第一篇:高中生物概念教学探讨
高中生物概念教学探讨
摘 要:在高中生物的教学目标中,掌握生物学基本事实、概念、原理、规律和模型被列在首位。而其中,概念是高中生物知识结构的各个支点,是稳固整个生物学科知识体系的关键部位,只有把握好概念的学习,学生才能更好地搭建起高中生物学的知识架构。学生对概念的掌握程度是衡量学生知识学习质量好坏的一个重要标准,同时也将决定学生能否更好地深入学习和运用生物学知识,并对学生解决问题的能力产生重要影响。所以,作为一个生物教师,概念的教学是重中之重。结合概念教学的相关理论和高中生物概念教学实践,对高中生物概念教学中的相关问题和方法进行了总结。
关键词:概念;教学;合理性;有效性
概念是人脑对客观事物本质特征的认识。所谓事物的本质特征,指的是决定事物的性质,并使一事物区别于其他事物的特征。相对的,非本质特征则是对事物不具有决定意义的特征。每一个概念都包含有内涵和外延两个方面,内涵是概念的质,是概念所反映的事物的本质特征。外延是概念的量,是概念所涵盖的范围。概念的掌握就是要在事物的众多特征中,准确地把握本质特征,认识概念的内涵,理解概念的外延。最终使学生能够超越感知觉的范围,透过表面现象,认识事物的本质。
一、概念的引入
首先,我们要知道学生是怎样获得概念的。学生获得概念的两种基本形式是概念的形成和概念的同化。
概念的形成可以通过呈现例证、假设―检验、提供概念的原型等等方法。以上方法都可以作为概念的文字说明的补充,让学生更好地接受一个新概念。比如,在讲到细胞的渗透作用时,可以举例腌萝卜可以使萝卜变皱,把腌萝卜放清水里又可以恢复饱满,让学生能迅速联系实际理解新的概念。假设―检验可以激发学生学习的积极性,引导学生提出概念的相关假设,一起检验所提出的假设是否正确,以加深学生对概念的印象。在无法很好地形象描述一个概念时,提供一个概念的原型,是最迅速和直接的方法,洋葱鳞片叶表皮的质壁分离与复原实验就是渗透作用的一个原型。
概念的同化是高中生物概念学习的普遍形式,也就是利用学生认知结构中原有的概念,以定义的方式直接给学生提示概念的关键特征,从而使学生获得概念。奥苏泊尔把概念的同化分成了上位学习、下位学习和组合学习三种基本形式。上位学习是学生已经获得了概括程度较低的概念,教师可以引导学生形成一个抽象概括性程度较高的新概念。比如,学生已经学了血糖调节和甲状腺激素的调节之后,给学生提出反馈调节的概念。下位学习是在获得了一个抽象概括性程度较大的概念之后,学生就很容易把握一个下位概念。比如,先介绍了染色体变异的概念,再来学习染色体结构的变异和染色体数目的变异,这就是下位学习。组合学习是指学习的新概念和学过的概念有并列结合的关系。比如,用孟德尔的豌豆黄色圆粒和绿色皱粒的杂交试验解释了基因的自由组合定律之后,再去学习水稻的有芒抗病和无芒不抗病的杂交,就是组合学习。
二、概念的强化
这里非常重要的一点是帮助学生进行错误概念的转变。在日常生活和以往的学习当中,学生已经形成了很多知识经验,其中有的是正确的,而有的并不符合科学规律。当学生的原有概念不符合所要学习的概念的科学定义时,转变错误概念尤为重要,因为通常学生的错误概念会非常顽固,直接影响到后面对知识的运用和问题的解决。
概念转变的影响因素有学生的形式推理能力、学生的先前知识经验、学生的元认知能力、学生对知识和学校的态度、学习动机等等。教师要能准确发现学生概念转变的影响因素所在,针对不同的影响因素,采取不同的策略。
下图形象地描绘了学生概念转变的条件,只有当学生发现自己原有的概念是错的,并能够理解新的概念,同时新概念是合理有效的,才有可能真正接受新概念,避免以后再次弄混。
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让学生接受新概念,摒弃错误概念的同时,要注意帮助学生把握概念定义中的关键词。比如植物的向性运动,定义是植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动。这里的关键词就是“植物体”而不是动物,“单一方向”而不是多向的,“定向运动”而不是任意方向。把握了关键词,有助于概念的记忆和准确掌握,对学生的概念学习起到事半功倍的效果。
三、概念巩固
高中生物的教学中概念巩固主要通过学生对概念的运用和问题的解决来实现,主要的方式就是练习和实验。教师要注意筛选,提供给学生有针对性的练习,实验中要注意引导学生进行思考,让学生从做中学,从做中巩固新知识。实验中要注意不能让学生一味地认为只是好玩而忘记了教学,练习也不应太过多而不精,应当给学生的练习及时给予反馈,教会学生练习成果的自我反馈,及时弥补查缺补漏。
四、促进概念教学的技巧
概念教学的关键是要让学生真正理解概念的合理性和有效性,让学生自主地对概念进行鉴别分析,最后真正接受概念。
学习是新旧经验相互作用的过程,学生不仅在原有的知识背景的基础上来获得新知识,同时也在新知识的作用下来调整原有知识。
首先,要有开放而包容的课堂环境,探索发现学生的已有经验。学生要能够大胆地提出自己的真实想法,不管是对与错,只有这样,教师才能抓住学生理解的症结所在,有针对性地进行教学。同时,开放的氛围也鼓励了学生大胆思考,更加深入地分析问题。
这就要求教师学会用不同的方法来表述概念,诱导学生表现出先前经验中获得的一些错误概念。比如,讲到种群的概念时,让学生尽量多地举出种群的例子,在这个过程中,教师尽量不予干涉。教师注意发现其中学生的表述,如有不符合的地方,可以最后总结时指出,这样有助于更多地发现学生理解中潜在的问题。
其次,提供正例和反例。提供正例有助于学生总结体会概念的规则,防止学生出现概括不足的情况,而提供反例有助于学生排除概念学习中的无关特征,帮助学生加深对概念本质的认识。
