1、生物学科核心概念的教学提纲前言：概念与科学教育中的“概念”之辨识一、核心概念、核心概念是什么？、区别事实性知识与概念性知识、核心概念的表述二、核心概念在课堂教学中的地位三、课程标准中的条重要概念四、教科书中概念的传递、形成和转变过程 五、基于理解核心概念的教学l 湖北宜都网讯 6月6日上午，副市长严永梅，市政协副主席、教育局局长谭国银到市一医院看望了浴血守护659张高考准考证的女教师周玉兰。6月4日下午，宜都市二中教务处教务员周玉兰在护送高考准考证途中，遭遇歹徒抢劫，在被歹徒击伤后仍奋力保护准考证安全，将659份准考证完好的送到备考点。前言：概念与科学教育中的“概念”之辨识.概念的含义（）词义
2、：现代汉语词典（年增补本）页：思维的基本形式之一，反映客观事物的一般的、本质的特征。人类在认识过程中，把所感受到的事物的共同特点抽出来，加以概括，就成为概念。（）逻辑学定义：概念是反映对象的特有属性或本质属性和分子范围的思维形式。前言：概念与科学教育中的“概念”之辨识对象：自然、社会、思维三在领域的每一现象及其规律；本质属性：对象所特有的、区别于其他对象的属性，如“人”的本质属性是“能思维、能制造与作用工具”，非本质属性：对象具有但对该对象不起决定作用的属性，如“人”的“高矮胖瘦、四肢五官”分子范围：一类对象的范围，如“人”是指古今中外的一切会思维的动物；前言：概念与科学教育中的“概念”之辨识
3、.概念是由词语来表达的，概念是词语的实际内容(1)概念与词语不是一一对应的，不是所有词语都能表达概念；(2)同一词语可以表达不同概念，例“鲜肉包子”、李白与汪沦之“先生好游乎？此地有十里桃花；先生好酒乎，此地有万家酒店。”(3)同一概念可以用不同词语来表达，如爱人、老婆、媳妇、妻子、堂客、婆姨、孩子他妈前言：概念与科学教育中的“概念”之辨识(4)现实中概念与词语出现不科学现象，如产品宣传中的“极品”、“尊贵”、“至尊”，“精品、特级、极品”，在科学领域也有这种现象出现前言：概念与科学教育中的“概念”之辨识3.科学教育强调概念及其表述方式（1）事实与概念不同：知识点教学没有注意事实与概念的不同；
4、（2）使用术语比较便捷，但同时又有风险；（3）人们对术语的理解不完全相同；（4）熟练使用术语不一定等于理解了概念；（5）术语可以用来指代概念；（6）定义常常不等同于概念；前言：概念与科学教育中的“概念”之辨识.科学教育强调概念及其表述方式（7）概念包括三个要素：概念名词（或概念术语）、概念的内涵及概念的外延；概念的内涵又叫做概念的含义或内容，它是指概念的内涵又叫做概念的含义或内容，它是指反映在概念中的对象的特有属性，是反映在概念中的对象的特有属性，是“质质”；概念的外延就是指具有概念所反映的特有属性概念的外延就是指具有概念所反映的特有属性的具体对象的总和，或者说，它反映的是概念所的具体对象的总
5、和，或者说，它反映的是概念所反映的对象具体是哪些，或者，作为类的对象具反映的对象具体是哪些，或者，作为类的对象具体有哪些分子，是体有哪些分子，是“量量”。前言：概念与科学教育中的“概念”之辨识用概念内涵生物学概念：通过通过抽象抽象、概括概括而形成的对而形成的对生物生物学对象学对象本质特征本质特征或或共同属性共同属性的反映。的反映。生物学概念包括一些原理、规律、理论等知识，生物学概念包括一些原理、规律、理论等知识，是重要的知识。是重要的知识。如：生物学中的遗传的概念，可以有以下的不同陈述：“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。”遗传和变异现象“每个生物体都有一
6、套指令信息来决定其遗传性状。”遗传信息“遗传信息包含在每一个基因当中，基因位于每一个染色体上。”遗传物质及其之间的关系“一个可遗传的性状可由一个或几个基因来决定，一个基因是一段DNA分子，它决定机体蛋白质或氨基酸的序列。”一、核心概念.核心概念是什么英文文献中经常会出现“核心概念”(key concept)“,基本概念”(f undamental concept)“,主要概念”(major concept),“基本观点”(f undamental idea)“,核心观点”(key idea)“,大观点”(big idea)“,主要概念”(major generalization)等,这些词的意
