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关键词: 高中生物 核心概念教学 体系构建
生物学科核心概念教学涉及生物一般学概念、生物学重要概念和生物学核心概念的理解,高中生物教师必须掌握这些概念,并帮助学生构建生物学核心概念体系。
一、概念界定
对于概念的定义,《现代汉语词典》解释为“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,把所感觉到的事物的共同特点抽出来,加以概括,就成为概念”[1]。由此可见,概念是人脑对客观存在归纳推理分析得出的,共同具有某些特性或属性的事件、物体或现象的抽象概括。生物学概念是人脑对客观生物学对象归纳推理分析得出的,共同具有某些特性或属性的生物学事件、物体或现象的抽象概括。生物学重要概念是处于学科的中心位置的,它包括对学科的基本现象、基本规律、基本理论的理解和解释,对学科及相关科学具有重要的支撑作用的概念。生物学核心概念即那些能够展现当代生物学科图景的概念,这样的概念可以统摄学科的一般概念和重要概念,揭示学科概念之间的联系,具有统整学科知识的功能。
二、概念、重要概念、核心概念三者之间的关系
新课程标准要求通过学生核心概念体系的建立使学生形成生物学科观念。在具体的教学中我们可以运用生物学一般概念建构重要概念,通过重要概念建构核心概念。由于核心概念包含重要概念,原理、理论的基本理解和解释,重要概念居于处于学科的中心位置的一批概念,它包括对学科的基本现象、基本规律、基本理论的理解和解释,对学科及相关科学具有重要的支撑作用,可见生物学核心概念是生物学重要概念的上位概念,重要概念是生物学一般概念的上位概念。
三、高中生物核心概念教学
教师在备课时,先通读教材,熟练地掌握教科书的全部内容,了解全书的结构体系。《普通高中课程标准实验教科书》采用模块结构体系,如必修部分包括“分子与细胞”、“遗传与进化”和“稳态和环境”三个模块。模块是一个相对独立的综合化的学习单元,模块设计突出了单元“章”之上更集中和更上位的生物学主题。教学时可以把每个模块又具体地分为若干学科主题,在针对具体模块建立一般概念、重要概念和核心概念体系。例如把必修一“分子与细胞”的教学内容分为“确立细胞是最基本的生命系统”(第一章)、“分析细胞物质组成”(第二章)、“论证细胞是系统”(第三章)、“论证细胞是生命系统”(第四五章)和“系统的发生发展和消亡”五个学科主题。每一个学科主题可以确立一个核心概念,这样必修一就可以确立五个核心概念,如下:
(1)细胞是最基本的生命系统,生命系统既有统一性,又有多样性;
(2)细胞是由物质分子组成的,不同的物质具有不同的作用;
(3)细胞是物质分子的有机结合体,细胞的各种结构既分工又合作;
(4)细胞的生命活动需要物质和能量的推动;
(5)细胞有一个发生、发展、变化的过程,甚至还能够发育成一个新的个体(即细胞具有全能性)。
其次,教师要对每一个核心概念进行细化,将上位的核心概念拆分为若干重要概念,例如把“必修一”第一章的核心概念“细胞是最基本的生命系统,生命系统既有统一性,又有多样性”拆分如下:
(1)细胞是最基本的生命系统,生命系统既有统一性,又有多样性。
(2)细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
(3)能够独立完成生命活动的系统叫做生命系统。
(4)原核细胞是组成原核生物的细胞。这类细胞主要特征是没有以核膜为界的细胞核,同时也没有核膜和核仁,只有拟核,进化地位较低。
(5)真核细胞指含有真核(被核膜包围的核)的细胞。其染色体数在一个以上,能进行有丝分裂。
再次,教师以梳理出的重要概念为教学目标进行教学设计,在进行教学设计时要思考这些重要概念是以哪些生物学概念或生物学事实来支撑的,学生是否已经掌握这些概念。例如在进行必修一第一张第一节“走进细胞”的教学设计时教师就要回想学生在初中教材中学过的相关的重要概念,如下:
(1)细胞是生物体结构和功能的基本单位。