编辑 薛直艳
第二篇:教学-高中生物相关概念比较
中学生物教学资料
生物相关概念比较
乳糖与乳酸、极体与极核、芽孢与芽体、HIV与HLA、原生质体与原生质层、遗传病与传染病、胚囊和囊胚,内分泌腺和外分泌腺
原生质和原生质层、原生质体
质粒与质体
原生质是细胞内的生命物质,它的主要成分是蛋白质,脂类,核酸。原生质包括细胞膜,细胞质和细胞核,它不包括细胞壁,故一个动物的细胞就是一小团原生质。原生质层包括细胞膜,液泡膜和这两层膜之间的细胞质,它是一层选择透过性膜,与植物细胞的渗透作用有关。原生质体特指去除细胞壁的植物细胞的原生质。
生长素和生长激素
生长素,主要是由植物的顶端分生组织合成的,其化学本质是吲哚乙酸;生长激素是动物脑垂体分泌的,影响动物的生长和三大有机物的代谢,它们都具有微量高效的特点。
极核和极体
极核是植物卵细胞形成时的产生,极核,卵细胞均在胚囊中产生。极体是动物卵细胞形成过程中随之产生的一种细胞,最终退化消失。
胚囊和囊胚
胚囊是植物胚珠内部结构,内有7个细胞其中最重要的是卵细胞一个和极核2个囊胚是动物早期胚胎发育到其一阶段的一种形态。
内分泌腺和外分泌腺
外分泌腺是指分泌物经导管运输到体表或消化腺的腺体。内分泌腺是指其分泌物进入血液并随血液循环送到全身广泛与组织接触,通过改变细胞的代谢而发挥效能的腺体
性激素和性外激素
性激素化学本质为固醇有雄雌两类,功能是促进生殖器官发育和生殖细胞的成熟,激发并维持第二性征。
外激素是昆虫体表的腺体分泌物,有性外激素,聚集外激素,跟踪外激素,告警外激素等多种,作用是通过一种媒介影响同种昆虫,其他个体的活动起着个体间传递化学性息的作用,又叫信息激素,而性外激素仅仅是外激素的一种,它的功能是引诱同种异性前来接尾。
第三篇:高中生物概念教学四种方式
高中生物概念教学四种方式
高中生物概念教学四种方式
摘 要:随着义务教育新一轮课改的推行,高中生物概念教学已经成为大势所趋。本文主要介绍高中生物教学过程中,如何在突出基本概念的教学时,实施以基本概念为中心,不断运用概念,引申概念,加强知识内部的联系,适时地地进行渗透,然后在多种联系和不断渗透中突出重点,回到最基本的概念、原理的概念教学,所以本文结合教学案例与实践,从四个方面阐述了高中生物概念教学的方式。
关键词:高中生物 概念教学
引言:2011年修改后的《义务教育生物学课程标准(2011年版)》正式出台,课程标准要求课程要凸显科学本质,强调重要概念,关注概念学习,重视概念知识,并在课标内容标准中筛选并呈现了50个重要概念。这50个核心概念就是学科中心的概念性知识,包括了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释,凸显了学科主干部分。
在高中生物学习过程中,不乏听到学生如此抱怨:生物有大量的概念、定义、生物学现象需要记忆,就算是背诵了的东西也不知道如何去处理和综合运用,由此教学中就形成了一种老师不断重复、讲解迫使记住学生事件和信息,学生努力地记忆孤立的事实和概念,可几天后又忘的循环往复的现象。那么在高中生物学习过程中,如何有效地开展生物概念教学,让高中学生高效地掌握生物学的概念,理解概念、把握概念间的联系,并形成知识网络结构等的能力也应该成为每一个高中生物老师值得深入研究的问题。
生物学概念学习是意义学习中最基本的类型,掌握生物学概念是学生学习生物学、了解生命现象及其活动规律、解决问题乃至进行创造的必要前提。本人认为在突出基本概念的教学时,以基本概念为中心,不断运用概念,引申概念,加强知识内部的联系,适时地地进行渗透,然后在多种联系和不断渗透中突出重点,回到最基本的概念、原理的概念教学,既让学生掌握了重点知识,又可以使学生学习起来更容易、理解更深刻、学习效果更理想。
一、理解基本概念的内涵,让学生学会剖析概念本身的构成要素
从逻辑上讲,概念是指在某一领域中因具有共同特征而被组织在一起的特定事物。生物概念的内涵是指反映生命现象和生命活动规律的本质特征。准确理解概念的内涵是掌握概念的先决条件。例如:酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA。“活细胞产生”、“催化作用”、“有机物”是酶概念的内涵,体现了酶的本质属性:只有活细胞(又指全体活细胞)能产生与无机化学催化剂功能相同的有机物。“蛋白质”、“RNA”从化学成分上界定了酶的范围(酶一般为蛋白质,RNA也能起到酶的作用)。在具体对酶的概念考查运用过程中,通常变化的形式就可以很多,但基本围绕内涵展开命题的,如“能够催化水解脂肪酶的物质是什么?”,学生通常凭第一感觉从字面意思上直接选择脂肪,实际上只要学生能抓住核心点“脂肪酶的本质”是蛋白质,那么问题就迎刃而解。
又如:“环境容纳量”的概念──在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,其中有三大要素:环境条件不受破坏、一定空间、种群的最大数量。并通过问题:“种群的K值变不变呢?”教师联系之前讲解的“种群的存在受气候、食物、空间等多种因素影响”,在教师的引导下,让学生分类讨论,什么情况下可能变大,什么情况下可能变小,通过这样的剖析,学生就容易理解并掌握环境容纳量的概念。
掌握概念的内涵还可以尝试其它不同的方法,如把概念进行对比记忆。例如:生长素与生长激素;原生质、原生质层与原生质体;赤道板和细胞板;先天性疾病和遗传病;;DNA连接酶和DNA聚合酶;启动子和起始密码子;终止子和终止密码子等等。
二、搭建知识网络,形成完整的知识系统
