《高中生物概念教学策略研究》结题报告

西安市基础教育小课题研究结题报告

立项号

2012XKT-ZXSW014

课题名称

高中生物概念教学策略研究

负责人

常芳

所在单位

西安市第四十八中学

结题报告

关键词

生物概念、教学策略

结题

报告

摘要

生物学科知识体系中存在着大量专业性概念。生物概念是生物学科知识结构的基础，是学习生物知识的基石。生物概念的正确理解和运用，不仅有助于学生掌握基础知识，提高解题技能，而且能够提高学生的生物学素养。近年来高考命题特别重视考察学生对概念的掌握情况，但对近年来高考试卷的分析发现：考生失分的重要原因之一就是因为基本概念不清。本研究通过教学的实施提出了八种高中生物概念教学的策略: 概念图法、列表比较法、多媒体辅助法、形象类比法、要素法、“顾名思义”法、科学史法、纠错演练法。

结题报告

一、课题研究的背景及界定

（一）课题研究的背景

1、《普通高中生物课程标准》指出，生物科学素养反映了“一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力”；《普通高中生物课程标准》还指出“要注重学生在现实生活的背景中学习生物学，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”；《普通高中生物课程标准》在课程目标的知识目标中要求学生“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。

2、生物学科作为一门自然学科,在其知识体系中存在着大量专业性概念,仅高中生物学必修教材中比较重要的概念约有450个,有具体定义的概念有近200个,平均每节课中都要涉及4--5个重要概念。

3、生物的概念是生物学科知识结构的基础，是学习生物知识的基石。对于生物概念的正确理解和运用，不仅有助于学生掌握基础知识，提高解题技能，而且能够提高学生的生物学素养。同时理解生物的基本概念也是教学大纲的基本能力要求。再者高中生物课本涉及的概念较多,学生容易混淆。

4、近年来高考命题特别重视考察学生对概念的掌握情况。对近年来高考试卷的分析发现：考生失分的重要原因之一就是因为基本概念不清。

（二）课题名称的界定和解读

1、概念  概念是反映对象的本质属性的思维形式。人类在认识过程中，从感性认识上升到理性认识，把所感知的事物的共同本质特点抽象出来，加以概括，就成为概念。表达概念的语言形式是词或词组。概念都有内涵和外延，即其涵义和适用范围。概念随着社会历史和人类认识的发展而变化。

2、生物概念   生物学概念是人们对生物及其生理现象本质属性的认识。在生命科学中的许多规律、原理和方法都得借助于有关生物学概念，才能得以正确表述。

3、概念教学  概念是客观事物的本质属性在人们头脑中的反映，概念教学的过程是认识从感性上升到理性的过程。

4、概念教学研究的范围 包括三个要素:第一个要素，概念名词 所谓概念名词，是对概念的一种指代;第二个要素，就是指概念的内涵。概念的内涵关键是在于其揭示了概念的本质属性及其特征，而且是可以较为准确地反应概念的本质;第三个要素就是概念的外延。所谓外延是指具有概念所反映的特有属性或本质属性的对象，通常也称之为概念的适用对象。

5、概念教学策略  以一定的教学观念和教学理论为指导，为完成概念教学目标或教学任务，充分关注学生的学习，对影响教学的各个要素进行系统化的总体研究并最终形成可以具体操作的整体化实施方案。

二、理论依据及意义

（一）理论依据

1、最近发展区理论。维果斯基的“最近发展区理论”，认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，另一种是学生可能的发展水平。两者之间的差距就是最近发展区。教学应着眼于学生的最近发展区，为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到其困难发展到的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。

2、皮亚杰的建构主义理论。皮亚杰认为，只有在学习者仔细思考时才会导致有意义的学习。学习的结果，不只是对某种特定刺激作出某种特定反应，而是头脑中认知图式的重建。决定学习的要素，既不是外部因素（如来自物理环境和社会环境的刺激），也不是内部因素（如个体生理成熟），而是个体与环境的交互作用。皮亚杰认为重要的不是行为发生的频率，而是儿童思维的发展过程，尤其是儿童是怎样学会纠正他们思维中的某些错误的。

(二)意义

生物的概念教学是生物学科建立和发展的基础,它能深刻地体现生物教学过程最本质的特征,在高中生物教学中指导学生正确理解生物概念,是学好生物学知识的基础,搞好生物学概念教学也是提高课堂教学质量的重要手段。

