，更期待理念指引下的教学行为跟进。,“抓大放小”与“以身相许”,中学生物学教学研究发展趋势,二、科学本质,1.如何激发学生自己提出问题、自主解决问题？ 。,2.怎样既能让学生领悟科学研究的一般思想和基本方法，又能培养学生创造性思维？,3.如何让学生认同并掌握归纳、演绎等逻辑推理方法？,4.如何避免学生停留在描述科学事实和结论上？如何让学生踏上充满惊奇、令人兴奋的创新之路？,中学生物学教学研究发展趋势,二、科学本质,5.如何培养学生的洞察力和批判力？如何区别科学与伪科学？怎样使学生面前明辨是非、直抵真实和真相？,6.如何让学生辩证地理解社会力量和历史文化对科学事业的影响？,7.如何帮助学生客观地理解科学的意义和价值？,8.如何检测和评价科学本质教育的成效，从而为我们不断改善科学本质教育提供可靠依据 ？,中学生物学教学研究发展趋势,三、科学探究,1.探究活动具有哪些要素？如何有效落实和整合它们？,2.在探究式教学中如何为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会？,3.如何有效促进探究活动的开展如设置情境、营造氛围？,4.如何设计探究活动的目标、合理把握探究的深度，并且合理评价探究的成效？,5.怎样有效组织个人、小组等多种形式的探究活动？,中学生物学教学研究发展趋势,四、有效问题,问题教学法的科学应用,与其发展也就成为教师教学研究的重要课题。,关于问题的研究，主要从下列两个方面入手：一是从学生的角度，如何培养学生发现问题（提出问题）、分析问题和解决问题能力？二是从教师的角度，如何设计问题、提出问题？,画说教学建议,画说教学建议,思考：教学创意,教与学都需要创客,画说教学建议,思考：百闻不如一见,画说教学建议,思考：让学习充满情趣,画说教学建议,思考：千万不要轻视情境的影响,画说建议,思考：好奇心是学习最可贵的心理基础,画说建议,思考：只有模仿是远远不够的,画说建议,思考：教师的内心需要保持几分寂寞,思考：没有锻炼，千万别秀肌肉,画说教学建议,思考：合作与交流才能走向成功的彼岸,欢迎批评指正,欢迎访问：生物,江苏省中小学教学研究室欢迎加入：江苏省生物学教研之家,90767768,（,）,
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