7、义几乎相近。1 一、核心概念（核心概念是什么）l 美国著名教育学家赫德(Hurd)认为,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2 39,是学科结构的主干部分,它们被称为核心概念(key concept s or representative ideas)。l 戴伊(Day)指出3 ,核心概念是某个知识领域的中心,虽然不是所有人都接受了这些知识,但它们却获得了广泛的应用,而且这些知识还能经得起时间的检验。l 费德恩(Feden)等人认为3 ,核心概念是一种教师希望学生理解并能在忘记其非本质信息或周边信息之后,仍然能应用的概念性知识,并且他们认为核心概念必须清楚地呈现给学生。l 美国课
8、程专家埃里克森(Erickson)认为4 ,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。一、核心概念（核心概念是什么）l 核心概念是位于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,这些内容能够展现当代学科图景,是学科结构的主干部分。l 赫德(Hurd)进一步提出2 72,核心概念的选择不是随意的,而是一定要展现学科的逻辑结构,即这些核心概念能够有效的组织起大量的事实和其他概念。不仅如此,这些核心概念
9、应具有一定的前沿性,因为这些内容将延续在学习者以后的生活中,并且极有可能会影响学习者对新知识的探索和获取,从而进一步影响未来的科学。一、核心概念（核心概念是什么）l 赫德(Hurd)列出选择核心概念的标准如下:l 展现了当代科学的主要观点和思维结构;l 足以能够组织和解释大量的现象和数据;l 包含了大量的逻辑内容,有足够的空间用于解释,概括,推论等;l 在教学中可以用上各类情境下的例子,并可使用于日常生活中常见的情况和环境;l 可以提供许多机会,用以发展与本学科特色相关的认知技能和逻辑思维过程;l 可以用于组建更高阶的概念,而且可望与其他学科的概念结构建立联系;l 表达了科学在人类智力成果中所
10、占有的地位。一、核心概念（核心概念是什么）C.4人类活动和决策对自然和生态环境有深远影响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是消极或积极的；C.4.3.保持生态系统的可持续发展，已成为人类的共识。C代表高中阶段；C.4陈述是的较上位的概念，C.4.13为较下位概念。较抽象的、较上位概念称之为核心概念。一、核心概念.区别生物学事实与生物学概念下面个陈述句，哪些是事实性知识？哪些是概念性知识？a工业污染区，桦尺蛾的变化是自然选择的结果。b由雌雄亲代双方共同繁殖后代的生殖过程称为有性生殖。c进行有性生殖的生物，减数分裂时，同源染
11、色体要配对。d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。e酵母菌是兼性厌氧生物。f有氧呼吸是食物中的能量在生物体内的有氧收集过程。g种群是进化的单位。h艾滋病病毒是逆转录病毒。i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。j工业污染区，深色的桦尺蛾越来越多，浅色的桦尺蛾越来越少。一、核心概念（区别事实性知识与概念性知识）结论：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。比如“昆虫具有两对翅、三对足”，这就是一个可观察到的事实。事实性知识主要指以观察记录为基础，通过感觉、直觉、知觉、表象等描述的科学事实，包括观察事实和实验事实；
12、概念往往是主观的，是人的思维活动的结果，即是由众多的事实归纳推理得出的。这一点是区分事实和概念的最基本的原则。一、核心概念（区别事实性知识与概念性知识）为什么要区分事实性知识与概念性知识？（）人的生物学素养反映了生物学核心概念的掌握和应用水平 生物学课程标准指出，“生物科学素养是指一个人参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”在科学素养的构成中，对概念性知识的掌握和应用占据了十分独特的地位和价值。一、核心概念（区别事实性知识与概念性知识）（）区分事实和概念有助于我们明确教学目标和确定
13、教学重点 课程标准把提高学生生物科学素养作为一条重要理念，标准指出提高每个学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。生物课程总目标中明确知识、能力和情感态度价值观生物新课程的三维教学目标，在知识性目标中指出要求学生“获得生物学基本事实、概念、原理、规律等方面的基础知识”。基础知识教育主要是概念、原理、规律等方面的概念性知识。课堂教学目标中，概念性知识目标应该占有很大的比重，理应成为课堂教学的重点。一、核心概念（区别事实性知识与概念性知识）（）区分事实和概念，有助于我们选择适合的教学方法和教学策略 事实性知识由感官可以直接得出，事实之间往往是相互独立的而少有联系的，因此在教学中事实性知识主