科学概念反映客观事物的内在联系,越是基本的概念,它所反映事物的联系就越广泛、越深刻。在对概念的理解,运用和深化的过程中,教师可以根据学生和当地的实际情况改革教材,对原有教材重新进行调整和组合,使教材有一个更好的知识结构,让学生能通过核心概念的中心作用,不断把有关知识联系起来,以纲带目,以点带面,形成知识网络。例如:通过构建以内环境组成为中心的概念图,可以清晰地反映出内环境的组成成分以及成分间的相互关系,细胞通过内环境与外界进行物质交换的过程,以及内环境稳态的理化特性等。读图分析、自我构建都有利于学生加强感性认识,使知识概念经验化、直观化,有助于学生记忆和理解,还可以反馈学生对内环境概念的认识。
其实进一步拓展此图,可以把人体体温调节的基本过程(体液调节的主要过程、分级调节、反馈调节的特点等)、血糖调节的具体过程、体液酸碱平衡的维持方式等内容结合进来形成一个更大的概念图。也就是说知识网络图的构建其关键是抓准核心概念,以核心概念为中心按照一定的线索构建纵横交织的概念联系。当然并不是说所有的概念图必须是如此交织的,若通过某种单一的层递式分析能把某一概念讲述清楚的话,那么此分析方式也是值得推广的一种构建方法。又如,现代生物进化理论相关知识一直是学生梳理过程中的一个难点,支离的概念让学生难以形成知识系统,我相信下面的表格对学生理解自然选择学说有一定的帮助。
三、概念的运用与延伸,通过生活体验的方式来传递概念
联系学生的日常生活,举出学生所熟悉的具体事例,把一些抽象的生物概念和具体的实例联系起来,逐步引入概念。学生在通过实例获得比较丰富的感性认识后,要及时引导他们进行比较、分析、综合、抽象、概括等,以便形成科学概念。
教材上说“反馈调节:在一个系统中,系统本身的工作效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节,包括正反馈调节和负反馈调节。”、“类比推理:由两个或两类对象在某些属性上相同的现象,推断出它们在另外的属性上也相同或它们之间有联系的一种推理方法。”学生觉得这些概念非常枯燥而且很难理解,但借助学生经常碰到的现象来解释,往往能收到难以预料的效果。比如:甲同学考试考的很好,看到自己的努力没白费,他更加努力了,考的更好了──正反馈调节;乙同学考试考的很好,觉得自己很聪明,骄傲了,考差了──负反馈调节;“加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时,由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事,受到政敌的攻击,说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说:”你们是喝牛奶长大的。“于是有些同学就回答:你们身上一定有牛的血统。
很显然通过这些事例教学,学生已经把”反馈调节“方式的判断、”类比推理“等概念了然于心。
四、概念的渗透,加深对概念的深层理解
在学习过程中,有些知识前后联系不紧密,有些新知识跨越程度比较大,学生不容易掌握,成为知识的难点。这就需要在新旧知识之间,架起联系的桥梁,这种在前面学习时为后面学习某些知识的”架桥“工作,也就是为学习某些新知识作了准备,就是渗透。
如教材在讲述”基因重组“概念时提到:基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中,控制不 同生物性状的基因的重新组合。这样”基因重组“概念当然就包括两方面内容了:一方面,减数第一次分裂时发生的基因的自由组合;另一方面,减数第一次分裂发生在联会时期的交叉互换。但教材接下来又介绍了”重组DNA技术“这一与有性生殖无关的高科技生物技术,就其本质而言,”重组DNA技术“仍应属于”基因重组“内容。教师在教学中讲授”重组DNA技术“时,搭建”重组本质“这样一个桥梁,学生就能明白”基因重组“的另外一种情况(与有性生殖无关),这样就保证了学生对生命规律认识上的完整性,而且有利于生物学知识的系统性。
教材在介绍某一生物学规律(概念)时,有时为了保持教材本身前后内容的照应,而将某些规律(概念)归纳成了在前述某个内容限制下的规律,忽略了规律之外仍存在的可能情况,如二倍体生物与多倍体生物的分辨方法强调从个体起源开始,但在讲到育种方法的运用时,秋水仙素诱导染色体加倍的生物个体又可以直接称为多倍体生物;又如减数第二次分裂的具体过程、分裂时间、每阶段的主要特点,在必修与选修教材中说法不统一等,老师要把这部分内容给学生解释明了,必须搭建好一个桥梁让学生平稳过渡,在之前的概念教学中适时地予以渗透,比如说秋水仙素诱导多倍体的形成此技术的前提是人类充分掌握生物体染色体加倍的可能,此技术主要诱导染色体组数加倍,那么让学生充分理解此概念的前提是”染色体组“,所以染色体组的概念就是解决此问题的”桥梁"。当然渗透要注意时机,要自然地、内容适度地使学生通过迁移顺利地掌握新知识。
高中生物的概念很多,在概念教学中还有许多值得借鉴的方法,教师要因情、因境采用不同策略使概念轻松、高效的被学生理解、运用并构建成自己的认识结构。当然,除了课堂上教师正确引导、讲解之外,学生还需通过记忆理解、反复练习,增加实践的机会,进而形成科学的生物学概念体系,让学生学习起来更容易、理解更深刻、学习效果更理想。
第四篇:高中生物概念教学专题文集⑴:高中生物学概念教学
高中生物概念教学专题文集⑴:高中生物学概念教学
高中生物学概念教学
概念是生物学理论的基础和精髓,也是思维过程的核心。在人教版《全日制普通高级中学教科书·生物》(2003年6月第一版)后附录上就有211个生物概念,其中必修本有154个,选修本有57个。但近年来,人们对生物概念教学的研究却很少,基本上是关于概念教学的体会,如如何识记、辨别、掌握概念等,很少涉及有关理论指导下的概念教学研究,如前概念的剖析与矫正,概念的有效建构等。对生物学概念的本身研究更少,几乎没有涉及概念发展的过程、负载的方法和蕴涵的价值等等。[1] 鉴于此,对生物概念教学进行深入地、系统地探讨、研究,对把握和落实新课程标准精神、推动和促进当前的生物学教学改革,不无裨益。