三、研究的目标、内容、方法、步骤及过程

1、研究的目标

通过对高中生物概念教学策略研究，提高课堂教学有效性，帮助学生理解概念的内涵和外延，有利于学生准确掌握概念，提高科学素养及答题技能。

2、研究内容

生物概念教学策略，提高概念教学的有效性。

3、研究方法  文献法、 调查法、 实践研究法等

4、研究步骤及过程

第一阶段：查阅文献（2012年5月底—2012年6月底）

查阅相关文献，了解与此课题相关资料，确定方法及措施。

第二阶段：（2012年7月— 2012年9月30日）

分析影响学生形成正确生物学概念的原因，制定详细的课题计划（目的、意义、方法、措施及实施计划）

第三阶段：实施研究（2012年10月—2013年4月）

1、依据实施计划，展开实践研究并及时修订和完善相关措施

（针对不同的生物学概念，研究出切实有效的教学策略）

2、结合专家提出的建议，完善课题名称的界定。

2、研究了初中2011修订版的关于概念教学的变化。

3、对实验对象实施前测。

4、研究、对比初、高中关于生物概念教学的要求并制定了预设的概念教学策略，同时将其用于实际的生物教学中，不断修正。

第四阶段：总结成果（2013年5月）

（1）通过实践形成生物概念教学策略，提高概念教学的有效性。

（2）完成结题报告。

四、研究结果与成效

（一）研究结果：总结出八种高中生物概念教学策略

1、概念图法　　建构主义学习理论认为，只要记住所学的知识，并理解其意义，将新知识与原有的知识系统进行整合和内化，就能改善学习质量，使知识系统不断生长。在生物学概念学习中，这种“整合和内化”可以通过绘制概念图来实现。概念制图是一种将概念的各种本质属性按照它们之间的内在联系组织在一起形成的图示或流程，也可以是将一个概念和与其相互关联的其它概念按照概念之间的并列，包容或其它内在的逻辑关系组织在一起形成概念网络。其目的是使粗象概念直观化、形象化，使相关概念之间的关系可视化，帮助学生梳理所学过的概念，建立良好的概念体系和知识结构。根据概念图所示内容的不同，将概念图分为概念模式图、概念流程图、概念关系图等三种。例如：“光合作用”用流程图、有氧呼吸和无氧呼吸的关系用关系图、遗传信息的表达可以用模式图学习。为了提高概念教学效果和学生的自学能力，复习课上的概念制图最好让学生自己动手，教师只进行必要的指导和点评。

2、列表比较法 在生物学中有很多相似的名词、术语和概念，学生往往存在模糊不清的印象。这些概念一直是教学的重点和难点，也是学生极易失分的误区之一。因此教学过程中，我们有必要将这些易混淆的生物学名词术语加以比较、区分，使学生更好掌握基础知识，提高解题技能。为了搞好这些概念的教学，提高学生掌握概念的能力，对一些相近或关系密切的概念，可把它们的各种属性，尤其是关键属性进行对比，使学生明确这些概念的共同点和差异点，从而能够将它们科学有效的区分，使概念的外延和内涵更清晰。例：学生对限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、解旋酶常分不清，可以引导列下表区分：

比较项目

限制酶

DNA连接酶

DNA聚合酶

解旋酶

作用底物

DNA分子

DNA分子片段

脱氧核苷酸

DNA分子

作用部位

磷酸二酯键

磷酸二酯键

磷酸二酯键

氢键

作用结果

形成黏性末端

或平末端

形成重组

DNA分子

形成新的

DNA分子

形成单链

DNA分子

3、多媒体辅助法  生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，它具有很强的理论性、实践性和科学性，恰到好处地运用多媒体课件教学，使教学内容具有很强的真实感和表现力，不仅集中了学生的注意力，而且有利于学生真正学懂知识。例如，在学习有丝分裂时，采用多媒体课件通过动画演示植物细胞与动物细胞的增殖过程，学生可以清晰地观察到染色体的行为变化及动植物细胞增殖过程中的异同点。