14、要依靠实验观察测量等手段，由于技术和时间限制不能直接观察测量的，往往只能是被告知。这就决定了我们在课堂教学中要重视直接经验，动手做，动手观测也许是最好的学习策略。现实中，事实性知识更多的则是采取讲授告知的策略进行教学的。概念性知识需要思维得出，因此有关概念性知识的教学更应该重视思维的训练。由实验现象如何归纳实验结果，由实验结果如何推理得出结论，一个实验的结论如何被推广应用在其他的情境中，等都离不开思维。概念是由众多事实归纳推理分析得出的，因此概念教学离不开事实，众多事实的支撑方可得出概念。所以，概念教学也应该是建立在事实感知的基础上的。一、核心概念（区别事实性知识与概念性知识）l(4)区分事实
15、和概念，有助于改变学习者的学习结果评价l（）国外情况：美国、英国、加拿大、澳大利亚等国的教育家们认同课程应该强调核心概念的理解,他们在此基础上研究制定了新的课程标准,将希望学生理解的核心概念内容较为详实地列出来,教学活动即围绕这些内容展开。如美国“2061 计划”要求学生学习得更加深入、更加贯通、更有关联性,还要求最大限度地减少记忆那些孤立的事实和概念,而应把重点放在核心概念上。5 l 研究者们认为,核心概念可以根据学生的认知能力和经验,按照一定的系列逐渐进阶发展,以层层深入的方式被学生理解。这些逐渐进阶的核心概念表现出了概念的获得和发展,是可持续学习的基础。6 一、核心概念（区别事实性知识与
16、概念性知识）如：儿童对于“鱼”的认识；美国国家科学教育标准中生命科学标准内容年级幼儿园至4年级58年级912年级标准内容生命体的特性 生命体的生命周期生命体与环境生命系统的结构和功能繁殖与遗传调节机制与行为人口与生态系统生命体的多样性与适应性细胞遗传的分子基础生物进化生命体的相互依赖性生命系统中的物质、能量和组织生命体的行为一、核心概念.核心概念的表述埃里克森(Erickson)认为传统课程采取的是动词+短语这种方式,例如“说明基因突变的原因”。这是知识性表述,但不是核心概念的基本理解,她主张在学习目标中将希望学生达成的核心概念基本理解用完整的语句表述出来,如:“插入、删减或取代DNA 片段都
17、可能会改变基因”。然后根据这些核心概念基本理解陈述提出问题,进而根据这些问题设计教学活动。这些活动应帮助学生达成对核心概念的基本理解。一、核心概念（核心概念的表述）“2061 计划研究组”在科学素养的基准中说到当用一组动词来详细进行分级时,由于不同的读者对动词按什么顺序排列更为合适有不同的见解,因此研究人员在经过多次尝试后,认为最好的方法是使用一个统一的词汇“知道”,然后更加精确地详细说明学生所要知道的内容。5 238 例如:对于相同的内容“原子的结构组成”,可以用三个不同的行为动词来表示理解程度的差异:“意识到原子的结构组成”、“知道原子的结构组成”、“理解原子的结构组成”;也可以使用相同的
18、行为动词,但通过在语句中陈述不同的知识内容来展现目标差异:“知道原子有几个部分”、“知道原子由电子、中子和质子组成”、“知道原子有一个包含中子和带正电质子的核,其外围环绕着一层带有负电的电子”。2061 计划的研究人员认为后者在表示理解的程度时更为合理有效。一、核心概念（核心概念的表述）l 我国小学科学教育研究者也非常重视核心概念的表述。他们认为,儿童学习科学意味着修正和拓展对核心概念的理解,而不是记住事实性信息、知识和定义,提供高质量的探究式科学教育活动需要教师选择和设计指向核心概念的主题和内容。基于此,他们比较和区分了教学目标中两种不同的陈述方式:概念性陈述和非概念性陈述。非概念性陈述的许
19、多描述是事实而不是科学概念,是用短语而不是用完整的语句表述的概念。7 一、核心概念（核心概念的表述）“能指认植物的主要组成部分,说出各种部分的名称”,这是知识性的表述,不是概念。“植物由不同的部分组成,这些部分在植物的生长过程中发挥不同的功能”,这句话说明了植物的组成结构能够实现的特定功能,是概念性的表述。他们认为,儿童说出植物每一部分的名称并不重要(因为这是事实性的知识),重要的是了解每一部分由于其结构不同而起到了不同的作用和功能(这是概念的核心部分)。因此,他们尝试把课程标准中的相关要求转化为概念表述,在这个基础上完成教学活动的设计以及教学成果的评价,确保学生要沿着概念发展的“箭头”,指向