一、生物学前概念的迁移与矫正
学生在学习任何概念性知识之前,实际上都已经有了前概念。前概念是存在于人们头脑中相对于新知识的已有的认知,可能是正确的,也可能是片面的或错误的。前概念的成因,主要是日常生活中的经验及正确或错误认识的积累。我们认识事物的过程,就是这样一个从前概念逐步发展到新概念的过程。无论对哪一门学科知识的学习,也无论是哪一个年龄段的认知,都有这样的特点,尤其生物学科与人类生活实际联系非常紧密,所以前概念非常丰富。奥苏贝尔(D.P.Ausubel)的同化论观点对概念的习得作了精辟论述,认为学习者头脑中已有的知识结构在新概念的习得中起着至关重要的作用,当新概念与头脑中前概念间存在某种类属关系时,若指导者能给予有效引导,使学习者能将新概念与头脑中已有概念间的这种类属关系进行正确链接,将有利于学习者将新概念同化到自己头脑的已有概念体系中,从而习得概念。因此,如何利用前概念进行有效的生物学概念教学,值得探讨研究。
正确的前概念是学习生物学科学概念的良好基础和铺垫,它的正迁移作用可成为生物学概念学习的资源和概念学习的新的增长点,可使学生尽快地掌握新知识和知识结构。如学生在学习生物学概念前自己对生活中的一些生命现象和规律已有所了解,如:“向日葵随太阳转”“根的向地性与茎的背地性”,能促进对“生长素”概念的理解;“人感到寒冷时会打哆嗦”“一个球向你飞来时,你会接住或躲开它”,这些都能促进对“激素调节和神经调节”概念的理解;“种瓜得瓜,种豆得豆”“一猫生九崽,连母十个样”,可促进对“遗传与变异”概念的理解。这些已知正确的前概念,一方面有助于迁移到新概念的习得和有意义的建构,另一方面,有助于激发学生进一步学习生物科学的兴趣和动机。
片面或错误的前概念会成为生物学概念学习的障碍,这些错误的前概念如果得不到及时矫正,将影响对生物学概念的同化和顺应,使学生形成错误的思维,阻碍生物学科学概念的建构。如学习“植物个体发育”概念前,学生头脑中就有农作物的“春天播种,秋天丰收”的前概念,片面地认为植物的个体发育从种子开始,这就阻碍了学生建构“植物个体发育从受精卵开始”的科学概念;由于绿色植物能吸收二氧化碳、产生氧气,学生自然形成植物呼吸作用吸入二氧化碳、放出氧气的前概念,这个错误的前概念阻碍了“呼吸作用”概念的建构。又如,前些时间媒体上猛然间刮起了“吃基因补基因”的风潮,在社会上形成“吃核酸长核酸”的错误前概念。对于这些片面、错误的前概念,必须给予矫正,否则不能建构科学的概念。例如,针对“吃基因补基因”的前概念,可以通过对核酸的消化、代谢、合成的分析,使新知识与学生的前概念产生冲突,让学生暴露出错误观念,正确看待自己原有的生活经验,把对事物表面现象观察所得到的经验与生物学知识不一致的地方提出来进行反思,找出矛盾所在,经历思想上的冲突和震撼,造成认知结构的不平衡,促成原有知识结构的顺应,用科学的概念代替原有的错误观念,实现错误前概念向科学概念的转变。
二、生物学概念的有效建构
瑞士著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)在其《发生认识论原理》中指出:“认知的结构既不是在客体中预先形成了的,因为这些客体总是被同化到那些超越于客体之上的逻辑框架中去,也不是在必须不断地进行重新组织的主体中预先形成了的。因此,认识的获得必须用一个将结构主义和建构主义紧密地连接起来的理论来说明,也就是说,每一个心理结构都是心理发生的结果,而心理发生就是从一个较初级的结构过渡到一个不那么初级的(或较复杂的)结构。”概念图的运用能较好地促进生物学概念的有意义的建构,如学习“光合作用”的概念时,指导学生利用概念图(如下图)建构光合作用的概念,不仅能拓展科学概念,还能培养学生的思维能力。它为学习者提供了一种学习科学语言的形式和建构科学知识的有效手段,有利于对概念知识的整合,有利于把握生物学概念的内涵与外延,能较好地提高学生生物学概念的结构化程度,有助于学生建立良好的认知结构。大量的研究表明:概念图可以帮助教师提高教学效率,概念图策略更适合于科学课程,且生物学上的显著性要大于化学和物理;它可以促进学习者进行有意义的学习;可以改变学习者的认知方式;有利于培养学生创造性思维。
三、生物学概念发展过程的展示
学习生物学的概念,不仅要学习概念的内涵与外延等理论知识,也要学习概念的产生、发展的演变过程。科学是一个发展的过程,任何生物学概念都要经历产生、发展的过程。其实学习生物学概念的产生发展的过程,就是学习概念的发展史。
(一)学习概念的发展过程是生物学科教学的需求
《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《标准》)中建议安排的学习概念发展史有两类。一类是必修或选修课本中以课文形式呈现的史料,如学习“细胞”概念时,要求分析细胞学说建立的过程;学习“光合作用”概念时,要求说明光合作用及其对它的认识过程;学习“遗传物质”概念时,要求总结人类对遗传物质的探索过程;学习“生长素”概念时,要求概述植物生长素的发现和作用;学习“基因工程”概念时,要求简述基因工程的诞生过程;等等。另一类是建议学生自行搜集的相关资料,如学习“DNA”概念时,建议学生搜集DNA分子结构模型建立过程的资料;学习“进化”概念时,要求学生搜集生物进化理论发展的资料;学习“免疫”概念时,要求学生搜集有关干细胞研究进展的资料。除此之外,教材有些专题内容还涉及科学家进行探索的经典实验及资料,如孟德尔定律的发现、核酸是遗传物质的实验分析等。