(2)动物细胞、植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构,以进行生命活动。
(3)相比于动物细胞,植物细胞具有特殊的细胞结构,例如叶绿体和细胞壁。
(4)细胞能进行分裂、分化,以生成更多的不同种类的细胞用于生物体的生长、发育和生殖。
(5)一些生物由单细胞构成,一些生物由多细胞构成。
(6)多细胞生物具有一定的结构层次,包括细胞、组织、器官和生物个体。
教师要思考学生在初中学过并掌握了的这些重要概念与高中要形成的重要概念之间的联系,利用这些概念帮助学生进行概念同化和掌握新概念。
四、结语
目前,研究者们通过一般概念和核心概念构建生物学核心概念体系,生物学核心概念相对于一般概念在数量上是远远小于一般概念的,朱晓琳在研究中筛选出生物必修部分的核心概念为15个[2],可见在高中生物学教学过程中生物学核心概念往往需要较长时间才能形成,而不是一节课或是几节课就能构建的。所以在教学过程中有必要提出通过一般概念概念、重要概念和核心概念构建生物学核心概念体系。
参考文献:
授课教师
学科
生物
微课名称
细胞通过分裂产生新细胞
视频长度
时间07分25秒
知识点来源
人教版七年级上册第一单元第二章第一节
知识点描述
生物体生长是由于细胞的生长和细胞分裂;细胞分裂的过程
预备知识
细胞的结构
教学类型
模型法
适用对象
已学习细胞的结构组成
设计思路
利用生物3D视频模型,让学生直观感受细胞分裂变化过程
目
标
1、描述细胞分裂的基本过程。
2、说出细胞分裂过程中染色体变化的结果。
3、说出细胞分裂与细胞生长的关系。
4、模型对比培养观察分析能力
重 点
细胞分裂的基本过程
难
点
细胞分裂的基本过程
准
备
微课平台及课件 耳麦
教学过程
(时间7分25秒)
画面内容
解说词
长度
一、生物体生长的原因
同学们好欢迎来到微课堂,我们今天来学习人教版七年级上册第一单元第二章第一节细胞通过分裂产生新细胞
15秒
图片对比直观感受大小
1分02秒
数目对比直观感受数量变化
总结归纳
细胞的生长
观看视频,思考细胞是一直生长下去吗?
43秒
讲解细胞生长有限度,所以生物体生长还需数目的增多
细胞分裂
细胞分裂的概念
2分31秒
观看植物细胞分裂的过程,分析总结分裂的几个阶段
观看动物细胞分裂的过程,分析总结分裂的几个阶段
总结细胞分裂的过程
二、染色体组成及分裂的变化
染色体的组成
染色体的位置
1分12秒
染色体的结构
染色体在分裂时的变化
观察对比分裂前后染色体的变化
46秒
课堂小结
总结课堂内容
56秒
关键词:生物学;课程标准;概念教学
《义务教育生物学课程标准》明确提出:“生物学概念是生物学课程内容的基本组成。”生物学重要概念处于学科中心位置。教师在设计和组织教学活动时,应注意围绕重要概念展开,精选恰当的教学活动内容,以促进学生对重要概念的建立、理解和应用。对于概念教学,我们一线教师首先必须理解其含义。
一、什么是概念
说到概念,人们一般想到的是概念的名称和定义光合作用,生态系统,生态因素……“植物细胞有细胞壁”是概念吗?“生物与环境相互依赖,相互影响”是概念吗?在《现代汉语词典》中是这样解释概念的。概念是思维的基本形式之一,反映了客观事物的一般的、本质的特征。人类在认识过程中,把所感觉到的事物的共同特点抽出来,加以概括,就成为概念。
二、什么是重要概念
谈重要概念,实际上是强调核心概念。什么是重要概念:“生物学重要概念处于学科中心位置,包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用”。费德恩等人认为,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。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。
三、如何认识课标中的50条重要概念
1.这50条重要概念是从课程内容中提炼出来的重要知识,其中有的是传统意义上的概念(有概念的名称、内涵和外延),有的不是。课标中的“概念”比逻辑学、心理学意义上的“概念”要宽泛。不要纠结于核心概念、重要概念、具体概念的区分。