20、核心概念。8 为了更加明确的描述出希望学生理解的内容,研究者们采用了这样一种完整的陈述句形式来表述核心概念,在表述中尽可能少的使用术语。例如:“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。”,“植物吸收光并利用光在含碳(有机)分子的原子之间形成强有力的化学键(共价键),从而捕获能量。”一、核心概念（核心概念的表述）之所以采取这样的表述方式,一方面是因为这样的表述方式更易于确认需要学生理解和掌握概念的内容及其意义,也更易于建立概念之间的联系;另一方面是因为不希望教师和学生将注意力只集中在词汇上而不是去理解概念,误将熟练掌握术语替代深入理解概念这种现象。当然,学生在理解词汇含义后,
21、正确使用专业词汇应该受到称赞和鼓励。但是,理解应该是首要的。二、核心概念在课堂教学中的地位(生物学教学：从记忆事实向理解概念的转变）l 美国地平线研究组(Horizon Research Team)主席维斯(Weiss)及高级研究助理帕斯利(Pasley)经过了18 个月的观察,对364 节课详细分析,发现优质课堂主要有几个特征9 ,其中包括:(1)在课堂教学过程中,教师善用多种策略(如:展现真实世界中的实例,为学生提供一手经验等),为某个科学概念提供清晰的阐释;(2)吸引学生从事动脑筋的活动;(3)帮助学生理解学科的核心概念等。l 作为优质课堂的主要特征之一,围绕学科核心概念进行课堂教学成为
22、国际科学教育界关注的热点。二、核心概念在课堂教学中的地位(生物学教学：从记忆事实向理解概念的转变）美国加州公立学校科学框架中的核心问题科学标准内容核心问题 A生物体A-1生物体的基本特征是什么？A-2生物体的结构是如何完成相应功能，并且相互作用，共同维持生物体生长及其它生命活动的？A-3生物之间的关系是怎样的？如何对生物进行分类？A-4人与其它生物如何相互作用？B细胞、遗传和进化B-1什么是细胞？它的结构组成和功能是什么？细胞是如何生长的？生命和代谢的化学基础是什么？B-2生命的特征是如何在前后代传递的？遗传如何决定生物个体的发育？B-3随着时间的推移，生命是如何变化进而形成多样性的？生物进化
23、的过程和类型如何表征？C生态系统C-1什么是生态系统？生态系统中的生物是如何相互作用的？C-2生态系统中的能量是如何流动的？C-3生态系统如何变化？C-4人类对生态系统所负的责任是什么？二、核心概念在课堂教学中的地位(生物学教学：从记忆事实向理解概念的转变）美国加州公立学校科学框架中关于核心问题的不同解答核心问题及回答年级 A-1生物体的基本特征是什么？幼儿园至3年级生物体具有区别于非生物体的特征（如生物吸收营养、排出废物、繁殖并对环境刺激做出反应等），它们是由可观察、可研究的较小的结构组成（例如，鸟有喙、翅膀、足和羽毛），这些结构自身又是由更小的可观察的结构组成（例如鸟的翅膀有羽毛、皮肤和骨
24、骼）。所有的生物都需要营养，如食物、水和空气。假如缺乏这些资源，生物体就会死亡。36年级生物都是由细胞构成的，或者它们太小，甚至不如一个细胞大，但它们仍能像比较大的生物体一样完成细胞特有的功能。生物体生长、代谢、繁殖并与环境相互作用。所有生物营养和生长都需要食物和水，呼吸需要气体。植物和某些单细胞生物一样能够利用光能和土壤中的营养和水通过光合作用制造食物。其他生物依靠吃其他的生物或化合物获取食物中的能量。生物以多种方式依赖其他生物。三、核心概念在课堂教学中的地位l传统教育往往强调对事实信息的记忆和背诵,然而要达到深层理解的程度仅凭大量的事实记忆是远远不够的,必然要涉及到对抽象概念原理的精心组织
25、。10 传统课堂教学涉及的方法使得学生难以进行有意义的知识组织,通常在转入下一主题前,只是能触及到一些表面性的事实知识,没有时间形成重要的、组织起来的知识,许多传授科学的方法也过分强调事实性知识。二、核心概念在课堂教学中的地位l 研究指出,教师往往努力给学习者尽可能多的事实,但他们没有认识到自己正在做着对于学生和自己都有害的事情。11 12 比格认为13 ,有充分的理由假定,对大多数关注事实知识课程(fact ual learning)来说,遗忘的过程一直继续到记忆实际上完全丧失为止。因此他认为一个事实应当被看作是对某个原理的支持或反驳,即事实是如何包含在一般原理之中的,否则对事实的学习是没有
26、意义的。教师应该试图把他们要求学生识记的事实构成整体所需要的概括教给学生。二、核心概念在课堂教学中的地位l 针对这种关注事实信息的课堂教学所产生的种种弊端,埃里克森(Erickson)认为课程与教学应该超越事实,以概念为本。4 她认为,提高学业标准更多的是要求思维能力的提升,而不是掌握更多的事实内容。因此,课程内容应该围绕各学科的核心概念进行选择,具体事实应该作为铺垫来帮助学生发展深层理解;教学重心应该从讲授事实转移到使用事实,以便传递和评价更深层的理解力;学习重心也应该从记忆事实转移到理解可迁移的核心概念和对更为根本的知识结构进行深层理解,培养和发展思维能力。二、核心概念在课堂教学中的地位l