(二)学习生物学概念发展过程有助于理解概念的科学知识
科学是一个发展的过程,任何生物学概念都要经历产生、发展的过程。学习概念发展过程不仅有助于了解概念的演变过程,而且有助于学生深刻地理解和牢固地掌握生物学概念的内涵与外延,从而理解生物学概念的科学本质。如在学习“光合作用”的概念时,让学生学习“光合作用”的发展史:古希腊学者亚里士多德提出,土壤是构成植物体的原料;1642年赫尔蒙特(J.van Helmont)栽培的柳苗试验,证明柳树营养生长物质不是来源于土壤,而与空气和雨水相关;1771年普利斯特利“绿色植物—烛—小鼠”实验,证明植物光合作用可以更新空气;1864年萨克斯“叶片半遮光—碘蒸气”实验,证明光合作用可能产生淀粉,并需要光;1880年恩吉尔曼“水绵—好氧性细菌”实验,证明光合作用产生O2,叶绿体是绿色植物光合作用场所;上世纪30年代鲁宾和卡门同位素标记实验,证明光合作用产生的O2全部来自H2O。通过概念发展史的学习,学生自然得出光合作用概念的实质,把无机物(CO2和H2O)转变成有机物,把光能转变成化学能,同时也清晰地掌握光合作用的物质变换的过程及场所。
(三)学习生物学概念发展过程有助于学生形成科学的观念
英国的“国家科学课程”中对于引入科学概念的解释为:学生应该理解科学概念随着时间而改变、发展的方式,理解这些概念及其应用是如何受社会、精神和文化背景影响的。由此不难看出,生物学概念的发展史中,不仅记载着生命科学知识的形成过程,而且蕴涵着科学家的创造思维方式和灵活多样的科学方法,体现科学家尊重事实、服从真理和实事求是的科学态度,以及勇于创新、善于合作和无私奉献的科学精神。所以学习生物学概念的发展史,不仅有利于更好地理解、掌握生物学概念,而且有利于学生形成科学的观念,提高生物学科学素养。
四、生物学概念负载研究方法的渗透
生物学是一门自然科学,也是一门实验科学。在生物学的发展过程中,尤其是实验生物学出现以后,研究手段和方法一直起着非常重要的促进作用。有些研究技术和方法的出现,甚至使生物学产生了飞跃性的发展,如显微镜技术和基因工程技术等分别导致了近代和现代生物学的产生。没有研究技术和方法的不断进步,也就没有生物学今天的巨大发展。所以学习生物科学,不仅要学习生物学的概念,还要了解生物学概念所蕴涵的科学技术和研究方法。
(一)渗透传统的生物学研究方法
生物学传统的方法较多,如观察法、调查法、显微镜法、放射性同位素示踪法、解剖法、实验法等,它们不仅是生物学积累事实材料的基本手段,而且是检验假说和理论的重要途径。如学习“生物体的化学元素”的概念时,渗透“放射性同位素示踪法”;学习“矿质元素”概念时,渗透“土培法”“沙培法”“水培法”;学习“叶绿素”概念时,渗透“层析法”和“光谱法”;学习“动物激素调节”的概念时,渗透临床观察法和动物实验法(如腺体摘除法、腺体移植法、结扎法、注射法、口服法等);学习“种群”概念时,渗透“标志重捕法”。
(二)渗透模型方法
美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点,并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。《标准》依据国际科学教育的发展,将模型和模型方法列入了课程目标。所谓“模型”,是指模拟原型(所要研究的系统的结构形态或运动形态)的形式。它不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本质特征。模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式。如在高中生物课程中经常使用的物质模型有实物模型如生物体结构的模式标本,模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等;思想模型是物质模型在思维中的引申,根据构建模型的思想方法的不同,又可以分为两类。一类是以形象化方法(或称为意象思维方法)构建的具象模型,它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征,如DNA分子双螺旋结构、生物膜液态镶嵌模型等。它能使研究对象直观化,既可以促进研究,又可以简略描述研究成果,使之便于理解和传播。另一类是以理想化方法(或称抽象思维方法)构建的模型,是人们抽象出生物原型某方面的本质属性而构思出来的,例如,呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程理想模型,食物链和食物网等系统理想模型。[2]《标准》很重视模型和模型方法。例如,“稳态与环境”模块中有两个活动建议:“探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替”和“设计并制作生态瓶”,都是运用模型的探究。所以,生物学教学中,要结合生物学概念的教学,不断地渗透模型的方法,这不仅能完善学生对生物学概念的认知结构,而且能提升思维能力。
(三)渗透数学方法
