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1、初中生物学中的概念教学初中生物学中的概念教学王 健北京师范大学生命科学学院王健王健山东山东济南济南2012/4/25胶囊药物还能吃吗胶囊药物还能吃吗？王健王健山东山东济南济南2012/4/25王健王健山东山东济南济南2012/4/25l三价铬：葡萄糖耐量因子的重要组成部分，也参与脂质代谢调节，缺了铬可能影响血糖控制和调节l中国居民膳食营养素l儿童铬摄入量为每天0.01 mg，成年人是0.05 mgl安全最大可耐受剂量，儿童每人每天是0.2 mg，成年人是0.5 mg王健王健山东山东济南济南2012/4/25【新闻】紫薯营养成分明显高于其他薯类，氨基酸、铜、锰、锌、硒、钙含量高于普通品种20倍以
2、上。长期食用可防癌、抗癌、降压、益血润肺。其茎叶梗可作高档蔬菜。被誉为“太空保健食品”。我们要多吃紫薯吗？我们要多吃紫薯吗？王健王健山东山东济南济南2012/4/25【新闻】 陕西省周至县楼观镇西楼村果农用勾兑好的膨大剂蘸泡猕猴桃嫩果。在被誉为猕猴桃之乡的周至县，果农种植猕猴桃依靠膨大剂增产。还能买猕猴桃吗？还能买猕猴桃吗？王健王健山东山东济南济南2012/4/25升升 学学就就 业业生生 活活核核 心心概概 念念王健王健山东山东济南济南2012/4/25l新课程要求重视“核心概念核心概念”的教学，由追求对繁杂的生物学事实性知识的记忆，转向对“核心概念”的深层次理解。l何谓概念？l何谓深层次理
3、解？一、一、 什么是概念？什么是概念？l光合作用l呼吸作用l生态系统l在一定地域内，生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统。1 概念与术语词概念与术语词l心理学中，“概念”代表一类享有共同特性的人、物体、事件或观念的符号符号；l教育学中，“概念” 是指关于某一对象的观点、看法观点、看法。王健王健山东山东济南济南2012/4/251 概念与术语词概念与术语词习惯认为概念就是术语词术语词仅仅是标记（指示概念的符号）学生记住名词术语并不意味着理解了概念理解术语词是科学教学的主要目的，并非只是记住这些词王健王健山东山东济南济南2012/4/252 概念与概念与日常日常观念观念草莓的主要食用部分是果肉
4、。生态系统能够在一定的范围内进行自我调节。微生物能够使人畜患病，因此是有害的。王健王健山东山东济南济南2012/4/252 概念与概念与日常日常观念观念概念常与观念混用形成方法不同只有在符合逻辑推理的前提下，纳入个人概念系统中的那些观念才能与科学领域的概念相提并论王健王健山东山东济南济南2012/4/253 概念与定义概念与定义定义表述形式“是”或“叫”精确的定义限制了概念的含义定义会随着时代发展、学生年龄的不断增加发生变化，这使得学生在后续学习时产生困惑（例如，生产者）王健王健山东山东济南济南2012/4/253 概念与定义概念与定义概念描述一类事物的本质，有时并不用上述方式来描述对于同一个
5、概念词，不同年级的学生需要掌握的概念内容不同（例如，生殖，精卵结合，减数分裂）采用了完整陈述句的形式来表述概念，并在概念中尽可能少的使用术语王健王健山东山东济南济南2012/4/253 概念与定义概念与定义如同许多复杂的系统一样，生态系统在大体上均衡的状态下有周期性波动。能量既不会产生，也不会消失，只能从一种形式转换成另一种形式。4 知识的分类知识的分类【事实性知识】l包括具体客观事件l实物名称l可信的实验数据结果【概念性知识】l定律l原理l理论l学说(自然选择学说)“概念概念”“事实事实”王健王健山东山东济南济南2012/4/254 概念与事实概念与事实l工业污染区，桦尺蛾的变化是自然选择的
6、结果。l由雌雄亲代双方共同繁殖后代的生殖过程称为有性生殖。l进行有性生殖的生物，减数分裂时，同源染色体要配对。l孟德尔的豌豆杂交试验中，F2的性状表现出现约为9：3：3：1的分离比。王健王健山东山东济南济南2012/4/254 概念与事实概念与事实l酵母菌是兼性厌氧生物。l有氧呼吸是食物中的能量在生物体内的有氧收集过程。l种群是进化的单位。l艾滋病病毒是逆转录病毒。l调节基因是编码一种蛋白质的基因，该蛋白质控制一个或一组基因的转录。王健王健山东山东济南济南2012/4/254 概念与事实概念与事实事实是客观的，是通过感官或者一定的仪器器材进行观察测量得到的。概念往往是主观的，是人的思维活动的结