27、 值得说明的是,这种关注核心概念的教学并不是忽视对事实的学习(fact ual learning),它是给学习者提供了某些途径,使他们能够组织、保持并应用对于理解核心概念至关重要的那些事实。为了更加生动的对此进行说明,费德恩(Feden)举了一个雨伞的例子,即伞把代表的是事实,伞柄是主题,而张开的涵盖了所有信息的伞面则代表核心概念。14 这提示教师在教学方法上要强调探讨问题而不是学习现成答案,把主要精力花费在培养学生敏锐鉴别的思维而不是死记硬背,强调理解核心概念而不是记忆零碎的信息,重论证而不是背诵,并且鼓励学生一起学习,彼此自由交流思想和信息,或运用现代教学设备发展智力。15 在设计教学活动
28、的过程中,教师还需要关注学生的前概念以及支持发展学生的元认知能力。16 二、核心概念在课堂教学中的地位国内生物教育学者研究认为：第一，生物学核心概念有助于提升学生的科学素养。第二，生物学核心概念具有文件夹功能。第三，生物学核心概念具有统摄思维功能。第四，核心概念有强的迁移教育功能。第五，生物学核心概念对未来学习有很好支持功能。三、课程标准中的条重要概念.条重要概念三、课程标准中的条重要概念.重要概念的特征第一，生物学核心概念是构成学科基本框架的概念。第二，生物学核心概念是对今后学习起支持作用的概念。第三，生物学核心概念是具有思维训练价值的概念。第四，生物学重要概念是能力与情感态度价值观的载体。
29、四、教科书中概念的传递、形成和转变过程1、章节标题以概念内涵的形式呈现，以利于重要、章节标题以概念内涵的形式呈现，以利于重要概念的传递概念的传递（1）章节标题是学生阅读教科书的起点，是学生学习的第一印象，对他们继续学习的成效起着十分重要的作用。例如，“没有细胞结构的微小生物病毒”（2）增进学生的学习兴趣。例如，“植物在生物圈中的作用”是个中性的章节标题，难以激发学生的学习兴趣，若改用：绿色植物参与了生物圈中的水循环，绿色植物是生物圈中有机物的制造者，绿色植物参与了生物圈中的碳氧平衡，等等，这类标题向学生传递了重要概念和学习目标，为学生认识绿色植物的重要作用界定了框架。四、教科书中概念的传递、形
30、成和转变过程1 章节标题以概念内涵的形式呈现，以利于重要概念的传递章节标题以概念内涵的形式呈现，以利于重要概念的传递（3）以重要概念作为章节标题体现出单元学习目标，对学习过程具有）以重要概念作为章节标题体现出单元学习目标，对学习过程具有导向性。例如，导向性。例如，“没有细胞结构的微小生物没有细胞结构的微小生物病毒病毒”的标题中，有的标题中，有两个修饰病毒的关键词：两个修饰病毒的关键词：“没有细胞结构没有细胞结构”和和“微小生物微小生物”，前者提，前者提醒学生将病毒与细胞进行比较，学习病毒结构的特点；后者激发学生醒学生将病毒与细胞进行比较，学习病毒结构的特点；后者激发学生探索病毒生活方式的求知欲
31、。探索病毒生活方式的求知欲。除了章节标题之外，一些二级或三级黑体字标题也应该尽可能地呈现一些重要的概念。例如，在学习生物的特征时，可以将生物的每个特征作为二级标题，如生物的生活需要营养、生物能进行呼吸、生物具有遗传和变异的特性，等等，这些标题本身就是概念，概念下面的正文就是为了阐述这些概念而设置的具体内容，这种编排是在重要概念不做过多分析的基础上而呈现的，它有利于强化学生对这些概念的基本认知。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程2 创设问题情景，激发学生学习概念的兴趣，有利创设问题情景，激发学生学习概念的兴趣，有利于概念的传递和形成于概念的传递和形成 在每节的开头部分设置了“想一想，议一议”
32、栏目。该栏目创设一个与本节即将学习的重要概念有关的问题情景，情景中提出的问题不是僵化的、生硬的概念性内容，而是围绕重要概念提出一个或几个值得探讨和思考的问题，这些问题可以通过学生的日常生活经验或已有知识进行解决，这些问题可以指向正文中即将介绍的重要概念，或与这些重要概念具有很强的关联性，以帮助学生理解将要学习的重要概念。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程“图中的机器人能用乐器演奏出优美动听的曲图中的机器人能用乐器演奏出优美动听的曲子。有的机器人还能做操、跳舞、踢足球，甚至子。有的机器人还能做操、跳舞、踢足球，甚至与人交流。为什么说机器人不是生物与人交流。为什么说机器人不是生物?请说出你请说
