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1、谈生物学核心概念及其教育价值和教学理解一、生物学核心概念及其教育价值美国课程专家H.LynnErickon在“概念为本的课程与教学”一书中指出,核心概念是居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的概念。费得恩(Feden)认为,核心概念是学生将学科的事实和现象忘记之后,仍然留在记忆中并能应用的概念性知识。戴维(Davy)则认为核心概念构成了学科的骨架,具有迁移应用的价值。综上所述,我们认为,生物学核心概念与生物学事件、生物学事实和生物学现象一样,同为生物学知识。但从教学角度看,分属“为什么”(概念性知识)和
2、“是什么”(事实性知识)两个层别。生物学核心概念是在众多的生物学事件、生物学事实、生物学现象的基础上归纳、推理出来的结论,是对同一类生物学问题本质特征的概括。例如“稳态”这一概念,就是在分析细胞内环境各种理化因子相互作用现象的基础上,概括出“生物体依靠自我调节机制维持内环境理化性质相对稳定状态”这一稳态本质,进而得出其内涵是:机体在遭受外界因素干扰下,依靠体内复杂的自我调节机制,各个器官、系统协调活动,使内环境达到的一种动态平衡;其外延是:所有的生命系统在不断变化的环境条件下,依靠自我调节机制维持相对稳定的状态。理解
3、“稳态”概念的本质,有助于学生理解生命的本质,从系统的角度来认识生命系统与环境的关系。与事实性知识相比,核心概念具有更高的概括性。人们对核心概念的理解可以较长久地保存在记忆中,有助于形成较好的知识框架,学习更多知识。所以在教学中要更加重视学生对核心概念的理解,而不是对事实的记忆。在教学中,教师必须注重核心概念的教学理解。具体而言,就是要以生物学现象和事实为载体,把握生物学核心概念的要素和内涵及其外延,领会其教育价值,形成生物学思维方法。下面以“稳态”概念为例,探讨生物学核心概念及其教育价值和教学理解问题。二、“稳态”
4、概念及其教育价值和教学理解“稳态”概念不仅包涵了生命系统通过自我调节保持稳态并适应内外环境变化,通过自动调节作用在结构与功能上达到和谐与统一,而且它又以“生命系统”与其他相关生物学知识整合。可以构建这样一个存在稳态的知识体系:分子→细胞→组织→器官→个体→种群→群落→生态系统→一般系统,能让学生明白其实生命系统的各个层次都是存在稳态现象的,在生命系统内部和生命系统与环境之间信息流动的过程中,都存在着生命系统的稳态与调控,甚至是自然界的一般系统在其变化与平衡之中也存在着这样的稳态与调节。从而从不同层次和不同的角度帮助学
5、生认识到生命的复杂性和动态平衡性,帮助学生理解各个层次的生命系统是如何在不断变化的环境中通过自我调节机制维持自身的稳态,有助于学生理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的整体性;有助于学生形成正确的生态学观点和人与自然和谐发展的观念;同时在构建过程中领悟系统分析、建立数学模型等科学方法,更好地训练学生将数学的公式和方法引入生物学研究,形成系统的观点,为学生将来的进一步学习乃至科学研究打下坚实的基础。1.“稳态”概念的教育价值分析(1)丰富对生物学知识的理解和认识生命系统是开放系统,它们与外界环境之间不断进行着物质
6、交流、能量转换和信息传递,这就决定了生命系统时刻处于动态变化过程中。无论是个体水平还是群体水平,这种动态变化必须在一定范围内进行,否则系统就会崩溃。也就是说,稳态是生命系统能够独立存在的必要条件。稳态的维持靠的是生命系统内部的自动调节机制。关于这种调节机制,在个体水平上主要是动物体和植物体的生命活动的调节,在群体水平上主要是生态系统的自动调节。可见,就理解生命活动的本质和规律来说,“稳态”概念具有其他概念不可取代的价值,有利于丰富学生对生物学知识的理解和认识。(2)在把握宏观与微观的联系中拓展视野上世纪20年代,奥地
7、利生物学家、心理学家贝塔朗菲(LudwigVonBeriatanffy)创立了一般系统论,指出“应把生物作为一个系统来研究”。系统具有“整体性”,就是说,不能把系统割裂成要素孤立地去研究,应该注意研究要素及要素间的相互作用与相互影响。系统还具有层次性,即从系统结构上看是分层的。系统的最重要特征是稳态。用一般系统论的观点来分析生命系统的稳态,有助于我们在把握宏观与微观的联系中从多个角度认识生命系统的稳态。生命是一个开放的系统。这个开放的系统在生命活动中不断地与它所处的外部环境有物质、能量和信息的交流,通过信息的传递和反
8、馈调节,这个系统维持着自身的稳态。这个系统的层次性表现在多个方面:细胞是基本的结构和功能单位,其上有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。每一层次都可以成为独立的生命系统,都存在着稳态,都发生着与环境的交流,都发生着信息的传递和反馈调节。同时,这一层次和那一层次之间的关系又不可忽略。由此,揭示了生命系统中尺度、结构与功能之间有着