数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前,数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用,数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻。高中生物课程对数学方法的使用主要有三个方面。第一,用数学式来定义抽象的生物学概念。《标准》没有明确要求用数学式定义概念,但“稳态与环境”模块中,列举“种群的特征”这个知识点,如果涉及种群密度,年龄结构和性别结构,出生率和死亡率等,就是用数学式定义的概念。这类定量的概念以数学方法揭示事物的本质及其发展变化规律,为研究工作提供一种简明精确的形式语言,具有重要的科学认识论价值和方法论价值。第二,用数学方法对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。如以条形图、曲线图、统计图等来表现某一生命现象的统计数字大小及其变化。第三,用统计方法来研究随机现象的规律性变化。统计方法在生物界广泛存在,学习“遗传定律”时,渗透孟德尔是如何使用描述统计方法对豌豆杂交实验结果进行定量观察和数据分析,依据统计方法从样本到总体的推理,才发现了遗传性状的分离现象和自由组合现象。
(四)渗透系统分析方法
现代生物学的分析性研究已深入到分子、量子水平,但为了揭示生命运动的奥秘,还必须从生命系统的各个组成部分的联系和相互作用中,从它们和外界环境的相互联系和相互作用中了解整体。这就需要进行系统分析。现代系统分析包括定性分析和定量分析,高中生物学教育一般只能做定性分析,如同美国《国家科学教育标准》所要求的“学会从系统的角度思考和分析问题”。例如,学习“细胞器”的概念时,要让学生明白每个细胞器都具有一定功能,而且它们的结构与功能一般相互联系,但要完成某个具体功能时,细胞必须是一个完整的结构,否则就不行。又如,生物膜也是一个系统,它包括细胞膜、核膜、液泡膜、线粒体模、叶绿体膜、内质网膜、高尔基膜等,它们的组成成分是一样的,但具体的功能不同,它们是相互联系、相互制约、不可分割的统一的整体。又如“生态系统”的概念,是一个宏观的系统,它们的组成及营养结构组成一个典型的系统。
五、生物学概念蕴涵价值的体现
生物课程中的价值观具有丰富的内涵,价值观不仅强调对个人价值的判断,更强调对社会价值、科学价值、人文价值的判断。在生物学概念的教学中,要充分挖掘概念所蕴涵的价值因素,并有意识地贯穿于教学过程之中,这样才能使情感态度与价值观有机地渗透到课程教学内容中去。
(一)实用价值
生物学与人们的衣食住行、卫生保健以及环保密切相关。生物学对人类生活的实用价值是人类发展史上一个古老的话题,但在今天却被赋予新的意义。例如,在学习“细胞的分裂、分化、癌变、衰老”“生殖、发育”等概念时,可以让学生了解目前生物学在植物组织培养技术、克隆技术、生殖技术、器官移植、恶性肿瘤治疗等方面的应用价值;在学习“植物新陈代谢”概念时,可以让学生了解生物学在解决我国目前社会经济发展的一大热点——“三农”问题中的重大作用;学习“发酵”概念时,让学生了解利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精,利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大规模生产青霉素,利用微生物发酵生产药品,如人的干扰素、胰岛素和生长激素等方面的应用价值。
(二)科学人文价值
人们常说,21世纪生命科学将成为带头科学,这一方面指生物科学技术的发展正在极大地影响着人们的生活和经济、技术的发展,另一方面指生物科学的发展正在深刻地改变着人类的思想和思维方式。生物学不仅具有科学价值,还具有巨大的人文价值。在生物学概念教学中,渗透人文性和科学性的统一,能拓宽学生的学科视野,使学生的抽象思维和形象思维协调发展,既有利于学生全面发展,又有利于培养学生创新的思维品质。例如,在学习“酶”的概念时,让学生了解有关酶的诺贝尔奖获得者及成就,同时,还可以讲解其中一些科学家不畏艰难、不畏权威,勇于攀登的科学精神。这样不仅能激发学生以后从事科学研究的动机,而且能激发学生形成勇往直前的精神。
(三)美育价值
从提高生物学教育的价值这个角度思考,美育是一个几乎未曾开发的处女地。生物学概念教学体现的美育价值,重点在于提高学生的审美能力。中国传统的审美方式重在感悟式的直觉思维,而生物学教育作为科学教育的一部分,应以严谨的理性分析为主。生物学中美的存在主要有两种,一种是生命美,生命世界给人类提供了无限广阔的审美领域,我们可以把它们统称为生命美。在学习“细胞”的概念时,可以让学生感悟各种细胞形态所蕴涵的形态美;在学习“生态系统”的概念时,可以讲生命本身的形式美,如生物体的色彩、线条、形状、声音美及生物界的和谐美。另一种是生物科学美。生物科学中的科学美包括理论美和实验美等,是生命世界本身的美学特征在生命科学中的体现。例如,学习“化学元素”和“细胞”概念时,可以让学生感悟生物界与非生物界的统一美和生物界细胞结构生物的统一美;在学习“细胞分裂”概念时,可以让学生感悟细胞分裂的规律美;在学习“DNA”概念时,让学生感悟DNA双螺旋结构模型的对称性体现了结构美。还可以让学生感悟噬菌体侵染细菌实验的新奇美,因为这个实验以奇妙的构思,确证了DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质。
生物学概念是生物课程具体目标中的知识、情感态度与价值观、能力的杂合子。课程目标的三个维度只是理论上的一种分类,从生物科学素养的形成来说,这三个纬度是同等重要、缺一不可的,从教学实践来看,这三个维度并不是彼此孤立,毫无联系的。相反,它们之间是相互依存,互为基础,你中有我,我中有你的不可分割的关系。就像《标准》所说,“在课程实施过程中它们是一个有机整体”。因此,在生物学概念教学中,不仅要关注剖析前概念,运用概念图建构概念体系,而且要展示生物学概念的产生、发展的演变过程,渗透概念研究过程中所负载的研究方法,体现生物学概念所蕴涵的价值的研究。只有这样,才能较好地落实《标准》的三维目标,提高学生生物科学素养。
第五篇:高中生物概念总结