7、果，即是由众多的事实归纳推理得出的。为什么要区分概念与事实？王健王健山东山东济南济南2012/4/254 概念与事实概念与事实l生物科学素养反映了生物学核心概念的掌握和应用水平l有助于明确教学目标和确定教学重点l有助于选择适合的教学方法和教学策略l有助于改变学习者的学习结果评价王健王健山东山东济南济南2012/4/254 概念与事实概念与事实l在教学中事实性知识需要学生通过观察测量获得，学生学习的主要形式为记忆，检测时主要是复述；l概念性知识需要学生归纳推理，需要逻辑加工，最低层次也是需要学生理解，检测评价时一般需要在新的情境中应用。王健王健山东山东济南济南2012/4/254 概念与事实概念
8、与事实事实是构建概念的重要基础事实构筑科学的方式就像用砖块建造房子一样，但是事实的积累不等于科学，正如一堆砖不等于房子一样。王健王健山东山东济南济南2012/4/25关注知识教学关注知识教学关注概念教学关注概念教学王健王健山东山东济南济南2012/4/25小结小结通常用一组陈述句来描述某个领域的核心概念，其概括性（抽象性）越来越低，最后一个阶层是事实。王健王健山东山东济南济南2012/4/25二、什么是核心概念？二、什么是核心概念？l核心概念是位于学科中心的核心概念是位于学科中心的概念性知识概念性知识，包括，包括了对重要概念、原理、理论等的基本理解和解了对重要概念、原理、理论等的基本理解和解释
9、，这些内容能够展现该学科的整体框架，是释，这些内容能够展现该学科的整体框架，是学科结构的主干部分。学科结构的主干部分。 王健王健山东山东济南济南2012/4/251 确定核心概念的标准确定核心概念的标准在多个科学学科中的地位突出，是组织某个学科结构的关键概念为理解或研究某些复杂想法和解决问题提供关键性的支撑可在多个年级段教学，随着年级段递增，可逐步复杂、逐渐深入王健王健山东山东济南济南2012/4/25p核心概念核心概念1：生物体具有特定的结构和功能，有助生物体具有特定的结构和功能，有助于其进行生命活动、生长和繁殖。（从分子到生于其进行生命活动、生长和繁殖。（从分子到生物体物体结构和生命活动过
10、程）结构和生命活动过程）l生物体的结构和功能保障了生命活动、生长和繁殖生物体的结构和功能保障了生命活动、生长和繁殖的进行。的进行。l结构和功能；生物体的生长和发育；生物体中进行物质和能量流动的组织；信息处理。王健王健山东山东济南济南2012/4/25p核心概念核心概念2：生物体能够将性状和性状的变异传递生物体能够将性状和性状的变异传递给下一代（遗传给下一代（遗传遗传和性状变异）遗传和性状变异）l生物体有一套机制和过程使得性状及其变异可从亲生物体有一套机制和过程使得性状及其变异可从亲代向子代传递。代向子代传递。l性状的遗传；性状的变异。王健王健山东山东济南济南2012/4/25p核心概念核心概念
11、3：生物个体和种群从包含其他生物和物生物个体和种群从包含其他生物和物理因子在内的外界环境中获取必需的资源。（生理因子在内的外界环境中获取必需的资源。（生态系统：相互作用、能量和动态性）态系统：相互作用、能量和动态性）l生物体及其种群从环境中获取必要资源，包括：生生物体及其种群从环境中获取必要资源，包括：生物因素和非生物因素。物因素和非生物因素。 l生态系统中相互依存的关系；生态系统中的物质循环和能量转换；生态系统的动态、运行和恢复。王健王健山东山东济南济南2012/4/25p核心概念核心概念4：生物进化解释了物种的统一性和多样生物进化解释了物种的统一性和多样性。（生物进化：统一性和多样性）性。
12、（生物进化：统一性和多样性）l生物进化论为物种的统一性和多样性提供了解释。生物进化论为物种的统一性和多样性提供了解释。l共同祖先的证据和多样性；自然选择；适应；生物多样性和人类概念概念陈述述年年级亲代与子代之间，子代与子代之间，往往有很大的相似之处，但不是完全一模一样。幼儿园小学每个生物体都有一套指令信息来决定其遗传性状。小学初中生物体的特性有些可以遗传，有些是与环境相互作用的结果。小学初中在进行有性生殖的生物体中，通常是一半的基因来自于父亲，一半的基因来自于母亲。初中遗传信息包含在基因中，基因位于每一细胞的染色体上。初中在进行有性生殖的生物体中，遗传信息由亲代向子代的传递通过雄配子和雌配子完