4、形象类比法  概念既然是事物本质特征的抽象概括，当然理解起来就会有一定的难度。善于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，不仅可把抽象的新知识纳入已有的知识系统中去，化抽象为形象，化难为易，化繁为简，同时也可激发学生的联想，具有启发思路，触类旁通的作用。例：在学习同源染色体概念时，列举社会上的夫妻的模型做比喻来帮助学生理解它，夫妻是到婚姻登记所登记的两个人，通常感情上是比较好的，一个是男性，一个是女性。然后又说,不能把感情上比较好的一个男性，一个女性定性为夫妻。只能说到婚姻登记所登记的两个人才是法律上真正夫妻。这样，我在教学中成功地导入生动形象的“夫妻”模型做比喻，不仅使学生易于理解、接受新知识，还会大大提高他们的学习兴趣，培养他们学以致用的能力，起到事半功倍的效果。

5、要素法　这种方法主要是将一个完整的概念科学地进行细化和解构，形成几个要素，强化学生理解概念的内涵和外延，条件和适用范围等等。例：将“酶”的概念可细化为以下几个要素：① 产生部位：活细胞内。② 化学本质：大部分是蛋白质，少数是RNA。③ 生理功能：生物催化作用。（酶不起调节作用）④ 作用部位：可以在细胞内也可以在细胞外起作用，据此酶可以分为胞内酶和胞外酶两类。⑤ 作用特点：高效性和专一性。⑥ 作用条件：适宜的温度和PH。⑦ 种类特点：多样性。

6、“顾名思义”法  生物学中很多概念是按照它实际的特有含义来命名的，如：染色体，从名称上看就知道是染成颜色的物质，具体含义是“细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质”。质壁分离，“质”是原生质层（提示：不能理解为细胞质），“壁”是细胞壁，放在一起就是：原生质层与细胞壁分离的现象就是质壁分离，同时要知道，当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，由于原生质层的伸缩性比细胞壁大，才会发生质壁分离。类似的概念还有：自由水/结合水，分泌蛋白，伴性遗传等。

7、科学史法 生物学是一门实验科学，很多概念的提出和形成来自于实验和人们的实际生活。例如：光合作用的概念，首先引导学生分析光合作用发现史，从海尔蒙特的“柳苗实验”到萨克斯的绿色叶片在光下产生淀粉的实验，再到美国鲁宾和卡门的同位素示踪实验，最后归纳总结光合作用的概念。这段科学史有助于学生了解光合作用的来龙去脉，让学生亲身体验并且经历人类探索光合作用的漫长过程。当然，经历了这一漫长过程后，学生对光合作用概念的理解也就更加深入。这样既符合学生从感性到理性的认识规律，又培养了学生创新意识和科学探究精神。

8、纠错演练法 学生对概念的掌握并不是以复述、解释概念为最终目标，而是学生要能运用概念去解决实际问题。因此，在教学中要注意对概念的应用。学习完概念后，要及时布置练习，检查学生对概念的掌握情况，促使学生去进一步理解概念。例：在学习了“单倍体”概念后，布置练习：

（1）用四倍体水稻的花粉通过人工离体培养成的植株是（  ）

A、四倍体   B、二倍体  C、单倍体  D、多倍体

（2）判断：

A、单倍体植株的细胞含有一个染色体组。

B、单倍体植株的细胞含有奇数个染色体组。

C、植株细胞含有奇数个染色体组的植株是单倍体。

D、单倍体植株的细胞可能含有偶数个染色体组。

通过以上纠错演练，学生对单倍体的概念有了深刻的认识并学会运用单倍体概念去解决实际问题。

前面所讲述的几种生物学概念教学方法是相互联系相互补充甚至是相互重叠的，作用也是多方面的。例如：在学习物质跨膜运输的三种方式：自由扩散、协助扩散、主动运输时，可以同时运用多媒体辅助法、形象类比法、列表比较法。在生物教学中，教师要根据学生的认知水平，根据所教的生物学概念的特点和需要，灵活地综合地运用。以求最大限度的提高生物学概念教学的效果。

（二）研究成效

高中生物概念教学研究在西安市48中学进行，以高2015级3班为实验班，4班为对照班。实验班注重生物概念的教学策略和方法的运用，对照班进行常规教学，其它各方面实验班与对照班相同。经过几个月的生物实验教学后的变化主要体现在学习生物的兴趣和考试成绩两方面。