33、出你的理由。的理由。”在这个问题情境中，需要学生直接讨在这个问题情境中，需要学生直接讨论的是，不是生物的机器人与生物之间具有哪些论的是，不是生物的机器人与生物之间具有哪些区别？要回答这个问题，需要学生在头脑中给生区别？要回答这个问题，需要学生在头脑中给生物的特征下一个基本的定义，而这个基本的定义物的特征下一个基本的定义，而这个基本的定义就是本节需要学习的重要概念。就是本节需要学习的重要概念。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程创设问题情景需要注意以下方面：（创设问题情景需要注意以下方面：（1）情景可以）情景可以来源于学生的日常生活、社会生活和生产、科学来源于学生的日常生活、社会生活和生产、科
34、学进展或新闻报道等各个方面，但最好要与本节所进展或新闻报道等各个方面，但最好要与本节所学的重要概念联系起来；（学的重要概念联系起来；（2）情景中的事例要）情景中的事例要鲜明，要突出，最好能吸引学生的注意，引发学鲜明，要突出，最好能吸引学生的注意，引发学生的思考；（生的思考；（3）情景中应设置值得学生讨论的）情景中应设置值得学生讨论的问题，这些问题可以与学生已有的概念联系起来，问题，这些问题可以与学生已有的概念联系起来，并具有一定的冲突性；（并具有一定的冲突性；（4）问题不易过难，过）问题不易过难，过多，学生根据已有的知识经验，经过认真的思考多，学生根据已有的知识经验，经过认真的思考能够回答出来
35、，这对激发学生思考的积极性很有能够回答出来，这对激发学生思考的积极性很有好处。好处。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程l正文内容要围绕着重要概念的形成、正文内容要围绕着重要概念的形成、建立和转变而展开建立和转变而展开l正文是概念表述和传递的主体，正文内容的选择、呈现方式，活动栏目的设置是重要概念的形成、建立和转变的重要组成部分。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程31 事实性知识应紧扣概念性知识的形成而事实性知识应紧扣概念性知识的形成而设置设置“科学概念的形成，要有丰富的事实的支撑。只有相关的事例越丰富，才有可能抽象、概括，形成一种理性的解释和表述”5由此可见，事实性知识是教科书的重要组
36、成部分，但其价值是为学生获得重要概念而服务的，是学习重要概念不可缺少的素材。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程l 科学教科书应该呈现一定量的事实性知识，通过对事实性知识的分析、总结、归纳形成概念。例如，八年级上册中有关动物的类群的知识介绍时，教科书不能上来就归纳某种动物类群的共同特征，而是可以列举某种典型动物，介绍这种动物具有哪些重要的形态和结构，在这个基础上指出其他同类的动物也具有这些特征，此时就可以顺理成章地归纳总结出该种类型的动物所具有的共同特征。l 这就告诉我们，科学教科书在呈现事实性知识时，是为了更好地帮助学生获得概念性知识的。因此，教科书必须要有学生用于阅读和讨论的事实性知识。
37、章节标题 事实性知识 概念内涵 概念解析 第四章 绿色植物是生物圈中有机物的制造者 “绿叶在光下制造有机物”的实验淀粉是光合作用的产物之一 光合作用的条件是需要光照 光合作用的场所是绿叶中的叶绿体 光合作用的产物 光合作用的条件 光合作用的场所 第五章 第一节 光合作用吸收二氧化碳放出氧气海尔蒙特的柳树实验 普利斯特利的蜡烛和小白鼠实验 探究 二氧化碳是光合作用的原料吗？演示实验 金鱼藻在光照下放出能促进卫生香燃烧的气体光合作用需要水和无机盐，也需要二氧化碳 光合作用能够吸收二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料 光合作用的产物之一是氧气 光合作用的原料 光合作用的原料 光合作用的原料 光合作用的
38、产物四、教科书中概念的传递、形成和转变过程32 利用学生原有的概念促进新概念的获得和生长利用学生原有的概念促进新概念的获得和生长 科学教育的目的不是要以科学概念或理论代替日常观念或以前的知识，而是要让学生意识到，在一定的情境里科学观念比他们原有的观念或以前的知识更加有效。6这里的“观念”就是概念，学生在学习一个新的经验的具体含义时，总是从他们的原有概念出发，将原有概念与新经验联系起来，并检验它是否有助于解释新的经验时，概念就“长大了”4，随着新经验不断地出现，原有的概念不断地拓展，新的概念也就不断地获得和生长。根据这些理论，教科书应该而且可以更好地利用学生原有的概念。四、教科书中概念的传递、形