13、成。初中高中子代的性状取决于显性和隐性等位基因的组合。初中高中DNA是主要的遗传物质。初中高中一个基因是一段DNA分子，它决定机体蛋白质的氨基酸序列。高中有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表现型有多种可能。高中插入、删减或取代DNA片断可能都会改变基因。高中当一个细胞中的基因发生改变，改变了的基因可被传递到由这个细胞分裂产生的细胞中。高中只有发生在生殖细胞中的基因突变才可能传给子代。高中 王健王健山东山东济南济南2012/4/25主题主题七七：生物的生殖、发育与遗传：生物的生殖、发育与遗传王健王健山东山东济南济南2012/4/25三、学生是如何形成概念的？三、学生是如何形成概念的
14、？王健王健山东山东济南济南2012/4/25建构主义理论建构主义理论l建构主义理论认为，知识是不依赖于人脑而独立存在的具体实体，只有在知识完全“迁移”到人的“大脑内部”后，并进入人的内心活动世界时，人们才能获得对知识的真正理解。 王健王健山东山东济南济南2012/4/25要点要点l强调学者的经验l注重以学习者为中心l创造冲突的、真实的学习情境l注重互动的学习方式学习者先了解自我概念评估概念，决定是否要重建不重建要重建重新检查并修正其原有看法，使其达到一致性王健王健山东山东济南济南2012/4/25四、概念教学的基本任务四、概念教学的基本任务王健王健山东山东济南济南2012/4/251 确定核心
15、概念确定核心概念l概念教学概念教学围绕核心概念展开的教学活动称为概念教学。l三维教学目标 Vs. 知识目标l确定核心概念（生态系统）王健王健山东山东济南济南2012/4/251 确定核心概念确定核心概念l确定核心概念受教师本身的生物科学专业素养影响。l教师是如何理解生物科学的l在教师的头脑中生物科学框架是怎么样的l我为什么要教授生物学？l我要教给学生什么？王健王健山东山东济南济南2012/4/25l教学目标与核心概念之间的转换教学目标与核心概念之间的转换l说出生态系统的基本组成成分。l生态系统由生物因素和非生物因素组成，二者之间相互影响、相互制约。其中生物因素包括生产者、消费者和分解者；非生物
16、因素包括阳光、水、空气等。王健王健山东山东济南济南2012/4/25l概念的细化和拆分概念的细化和拆分把握本部分内容核心概念之间的关系；阅读教材，分析教学要点；在确定的教学要点中，区别概念和事实，列出概念，用一句话来表述；比较这些概念的抽象程度和上下位关系，然后依次列出。王健王健山东山东济南济南2012/4/25“生态系统生态系统”的概念的概念1生态系统是指在一定地域内，生物与环境所形成的统一的整体。1.生态系统包括生物因素和非生物因素，生物因素与非生物因素相互影响和制约；2.生物因素包括生产者、消费者和分解者，它们之间是相互依存的关系；王健王健山东山东济南济南2012/4/25“生态系统生态
17、系统”的概念的概念1生态系统是指在一定地域内，生物与环境所形成的统一的整体。3.非生物因素包括阳光、空气、水分、温度等；4.生产者与消费者，以及消费者与消费者之间的捕食关系形成了食物链和食物网；王健王健山东山东济南济南2012/4/25“生态系统生态系统”的概念的概念1生态系统是指在一定地域内，生物与环境所形成的统一的整体。5.生态系统中的物质和能量沿着食物链和食物网流动；2生态系统具有一定的自动调节能力，不同生态系统的调节能力不同。王健王健山东山东济南济南2012/4/252 明确概念教学的主要任务明确概念教学的主要任务l了解和揭示学生的已有概念（前科学概念、错误概念）l选择恰当的教学策略，
18、设计相应的教学活动l矫正学生的原有认识，形成科学概念王健王健山东山东济南济南2012/4/253 什么是错误概念？什么是错误概念？l错误概念是指人们在日常生活及以往的学习中形成的那些与当前科学理论对事物的理解相违背的经验性的理解。l错误概念的形成往往不简单是由于理解偏差或遗忘而造成的，常常与日常直觉经验相联系，植根于一个与科学理论不相容的概念体系之中 。王健王健山东山东济南济南2012/4/25l小小组活活动l写出学生在学写出学生在学习生物学生物学时常常见的的错误概念概念王健王健山东山东济南济南2012/4/25l呼吸作用就是呼吸运动。l植物白天进行光合作用，晚上进行呼吸作用。l鸟卵就是一个细