高中生物概念总结
1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。
2.细胞是生物体的结构和功能的基本单位;细胞是一切动植物结构的基本单位。病毒没有细胞结构。
3. 新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。
4. 生物体具应激性,因而能适应周围环境。
5.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。
6. 生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。
第一章生命的基本单位--细胞
7.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。
8. 生物界与非生物界还具有差异性。
9.糖类是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。
10. 一切生命活动都离不开蛋白质。
11. 核酸是一切生物的遗传物质。
12.组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有这些化合物按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
13.地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物体都是由细胞构成的。
14.细胞膜具一定的流动性这一结构特点,具选择透过性这一功能特性。
15. 细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。
16. 线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。
17. 核糖体是细胞内将氨基酸合成为蛋白质的场所。
18. 染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。
19.细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
20.构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的,而是互相紧密联系、协调一致的,一个细胞是一个有机的统一整体,细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。
21.细胞以分裂的方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
22.细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。
23.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能性。
第二章 新陈代谢
24.新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物的最本质的区别。
25. 酶的催化作用具有高效性和专一性。
26. 酶的催化作用需要适宜的温度和pH值等条件。
27. ATP是新陈代谢所需要能量的直接来源。
28. 光合作用释放的氧全部来自水。
29.植物成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。
30.高等的多细胞动物,它们的体细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
31.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。
32. 稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
第三章 生物的生殖和发育
33.有性生殖产生的后代具双亲的遗传特性,具有更大的生活能力和变异性,因此对生物的生存和进化具重要意义。
34. 营养生殖能使后代保持亲本的性状。
35.减数分裂的结果是,产生的生殖细胞中的染色体数目比精(卵)原细胞减少了一半。
36.减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开,说明染色体具一定的独立性;同源的两条染色体移向哪极是随机的,不同源的染色体(非同源染色体)间可进行自由组合。
37. 减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂中。
38.一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞(一种基因型)。一个精原细胞经过减数分裂,形成四个精子(两种基因型)。
39.对于有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的40. 对于有性生殖的生物来说,个体发育的起点是受精卵
41.很多双子叶植物成熟种子中无胚乳(如豆科植物、花生、油菜、荠菜等),是因为在胚和胚乳发育的过程中胚乳被子叶吸收了,营养贮藏在子叶里,供以后种子萌发时所需。单子叶植物有胚乳(如水稻、小麦、玉米等)
42. 植物花芽的形成标志着生殖生长的开始。
43.高等动物的个体发育包括胚的发育和胚后发育。胚的发育是指受精卵发育成为幼体,胚后发育是指幼体从卵膜内孵化出来或从母体内生出来并发育成为性成熟的个体。