2.要理清相关概念的关系,把握其内容逻辑联系,以帮助学生形成良好的知识结构。例如“生物体的结构层次”主题有六条重要概念。(1)细胞是生物体结构和功能的基本单位。(2)动物细胞、植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构,以进行生命活动。(3)相比于动物细胞,植物细胞具有特殊的细胞结构,例如叶绿体和细胞壁。(4)细胞能进行分裂、分化,以生成更多的不同种类的细胞用于生物体的生长、发育和生殖。(5)一些生物由单细胞构成,一些生物由多细胞组成。(6)多细胞生物体具有一定的结构层次:包括细胞、组织、器官(系统)和生物个体。其中(1)是统领本主题的上位概念。(2)和(3)两个概念是说明细胞自身进行生命活动的结构。(4)说明生物体的生长、发育和生殖等功能是通过细胞实现的。(5)和(6)两个概念是说明在结构上细胞与生物体的关系。
3.还要区分事实性知识与概念性知识,词典中的概念与头脑中的概念,前概念与科学概念,正确处理它们之间的关系。事实性知识本身不能迁移,它是构建概念的基础,只有形成概念后,才能迁移。如,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(事实)。事实是可以观察到的,可以被描述的。在此基础上通过观察、分析、归纳等一系列思维活动形成概念。概念是思维活动的结果,概念是以事实为基础的。如,工业污染区,桦尺蛾的变化是自然选择的结果(概念)。教学的目的是帮助学生在头脑中建构接近于“词典中的概念”的概念。
1.问题:原核细胞和真核细胞的主要异同是什么?黑藻和蓝藻共有的细胞结构是什么?不含线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸吗?能进行光合作用的细胞,一定含有叶绿体吗?
2.归纳。
在高考试题中,该考点多以选择题形式出现,且一般不会直接让我们比较二者的异同,而是通过某些具体生物来考查。
能力提升:(1)原核细胞和真核细胞最主要的差别是原核细胞没有成形的细胞核,即没有核膜。
(2)正确识别带有“菌”字的生物。凡是“菌”字前面有“杆”字、“球”字及“螺旋”和“弧”字的都是细菌,如破伤风杆菌、葡萄球菌、霍乱弧菌等都是细菌。乳酸菌是一个特例,它本属于杆菌,但往往把“杆”字省略。青霉菌、酵母菌、曲霉菌及根霉菌等属于真菌,是真核生物。
(3)在带“藻”字的植物中,蓝藻(如蓝球藻、念珠藻、颤藻等)属于原核生物,单细胞绿藻(如衣藻、小球藻等)属于真核生物。
(4)原核生物的遗传不遵循基因的分离定律和自由组合定律,因为原核生物没有染色体结构,只进行无性生殖。
(5)原核生物可遗传变异的来源一般是基因突变,因为基因重组发生在减数分裂过程中,而原核生物不能进行有性生殖。
(6)用纤维素酶处理蓝藻、细菌的细胞壁不能将其破坏,因为上述细胞壁的成分中不含纤维素,成分是肽聚糖。
3.例题:下列关于原核细胞与真核细胞的叙述,正确的是 ( )。
A.原核细胞具有染色质,真核细胞具有染色体
B.原核细胞中没有核糖体,真核细胞中含有核糖体
C.原核细胞没有以核膜为界限的细胞核,真核细胞有细胞核
D.原核细胞的DNA分布于拟核,真核细胞的DNA分布于细胞核
正确答案:C
解题思路:染色质和染色体是同一种物质,染色质主要由DNA和蛋白质组成,原核细胞的DNA外无蛋白质,所以原核细胞不具有染色质,所以A选项错误。原核细胞和真核细胞都含有核糖体,所以B选项错误。真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,原核细胞没有成形的细胞核,只有拟核,其DNA存在于拟核中,部分原核细胞的细胞质中有质粒,质粒是环状DNA,所以D选项错误。
技巧点拨:此题考查的是核细胞和真核细胞的异同点,属于考纲识记层次。解答本题的关键是把握原核生物没有成形的细胞核这一特点。
点析二:细胞的多样性和统一性
1.问题:怎样理解细胞的多样性和统一性?
