浅谈核心概念及其在生物学教学中的地位

生物学概念是生物学科知识的重要组成部分，它是对生物的结构、生理乃至一切生命现象、原理及规律精确而本质地阐述[1]。概念是构造理论的砖石，在众多的概念中，核心概念的地位尤为重要，它在学科知识中处于最为本质和核心的地位。《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称“《标准》”）中也明确提出要“倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”[2]。因此，注重生物学科学概念的教学具有非常重要的意义。

1 什么是核心概念

1.1概念和核心概念

概念是共同具有某些特性或属性的事件、物体或现象的抽象概括，是一种由相近、相似的事件、想法、物体或人所组成的集合[3]。生物学概念就是通过抽象、概括而形成的对生物学现象、本质特征或共同属性的反映，如“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质”这个概念，反映的就是所有酶在来源、生理功能和化学本质上的共同特征。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、理论等基本理解和解释。生物学核心概念即是那些能够展现当代生物学科图景的概念，是生物学科结构的主干部分，是生物学知识领域的中心，获得了广泛的应用，且能经得起时间的检验[4,5]。

1.2核心概念的表述方式

大部分人认为核心概念就是学科知识中的某个词或短语，如“光合作用”、“呼吸作用”等，实际上，这样的一个短语仅是一个相应的学科专业术语，并不等同于核心概念，或者可以认为这只是一个标记核心概念的符号。核心概念的表述，常采用“××是××××”、“××××称作××”、“××××叫做××”或“××是指××××”等形式[6]。例如人教版高中生物教材中对有关核心的概念分别表述如下：“DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件”、“由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，称作植物激素”、“由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统”、“细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程”。

2 核心概念在中学生物学教材研发中的地位

依据《标准》编写的、经全国中小学教材审定委员会2004年初审通过的现行高中生物学教材有五个版本，分别由人民教育出版社、浙江科学技术出版社、江苏教育出版社、河北少年儿童出版社和中国地图出版社出版发行。这五个版本的教材都是围绕相关的核心概念来编写的，除了小部分概念的词语存在差异外，大部分核心概念的内涵是完全相同的[6,7]。如“细胞的生命历程”部分内容各版本教材的章标题虽然有“细胞的生命历程”（人教版）、“细胞的生命周期”（中图版）、“细胞的增殖与分化”（浙科版）等不同的表述，但其内容都是围绕“细胞周期”（为表述简洁，此处及以下用相应专业术语代表核心概念的具体内容）、“有丝分裂”、“无丝分裂”、“细胞分化”、“细胞的全能性”、“细胞的癌变”、“细胞衰老”及“细胞凋亡”等核心概念来组织编写。这说明不同版本教材的编者们都充分意识到了核心概念的重要性，因为从某种程度上来说中学生物学教材就是由一系列的核心概念所构成的知识体系，其设计的框架也要有利于学生掌握核心概念。此外，各版本教材都用不同事例阐述了许多核心概念的发现、证实、发展、更新和变化的过程，让学生沿着先辈科学家们的足迹去体会科学探索的历程，有助于培养其实事求是的科学精神和严谨的科学态度。

3 核心概念在课堂教学中的地位

3.1 据核心概念确立教学目标

教材的每一单元、每一节的知识体系都是围绕相关的核心概念而建构的，核心概念指引了学习目标，因此在教学中应根据核心概念来确立教学目标。如《降低化学反应活化能的酶》（人教版）一节，教材首先介绍了本章的核心概念“细胞代谢”，然后引出了“酶在细胞代谢中的作用”，通过科学家们对酶本质的探索历程来揭示“酶的本质”，最后通过设计实验来探究“酶的特性”。根据这些核心概念我们可以确定本节的教学目标为，（1）知识方面：①能说出细胞代谢的概念，②能理解酶在细胞代谢中的作用、本质和特性；（2）情感态度与价值观方面：通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，①认同科学是在不断地探索和争论中前进的；②认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，同时要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度；（3）能力方面：①进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验；②在实验设计、资料分析、探究等问题讨论中，运用语言表达的能力以及获取资料、共享信息的能力。在制定教学目标的过程中，教师需要思考核心概念之间的联系，必要时还需对核心概念进行细化处理。

3.2 围绕核心概念组织教学

确立了教学目标后，教学活动也必需围绕核心概念来组织，在教学过程中对于不同的核心概念可以采用不同的教学策略。如《生态系统的信息传递》一节中，“信息传递在生态系统中的作用” 是本节的一个重要核心概念，为了让学生正确地建构出该概念，可以采用分析、探讨的方法。首先让学生对教材中的资料“当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放一种可以挥发的化学物质，这种化学物质白天可以吸引蛾幼虫的天敌——捕食者，夜间又能够驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能停留在叶片上产卵”进行分析，探讨这种化学物质在协调烟草、蛾及其天敌之间关系的作用，进而分析其对生态系统的作用，学生比较自然能得出“信息能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定”这一概念。再如对于“光合作用”这一核心概念的教学活动，可以先提供如下表所示科学家们为探索光合作用过程而进行的一系列实验。

年代

科学家

科学实验或结论

1642

海尔蒙特

将一棵重2.3kg的柳苗栽种到90.8kg的干土中，只用纯净的雨水浇灌。5年后柳苗重量增加到76.7kg，而土壤重量仅减少了0.057kg。

1771

普里斯特利

将薄荷枝条和燃烧着的蜡烛放在密封的钟罩中，蜡烛不易熄灭；而将小鼠与绿色植物放在同一罩内，小鼠也不易窒息死亡。

1779

英格豪斯

绿色植物只有在光下才能净化空气。

1864

萨克斯

把绿叶放在暗处数小时，消耗叶片中部分营养物质，然后把叶片的一半曝光，另一半遮光。经过一段时间后，用碘蒸汽 处理叶片，结果遮光的部分叶片无颜色变化，而照光的一部分叶片显示深蓝色。

1880

恩吉尓曼

把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵，通过显微镜观察发现好氧细菌只集中在叶绿体照光部位附近。如果临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。

1941

鲁宾和卡门

运用放射性同位素标记法，通过小球藻的实验证明了光合作用产生的O2全部来自水。

然后让学生通过分析资料，沿着先辈科学家们的足迹体会科学探索的历程，对于“光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程”这一核心概念的理解也会更加深刻。总之，教师在课堂教学中围绕核心概念来组织教学，引导学生通过生物事实抽提出生物学本质的东西，以此建立科学、正确的生物学概念，进而在头脑中建构出合理的概念体系，对帮助学生建立学科知识框架、理解生物学的重要观点以及提高生物科学素养都有重要的意义。

参考文献

[1] 探究式教学如何促进生物核心概念的构建，谢志华，福建教学研究，2007（8）：23-24

[2] 中华人民共和国教育部，普通高中生物课程标准（实验），北京：人民教育出版社，2003,3

[3] 刘恩山，张颖之，课堂教学中的生物学概念及其表述方式，生物学通报，2010,45（7）：40-42

[4] 樊庆义，核心概念教学是构建生物高效课堂的策略之一，山东教育中学刊，2010,3:34-35

[5] 张颖之，刘恩山，核心概念在理科教学中的地位和作用——从记忆事实向理解概念的转变，教育学报，2010,6（1）：57-61

[6] 李高峰，张迎春，我国五个版本高中生物学教材《稳态与环境》的核心概念的差异比较，生物学教学，2009,34（6）：12-15

[7] 杨洁，胡蓝青，胡明，两种高中生物教材核心概念系统的比较研究，江苏教育学院学报（自然科学版），2009,26（4）：110-113