39、成和转变过程例如，在学习动物细胞的形态结构时，可以考虑学生已经学习过植物细胞的形态结构的背景，科教书在本节的前言中可以设置如下问题：你已经知道植物细胞的基本形态和结构了，那么动物细胞是什么样子的？动物细胞与植物细胞有什么相同和不同之处？通过植物细胞的形态和结构来延伸、拓展动物细胞的形态和结构，学生对细胞的形态和结构的概念就获得了生长。又如，在生物学七（上）时，学生已初步学习了基因的概念，在生物学八（下）学习生物的遗传和进化时，可以借助这种基础，直接深入到基因控制生物的性状的事例当中，到了高中学习基因时，则可以深入到基因控制生物性状的分子水平及其机制。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程l 3
40、3 研究前概念建立的背景，促进概念的同化研究前概念建立的背景，促进概念的同化和顺应和顺应l 在学习新概念之前，学生会根据以前的认知如生活经验或外来信息或多或少地对一些概念建立某种认知，即建立了中心概念6。核心概念属于中心概念的重要范筹，中心概念用于指导学生对事物的基本认知。学生建立起的中心概念有很多是不全面、不科学的，甚至是错识的，因此，这些概念可以称为“前概念”、“前科学概念”、“错误概念”、“相异概念”，等等。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程例如，对于两栖动物的理解，学生认为能在水中和陆地生活的动物即是；学生在学习鸟类之前，就已经大致认为鸟类是一种会飞的动物，因此，所有的鸟类都会飞行
41、；学生吃过蔗糖，又学过一些以糖为比喻的事例，就想当然地认为糖都是甜的，等等，这些都是基于学生的日常生活的观察和个人的理解而建立起的中心概念。中心概念的建立具有一定的背景性和合理性，这些中心概念可以统称为前概念。l 当前概念需要修改时，就出现了概念的转变，这就是心理学中的“同化”6。例如，当教科书中出现了与学生的已有认知不相适应或相冲突的情景时，就会促进学生利用已有的认识结构对“前概念”进行修订和“同化”。以学生对两栖动物的认知为例，当教科书中出现的青蛙和蟾蜍除了在水中和陆地都能生存以外，还特意表述了这两种动物都是幼体时在水中生活，用鳃呼吸，成体既可以在水中生活，也可以在陆地生活，用肺呼吸这一特
42、征时，学生就会自然地修改和拓展对两栖动物概念的认知。l 同样，当学生已有的概念经常不足以使其成功地解释某一新现象，这时学生必须更新或重新组织其前概念，这种概念的转变方式就叫做“顺应”6。以会飞的鸟类为例，教科书大量表述了鸟是如何适应飞行的一类动物，学生自然而然也会形成这一重要概念，这时教科书的旁栏可以安排“鸵鸟是一种生活在沙漠中善于奔跑的鸟类，但由于体重过重而失去飞翔的能力”的“小资料”栏目，这种补充的小资料可以有效地促进学生对建立起的前概念进行重新整合和扩展。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程34 改变学生的错误概念，形成科学的概念是教科书的一改变学生的错误概念，形成科学的概念是教科书的
43、一项重要任务项重要任务学生中普遍存在错误概念。例如，学生中普遍存在错误概念。例如，“绿色植物指的是呈现绿颜色的植绿色植物指的是呈现绿颜色的植物物”、“绿色植物白天只进行光合作用，不进行呼吸作用绿色植物白天只进行光合作用，不进行呼吸作用”、“生物生物圈指的是地球上所有的生物圈指的是地球上所有的生物”、“蘑菇能进行光合作用，是植物，在蘑菇能进行光合作用，是植物，在生态系统中是生产者生态系统中是生产者”、“娃娃鱼、鲸等动物在水中生活，都是鱼娃娃鱼、鲸等动物在水中生活，都是鱼类类”、“鸟能飞，鸡、鸵鸟不能飞，不是鸟类，蝙蝠能飞，是鸟类动鸟能飞，鸡、鸵鸟不能飞，不是鸟类，蝙蝠能飞，是鸟类动物物”、“动脉
44、中流的一定是动脉血，静脉中流的一定是静脉血动脉中流的一定是动脉血，静脉中流的一定是静脉血”，等，等等。等。错误概念的产生有着很深的生活情景和认知背景。建构主义的教学观认为，要促进学生概念的转变，首先需要强调的是“必须对已有的概念产生不满”四、教科书中概念的传递、形成和转变过程设置认知冲突，可以促进学生错误概念的转变设置认知冲突，可以促进学生错误概念的转变 例如，在讲鱼类动物时，教科书中可以设置如下的情景：“海马的头部与马相似，体内有脊椎，能在海里垂直游动，有人认为海马似马，是哺乳动物，还有人认为海马背部有鳍，在水中用鳃呼吸，更像是鱼类，你同意哪种观点呢？”教科书中安排一些活动，如实验、探究、调