2.归纳:细胞的多样性使生物体的结构复杂多样,而不同细胞具有的相似结构使千差万别的生物之间又有了相似性。生命活动几乎都是在细胞中完成的。
细胞的多样性体现在细胞的种类多种多样,即使是同一种生物,其各种组织、器官的细胞也不相同。
细胞的统一性体现在:(1)同一个体的所有细胞都来自于同一个细胞;(2)不同种类的细胞都包括细胞膜、细胞质等基本结构;(3)细胞都是由物质构成的;(4)细胞是生物体结构和功能的基本单位,即使是病毒,其生命活动也必须寄生在有细胞结构的生物中才能得以表现。
3.例题:细胞是生物体结构和功能的基本单位,下列有关说法正确的是( )。
A.中心体在洋葱根尖分生区细胞有丝分裂过程中发挥重要作用
B.蛙的红细胞中没有细胞核和众多细胞器,所以可用来提取细胞膜
C.与胰岛素的合成、加工、分泌有关的结构有细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等
D.非相邻细胞间可以通过信息分子(如激素、递质、淋巴因子等)和细胞膜接触等来交流信息
七年级生物上知识点第一单元 生物和生物圈
生物的特征:1、生物的生活需要营养 2、生物能进行呼吸 3、生物能排出体内产生的废物4、生物能对外界刺激做出反应 5、生物能生长和繁殖 6、由细胞构成(病毒除外)
调查的一般方法
步骤:明确调查目的、确定调查对象、制定合理的调查方案、调查记录、对调查结果进行整理、撰写调查报告
生物的分类
按照形态结构分:动物、植物、其他生物
按照生活环境分:陆生生物、水生生物
按照用途分:作物、家禽、家畜、宠物
生物圈是所有生物的家
生物圈的范围:大气圈的底部:可飞翔的鸟类、昆虫、细菌等
水圈的大部:距海平面150米内的水层
岩石圈的表面:是一切陆生生物的“立足点”
生物圈为生物的生存提供了基本条件:营养物质、阳光、空气和水,适宜的温度和一定的生存空间
环境对生物的影响
非生物因素对生物的影响:光、水分、温度等
光对鼠妇生活影响的实验P15
探究的过程:1、提出问题 2、作出假设 3、制定计划 4、实施计划 5、得出结论 6、表达和交流
对照实验 P15
生物因素对生物的影响:
最常见的是捕食关系,还有竞争关系、合作关系
生物对环境的适应和影响
生物对环境的适应P19的例子
生物对环境的影响:植物的蒸腾作用调节空气湿度、植物的枯叶枯枝腐烂后可调节土壤肥力、动物粪便改良土壤、蚯蚓松土
生态系统的概念:在一定地域内,生物与环境所形成的统一整体叫生态系统。一片森林,一块农田,一片草原,一个湖泊,等都可以看作一个生态系统。
生态系统的组成:
生物部分:生产者、消费者、分解者
非生物部分:阳光、水、空气、温度
如果将生态系统中的每一个环节中的所有生物分别称重,在一般情况下数量做大的应该是生产者。
植物是生态系统中的生产者,动物是生态系统中的消费者,细菌和真菌是生态系统中的分解者。
食物链和食物网:
食物链以生产者为起点,终点为消费者,且是不被其他动物捕食的“最高级”动物。
物质和能量沿着食物链和食物网流动的。
营养级越高,生物数量越少;营养级越高,有毒物质沿食物链积累(富集)。
生态系统具有一定的自动调节能力。
在一般情况下,生态系统中生物的数量和所占比例是相对稳定的。但这种自动调节能力有一定限度,超过则会遭到破坏。
例如:在草原上人工种草,为了防止鸟吃草籽,用网把试验区罩上,结果发现,网罩内的草的叶子几乎被虫吃光,而未加网罩的地方,草反而生长良好。原因是:食物链被破坏而造成生态系统平衡失调。
生物圈是最大的生态系统。人类活动对环境的影响有许多是全球性的。
生态系统的类型p29
森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统、海洋生态系统、城市生态系统等
生物圈是一个统一的整体p30
注意DDT的例子 (富集)课本26页。
课本27页1题33页生物圈2号
生物的生存依赖于环境,以各种方式适应环境,影响环境。
七年级生物上知识点第二单元 生物和细胞
显微镜的结构
镜座:稳定镜身;
镜柱:支持镜柱以上的部分;
镜臂:握镜的部位;
载物台:放置玻片标本的地方。中央有通光孔,两旁各有一个压片夹,用于固定所观察的物体。