1、实验班与对照班学生学习兴趣的结果分析

表1 实验班和对照班学习生物兴趣前测结果

项目

实验班

对照班

项目

实验班

对照班

人数(N)

44

43

平均分( )

6.20

6.90

标准差(S)

5.05

5.67

检验值（Z）

|Z|=0.69<1.96

显著性（P）判断

P>0.05   差异不显著

表2 实验班和对照班学习生物兴趣后测结果

项目

实验班

对照班

人数(N)

44

43

平均分( )

10.30

7.80

标准差(S)

4.63

5.32

检验值（Z）

|Z|=2.34>1.96

显著性（P）判断

P<0.05   差异显著

从表1和表2的对比可以看出：实验前，对照班、实验班学生学习生物兴趣无显著差异，经过几个月实验教学后，对照班、实验班学生学习生物兴趣有了显著差异，实验班学生学习生物兴趣明显提高，而对照班学生学习生物兴趣提高不明显。

2、实验班与对照班学生考试成绩的结果分析

表3 实验班与对照班学生前测成绩（2012年9月底的月考成绩）的比较

项目

人数

S

Z检验

显著性

实验班

44

65.80

10.69

|Z|=0.27<1.96

P >0.05，

差异不显著

对照班

43

65.20

10.98

表4 实验班与对照班学生后测成绩（2013年4月底的月考成绩）的比较

项目

人数

S

Z检验

显著性

实验班

44

74.50

4.20

|z|=3.72>2.58

P<0.01，

差异非常显著

对照班

43

69.70

7.38

从表3可以看出：实验前，实验班与对照班学生的成绩差异不显著；

从表4可以看出：实验后，实验班与对照班学生成绩差异非常显著。

说明通过高中生物概念教学策略的实施，学生的学习成绩有所提高，同时对生物学习的兴趣也增强。

五、存在问题及改进

（一）存在问题：我校处于城乡结合部，生源绝大部分为外来务工子女，学生的各方面素质差异较大，为高中生物概念教学策略实施带来一定的困难。

(二) 改进措施:细化教学设计，将高中生物概念教学策略与分层教学有效结合。

六、致谢

感谢专家指导老师对开题报告、中期报告以及结题报告提出宝贵建议和辛勤的劳动！感谢所带学生的积极配合！感谢家里人对我的支持！感谢同仁的和谐合作！

参考文献

1、雷耀华 概念图在高中生物教学的应用优势[J].新课程研究2010，（191）：60-61

2、那英军.生物学科的概念教学浅议[J].吕梁高等专科学校学报2005，21（1）：71-72

3、 丁远毅、崔鸿. 高中生物课程标准教师读本.华中师范大学出版社.2003；36.

4、行红军、陈清梅.从习题到原始问题：科学教学方式的重要变革[J].课程.教材.教法，2006(1)：56—60.

5、刘恩山 汪忠.义务教育生物学课程标准. 北京大学出版社     2012.2

6、汪忠.初中生物新版课程标准解析与教学指导 . 北京大学出版社 2012.3

注：正文楷体小4号，篇幅控制在A4纸6页的范围内.

附件1

中学生学习生物兴趣调查问卷

请你仔细阅读问卷中的每一个题目，并与自己的实际情况相对照，若要觉得相符，就在题后的括号内打“∨”，不相符则打“×”。

1、我很喜欢翻看生物课本插头。（ 　）

2、我喜欢翻阅生物课本中还未讲到的内容。（　）

3、生物课上，我经常思考老师提出的问题。（　）

4、我喜欢与别人谈一些生物方面的问题。（　）

5、在野外，我特别注意观察周围的生物。（　）

6、我常觉得学习生物没有负担。（　）

7、生物作业中，我喜欢做综合性联系实际的问题。（   ）

8、我很愿意攻克较难的生物问题，具有挑战性。（    ）

9、我喜欢做生物实验。（   ）

10、如果我课前得知生物课不上了，我会感到失望。（    ）

11、我将来想成为一名生物学者。（     ）

12、中央电视台每周一晚播放的《人与自然》节目我常看。（     ）

13、上生物课时，我很少忘带课本。（    ）

14、每次生物课的笔记我都能记全。（     ）

*该问卷是参考《学科教育》作者张勇波的《地理学习兴趣量表的初步设计与测试》而制成的。

得分方法：每题打“∨”，得1分，打“×”得0分。