45、查、资料分析、想一想，议一议等栏目活动，这些活动中都设置了相应的梯度渐进的讨论题，可以促进学生的概念的转变。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程设计好概念的正例、反例和特例，帮助学生设计好概念的正例、反例和特例，帮助学生形成完整的概念体系形成完整的概念体系l 重要概念的掌握，还需要例证的支持。概念的例证包括正例、反例和特例三个方面。概念的正例是指包含概念所反映的本质属性的具体事物，是概念所反映的具体对象。所有的正例组成的集合就是概念的外延。概念的反例指的是不具有某种属性的具体事物，即不在某一概念的外延之中。概念的特例指的是特殊的例子，属于概念的外延这一集合，但它不具有或不完全具有概念所反映的
46、本质属性。教科书应该有意识地对一些重要概念设置正例、反例和特例。正例传递了最有利于概括概念的信息，反例传递了最有利于辨别概念的信息，特例传递了最有利于拓展概念外延的信息。l 概念的正例在教科书中出现的形式和作用有两种类型：一是例证型。例如，初中教材第一单元第一章的第一节讲到什么是生物，生物的基本特征是什么时，教材列举了“生物的生活需要营养”、“生物能进行呼吸”、“生物能排出身体内产生的废物”等基本特征，在这些特征下面列举了植物、动物和微生物等方面的正例说明这些概念的正确性。二是归纳型。即先列举一些正例，然后从正例中归规概念的基本特征，教科书在介绍动物类群的主要特征时大多采用这种方式。l 运用反
47、例可以加深学生对（正）概念的准确把握，提高辨析科学概念的能力。同样是为了说明生物的基本特征，教材在“想一想，议一议”栏目中设置了“会演奏乐器的机器人不是生物，为什么？”的反例；教材正文在呈现一片森林、一块草地、一个池塘是一个生态系统时，在旁栏可以让学生思考一棵树、一个池塘中的全部鱼是不是生态系统的反例。通过正例进行例证，再用反例逆向分析，就可以更好地加深学生的印象，概念的外延就会变得清晰、明了。l 在概念学习中，忽略特例，往往会导致概念的内涵混淆，外延扩大或缩小。因此，教科书中应尽可能地列举典型的特例，帮助学生全面系统地理解概念。例如，“微生物”“是一类形体微小、结构比较简单，一般要借助于显微
48、镜或电子显微镜才能观察到的一大类微小生物的总称”。微生物的特例就有蘑菇、银耳、黑木耳、金针茹等，教材在设计微生物这一节时，就有意识地加入这些内容，使学生对微生物这一概念有了比较全面的理解。动物的类群中有很多特例，如形态像马的鱼类海马，无足的爬行动物蛇，不能飞的鸟类企鹅、鸵鸟，会飞的哺乳动物蝙蝠，会游泳、外形像鱼的哺乳动物鲸，等等。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程对相关的知识进行比较，是促进概念形成和对相关的知识进行比较，是促进概念形成和转变的一个重要方式。转变的一个重要方式。比较的目的是掌握同类事物的共同属性和相比较的目的是掌握同类事物的共同属性和相关概念间的联系和区别，为了避免类似概关
49、概念间的联系和区别，为了避免类似概念的干扰作用，比较法是行之有效的区分念的干扰作用，比较法是行之有效的区分相近概念的教学手段。相近概念的教学手段。l 教科书的正文一般很少用比较的方式呈现概念的异同，但可在每节的开头活动“想一想，议一议”栏目中有所体现，上文提到的海马和马的特征的比较就是一例。又如，在“开花和结果”这一节中设置了如下引入，“许多植物的花色彩艳丽，气味芬芳，让行人禁不住驻足观赏，甚至要凑上去闻一闻那沁人心脾的花香。你想过没有，花朵那美丽的色彩和四溢的芳香，对植物本身有什么意义呢？事实上，还有不少植物的花并不具有艳丽的色彩和香味，这又是为什么呢？”这种比较能够引发学生的思考，并激发学
50、生的学习兴趣。另外，旁栏也是提示学生对相关知识进行比较的一个重要场所。l比较还可以强化已获得的概念。教科书的课后习题中就可以常用这类比较。例如，用联线的方式比较植物细胞与动物细胞的异同；比较某种具体的植物和动物在身体的结构层次上的相同点和不同点；比较藻类、苔藓、蕨类植物的特征；比较光合作用和呼吸作用的区别与联系，等等。四、教科书中概念的传递、形成和转变过程4 活动栏目应注意围绕重要概念的形成而设活动栏目应注意围绕重要概念的形成而设置置l 教科书中所有栏目的设置都应该帮助学生建立和理解概念。以实验和探究活动为例，传统教科书将实验放在一节的最后或一本书的最后，这种处理是将实验活动看成单纯的培养学生