19、胞。l显微镜下观察到的图像与实物完全相同。l光是种子萌发的必需条件。l无花果不开花。l蝙蝠是鸟，鸡不是鸟。王健王健山东山东济南济南2012/4/254 错误概念的主要特征错误概念的主要特征广泛性顽固性自发性隐蔽性矛盾性5 错误概念的主要来源错误概念的主要来源生生活活经经验验王健王健山东山东济南济南2012/4/255 错误概念的来源错误概念的来源l教师的教学l类比（鸡蛋细胞）5 错误概念的主要来源错误概念的主要来源教教师师的的教教学学王健王健山东山东济南济南2012/4/255 错误概念的来源错误概念的来源l教科书王健王健山东山东济南济南2012/4/256 错误概念的诊断错误概念的诊断l二阶
20、选择题l与学生的对话王健王健山东山东济南济南2012/4/25l如何编制二阶选择题？l如何使用？王健王健山东山东济南济南2012/4/25六、概念教学的主要策略六、概念教学的主要策略王健王健山东山东济南济南2012/4/25 教学内容不管是选择文本题材，还是教学内容不管是选择文本题材，还是探究活动，都要与核心概念的探究活动，都要与核心概念的构建构建和发展和发展相一致，目的都是为了学生对核心概念的相一致，目的都是为了学生对核心概念的深层理解。深层理解。王健王健山东山东济南济南2012/4/251 POE教学策略教学策略lPredict（预测）：要求学生预测会产生何种改变，并说明改变的原因。lOb
21、serve（观察）：仔细观察其中的改变。lExplain（解释）：思考预测与观察间的不同，想出可能造成不同的原因，得到结论。POE教学过程的运用教学过程的运用（最重要）预测发生何种变化，说明发生这种变化的原因（记录）运用在实际情境中想出造成的原因并得到结论（加强概念理解）思考预测与观察结果之间的不同提供实物或实验状况观察所发生的变化（记录）概念改变教学王健王健山东山东济南济南2012/4/25POE的目的的目的lPOE教学策略要求学生针对实物或实验装置进行预测，提出的解释，并进行观察（预测P-理由O-观察E）。要求学生记录个人观点的变化。2 5E教学策略教学策略参与评价精致解释探究5 E教学策
22、略王健王健山东山东济南济南2012/4/25l参与（Engage）l提问、展示相异事件、提供问题情境 l探究（Explore ）l观察现象、建立事物间的联系、概括规律、识别变量 王健王健山东山东济南济南2012/4/25l解释（Explain）l给出科学的解释、术语或概念l讲授、视频、多媒体软件 l精致（Elaborate ）l利用概念尝试解决问题或解释新现象王健王健山东山东济南济南2012/4/25l评价（Evaluate）l教师评价、学生自评l纸笔评价、实作评价 王健王健山东山东济南济南2012/4/25l5E教学案例：l绿色植物的光合作用王健王健山东山东济南济南2012/4/253 概念
23、图教学策略概念图教学策略l小组活动：小组活动：l列出“生态系统”部分的生物学术语术语，并绘制成概念图概念图。王健王健山东山东济南济南2012/4/25l什么是概念图？l概念图是一种图解，能够形象地表达命题网络中一系列概念的含义及其逻辑关系。l类型：层级概念图、环形概念图l概念图与概念结构图、概念流程图之间的关系CO2水光合作用太阳能植物空气叶片根土壤叶绿素维管束需要来自运输有有有有有生长在需要需 要发生在利用利用需 要生长在来自利用激 发王健王健山东山东济南济南2012/4/25概念图的制作概念图的制作l选择特定的知识领域l确定该领域中的生物学术语l对术语划分层次（层级性概念图）l画出概念图草
24、图l对草图进行修正l寻找交叉连接王健王健山东山东济南济南2012/4/25概念概念图在教学中的在教学中的应用用l讲授新课l学习工具l巩固复习l检测学习效果l填空、补充、自制、开放王健王健山东山东济南济南2012/4/25概念图在教学中的应用概念图在教学中的应用l填空l补充l自制l开放CO2水光合作用太阳能植物空气叶片根土壤叶绿素维管束需要来自运输有有有有有生长在需要需 要发生在利用利用需 要生长在来自利用激 发王健王健山东山东济南济南2012/4/25在进行概念教学时应注意：在进行概念教学时应注意：l并不会产生即时而又明显的概念改变l明显的A概念完全取代B概念很难发生l改变概念主要在于竞争概念位阶竞争概念位阶竞争概念位阶竞争概念位阶的改变l新概念的构建需要一系列的学习活动Inspiration软件介绍新增概念框王健王健山东山东济南济南2012/4/25调整字体及大小或右键调整或右键调整布局排列选定同一等级的概念框EffectAlign建立连接建立连接概念框1Link鼠标终于概念框2添加连接词添加连接词改变箭头方向改变箭头方向右键改变箭头方向（Reverse Link）王健王健山东山东济南济南2012/4/25谢谢！谢谢！