44.胚的发育包括:受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→三个胚层分化→组织、器官、系统的形成→动物幼体
第四章 生命活动的调节
45.向光性实验发现:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光弯曲的部位在尖端下面的一段,向光的一侧生长素分布的少,生长的慢;背光的一侧生长素分布的多,生长的快。
46.生长素对植物生长的影响往往具有两重性。这与生长素的浓度高低和植物器官的种类等有关。一般说,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
47.在没有受粉的番茄(黄瓜、辣椒等)雌蕊柱头上涂一定浓度的生长素溶液可获得无籽果实。
48.垂体除了分泌生长激素促进动物体的生长外,还能分泌一类促激素调节其他内分泌腺的分泌活动。
49. 相关激素间具有协同作用和拮抗作用。
50.(多细胞)动物神经活动的基本方式是反射,基本结构是反射弧(即:反射活动的结构基础是反射弧)。
51.在中枢神经系统中,调节人和高等动物生理活动的高级中枢是大脑皮层。
52.动物行为中,激素调节与神经调节是相互协调作用的,但神经调节仍处于主导地位。
53.高等动物生命活动是在神经系统-体液共同调节下完成的。
第五章 遗传和变异
54.生物的遗传特性,使生物物种保持相对稳定。生物的变异特性,使生物物种能够产生新的性状,以致形成新的物种,向前进化发展。
55.噬菌体侵染细菌实验中,在前后代之间保持一定的连续性的是DNA,而不是蛋白质,从而证明了DNA 是遗传物质。
56.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
57.在真核细胞中,DNA是主要遗传物质,而DNA又主要分布在染色体上,所以,染色体是遗传物质的主要载体。
58.在DNA分子中,碱基对的排列顺序千变万化,构成了DNA分子的多样性;而对某种特定的DNA分子来说,它的碱基对排列顺序却是特定的,又构成了每一个DNA分子的特异性。这从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性的原因。
59.遗传信息的传递是通过DNA分子的复制来完成的,从亲代DNA传到子代DNA,从亲代个体传到子代个体。
60. DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
61.子代与亲代在性状上相似,是由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故。
62.基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体(叶绿体和线粒体中的DNA上也有基因存在)。
63. 遗传信息是指基因上脱氧核苷酸的排列顺序。
64. 遗传密码是指信使RNA上的核糖核苷酸的排列顺序。
65.密码子是指信使RNA上的决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。信使RNA上四种碱基的组合方式有64种,其中,决定氨基酸的有61种,3种是终止密码子。
66.反密码子是指转运RNA上能够和它所携带的氨基酸的密码子配对的三个碱基,由于决定氨基酸的密码子有61种,所以,反密码子也有61种。
67.基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的,包括转录和翻译两个过程。
68.由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此,不同的基因含有不同的遗传信息(即:基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息)。
69. 生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果。
70.一般情况下,一条染色体上有一个DNA分子,在一个DNA分子上有许多基因。
71.生物个体基因型和表现型的关系是:基因型是性状表现的内在因素,而表现型则是基因型的表现形式。在个体发育过程中,生物个体的表现型不仅要受到内在基因的控制,也要受到环境条件的影响,表现型是基因型和环境相互作用的结果。
72.在杂种体内,等位基因虽然共同存在于一个细胞中,但是它们分别位于一对同源染色体上,随着同源染色体的分离而分离,具有一定的独立性。在进行减数分裂的时候,等位基因随着配子遗传给后代,这就是基因的分离规律。
73.由显性基因控制的遗传病的发病率是很高的,一般表现为代代遗传。
74.在近亲结婚的情况下,他们有可能从共同的祖先那里继承相同的隐性致病基因,而使其后代出现病症的机会大大增加,因此,近亲结婚应该禁止。
75.具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在F1进行减数分裂形成配子时,等位基因随着同源染色体的分离而分离的同时,非同源染色体上的基因则表现为自由组合。这一规律就叫基因的自由组合规律,也叫独立分配规律。
76.据统计,我国的男性色盲发病率为7%,而女性发病率仅为0.49%。
77.一般地说,色盲这种遗传病是由男性通过他的女儿遗传给他的外甥的(交叉遗传)。
78. 我国的婚姻法规定,直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚。
79.基因突变是生物变异的主要来源,也是生物进化的重要因素,它可以产生新性状