遮光器:上面有大小不等的圆孔,叫光圈。每个光圈都可以对准通光孔。用来调节光线的强弱。
反光镜:可以转动,使光线经过通光孔反射上来。其两面是不同的:光强时使用平面镜,光弱时使用凹面镜。
镜筒:上端装目镜,下端有转换器,在转换器上装有物镜,后方有准焦螺旋。
准焦螺旋:粗准焦螺旋:转动时镜筒升降的幅度大;细准焦螺旋。
转动方向和升降方向的关系:顺时针转动准焦螺旋,镜筒下降;反之则上升
显微镜的使用 P37-38 的图要掌握
观察的物像与实际图像相反。注意玻片的移动方向和视野中物象的移动方向相反。
放大倍数=物镜倍数X目镜倍数
放在显微镜下观察的生物标本,应该薄而透明,光线能透过,才能观察清楚。因此必须加工制成玻片标本。
观察植物细胞:实验过程P43-44
切片、涂片、装片的区别 P42
植物细胞的基本结构
细胞壁:支持、保护
细胞膜:控制物质的进出,
细胞质:液态的,可以流动的。细胞质里有液泡,液泡内的液泡内溶解着多种物质(如糖分)
细胞核:贮存和传递遗传信息
叶绿体:进行光合作用的场所,
液泡:细胞液
观察口腔上皮细胞实验P47
动物细胞的结构
细胞膜:控制物质的进出
细胞核:贮存和传递遗传信息
细胞质:液态,可以流动
植物细胞与动物细胞的相同点:都有细胞膜、细胞质、细胞核
植物细胞与动物细胞的不同点:植物细胞有细胞壁和液泡,动物细胞没有。
细胞的生活需要物质和能量
细胞是构成生物体的结构和功能基本单位。
细胞是物质、能量、和信息的统一体。细胞通过分裂产生新细胞。
细胞中的物质
有机物(一般含碳,可烧):糖类、脂类、蛋白质、核酸,这些都是大分子
无机物(一般不含碳):水、无机物、氧等,这些都是小分子
细胞膜控制物质的进出,对物质有选择性,有用物质进入,废物排出。注意课本52页图叫什么
细胞内的能量转换器:
叶绿体:进行光合作用,是细胞内的把二氧化碳和水合成有机物,并产生氧。线粒体:进行呼吸作用,是细胞内的“动力工厂”“发动机”。
二者联系:都是细胞中的能量转换器
二者区别:叶绿体将光能转变成化学能储存在有机物中;
线粒体分解有机物,将有机物中储存的化学能释放出来供细胞利用。
动植物细胞都有线粒体。
细胞核是遗传信息库,遗传信息存在于细胞核中
多莉羊的例子p55,
57页1题
细胞核中的遗传信息的载体——DNA
DNA的结构像一个螺旋形的梯子
基因是DNA上的一个具有特定遗传信息的片断
DNA和蛋白质组成染色体
不同的生物个体,染色体的形态、数量完全不同
同种生物个体,染色体在形态、数量保持一定
染色体容易被碱性染料染成深色
染色体数量要保持恒定,否则会有严重的遗传病
细胞的控制中心是细胞核
细胞通过分裂产生新细胞
生物的由小长大是由于:细胞的分裂和细胞的生长
细胞的分裂
1、染色体进行复制
2、细胞核分成等同的两个细胞核
3、细胞质分成两份
4、植物细胞:在原细胞中间形成新的细胞膜和细胞壁
动物细胞:细胞膜逐渐内陷,便形成两个新细胞
新生命的开端---受精卵
经细胞分化形成的各种各样的细胞各自聚集在一起才能行使其功能,这些形态结构相似、功能相同的细胞聚集起来所形成的细胞群叫做组织。
不同的组织按一定的次序结合在一起构成器官。
动物和人的基本组织可以分为四种:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。
四种组织按照一定的次序构成,并且以其中的一种组织为主,形成器官。
能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组成在一起构成系统。
系统:运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统,神经系统、内分泌系统、生殖系统。
动物和人的基本结构层次(小到大):细胞→组织→器官→系统→动物体和人体
植物结构层次(小到大):细胞→组织→器官→植物体
P65题3
第二节 植物体的结构层次
绿色开花植物的六大器官
营养器官:根、茎、叶 ;
生殖器官:花、果实、种子
第三节 只有一个细胞的生物体
单细胞生物:草履虫、酵母菌、、衣藻、眼虫、变形虫