吴志强（安徽省芜湖市第十二中学）
摘 要 本文通过具体实例介绍以问题驱动、概念间模型变构、模拟活动和概念模型辨析等方式构建概念模型，体验建立模型中的思维过程，领悟模型方法，突破生物学概念教学的障碍。引导和帮助学生理解生物学概念，促进其认知水平的发展，提高其生物科学素养。
关键词 概念模型 问题驱动 模型变构 模拟活动 概念辨析
生物学概念是生物学科知识的基础，是理科思维判断和推理的基本要素。在概念教学中，教师应精心选择富含概念内涵和外延的“事实”，引导学生经历分析、综合、抽象、概括、推理等思维过程，形成一种理性的表达和解释，最终达成科学概念的主动构建。模型的建构在高中生物课程中逐渐突出他的重要地位，其中概念模型是通过分析大量的具体形象，揭示其共同本质，并将其本质凝结在概念中。由箭头等符号连接起来的文字、关键词，既能揭示事物的主要特征、本质，又直观形象、通俗易懂。例如光合作用示意图、中心法则图解、水盐平衡调节图解、甲状腺激素分级调节等，这就是概念模型。构建概念模型则是提高概念教学有效性的一个重要的方法[1]。
1 问题驱动帮助学生自主构建概念模型
没有问题就没有教学，教学的目的不仅在于教给学生学科知识，更重要在于通过教学激发学生的思维，培养学生发现问题、解决问题的能力。问题引导策略的目的是促进学生的自主探究构建概念模型。教师的引导是为了学生更有效地探究。因此，问题驱动自主构建概念模型策略实施的关键在于教师和学生关于问题的对话。通过对话深化对问题的认识，引导学生找到解决问题的方法或思考的方向。
在学习“人体的内环境与稳态”时，教师需要做的是把握学生的最近发展区，建立已有知识间的联系，通过设计问题串，驱动学生自主构建碳循环的概念模型：①人体内的肝细胞、肌细胞等组织细胞具体生活的环境是什么？②白细胞、红细胞等血细胞具体生活的环境是什么？③淋巴细胞、吞噬细胞具体生活的环境是什么？④组织液、血浆和淋巴三者间的关系如何？⑤细胞维持正常生命活动所需的葡萄糖、氨基酸等营养物质以及O2如何从外界最终进入细胞？⑥代谢废物以及CO2等物质又是如何从细胞最终排出体外的呢？
学生通过对①②③④问题的思考和讨论，可以自主构建组织液、血浆和淋巴内在联系的概念模型，有助于学生建立对人体细胞外液的整体认识，从而明确“内环境是体内细胞直接生活的环境”。在此模型基础上，进一步引导学生讨论问题⑤⑥，帮助学生继续完善构建模型，即“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”，最终自主成功构建了概念模型（如图1）。
图1. 内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介概念模型
借用学生自主构建概念模型，在教师引导学生思考和讨论基础上，帮助学生了解内环境与外界环境的物质交换需要体内各个器官系统的参与，且细胞和内环境之间也是相互影响、相互作用的，为后面稳态调节机制的学习奠定基础。这种概念教学有助于学生将所学的知识系统化，促进学生思维的发展。
2 概念间模型变构深化概念的内涵
概念的基本特征是概括性和抽象性。生物学概念是经过长期的认识和实践积累下来，是反映生命现象和生命活动规律本质属性的一种思维形式。通过变构概念模型，能够加深学生对概念本质的认识，帮助学生明确概念的内涵，发展学生认识问题本质的能力。
学生在学习碳循环后，为了进一步明确碳循环的本质，可以通过概念间模型变构将物质循环和能量流动有机结合起来引导学生进行思考。假若用A表示初级消费者，B表示次级消费者，C表示分解者，箭头表示能量流动的方向，生产者等其他成分用文字表示。请学生用方框以图示形式建立生态系统的能量流动的模型，并尝试与物质循环模型进行比较。学生通过小组合作交流，结合教材，可以首先完成能量流动模型，教师再通过引导模型变构，构建出新的能量流动模型和碳循环模型（如图2）。
图2.变构生态系统能量流动的模型和物质循环模型的过程
教师引导学生比较构建两幅概念模型并思考：①通过两幅图中箭头的共同走向，能说明能量流动和物质循环有什么共同点？②通过两幅图中箭头的最终走向，能说明能量流动和物质循环有何区别？通过这种概念模型的变构，学生能找出能量流动和物质循环的异同点，加深了学生对物质循环的本质属性的认识。
3 模拟活动直观体验构建概念模型
人教版《高中生物?必修1?分子与细胞》提出模型的形式包括物理模型、概念模型和数学模型等。在新授课中，教师可以利用物理模型直观和形象的表达概念的本质，再通过构建概念模型进一步认识概念的内涵。例如教材设计血糖平衡模型建构活动，一方面是让学生尝试进行模型建构活动，理解模型方法的重要作用；另一方面，让学生通过该模拟活动，更好理解和把握反馈调节这一概念，了解血糖调节和激素调节的机制。学生通过卡片模拟血糖平衡调节的活动本身是构建动态物理模型，根据模拟活动的体验建构的是概念模型。
在这种模拟活动体验的过程中，为更好地帮助学生对构建血糖平衡概念模型的思维力度，教师引导学生思考：①当吃完饭血糖升高后，机体通过什么途径降低血糖？②当血糖降低时，机体通过什么途径升高血糖？③血糖升高后，机体有哪些激素会增加？④血糖降低时，机体有哪些激素会增加？通过对这些问题的思考，学生明确血糖的来源和去路，方便构建血糖平衡的概念模型。
为进一步完善该概念模型，师生可以共同探讨神经调节和激素调节的关系。对于基础较为薄弱的学生，通过构建部分概念模型，让学生构建补充式概念模型。比如教师只给出血糖降低时的调节过程，请同学补充血糖升高时的调节模型。
4 概念辨析建立概念的系统
高中生物有许多概念之间既相互对立又彼此联系，在教学中，教师要及时通过构建概念模型将具有高度相关性的概念进行比较、分析、归纳、总结，引导学生揭示概念之间的内在联系，找出本质区别，使概念清晰化和系统化[2]。
在复习细胞分裂时，如果一味地讲解各个时期各自的特点，让学生去死记硬背，最终学生大脑中形成的只是几个静态的画面，相关知识支离破碎。在这块内容中存在以下需要辨析的概念：染色质、染色体、染色单体、同源染色体、四分体。如果能够建立细胞分裂的相关概念模型进行辨析，将为学生的学习提供明确的导航，能够促进学生对这一概念以及概念之间关系的理解，从而提高课堂复习效率。为此，教师构建以下概念辨析模型（如图3），帮助学生更好地把握概念之间的关系，使学生很容易和其它知识融会贯通，把新掌握的知识纳入所建立的知识体系之中。
图3. 细胞分裂相关概念辨析模型
类似的相关概念有很多，在教学中都可以尝试建立相关的概念模型进行比较辨析。这就使原来迷惑的概念清晰化，零散的知识系统化，机械的记忆灵活化，最终使学生感到所学知识在由多变少，所学课本由厚变薄，而且还有助于学习能力和效率的提高。
5 概念模型教学的思考
新课程下一再强调减轻学生的课业负担，关键在于教师能否帮助学生将生物学核心概念本质简明扼要的理解。这要求教师能透过众多的生物学事实聚焦核心概念，精选生物学事实，揭示生物学核心概念的内涵。只有这样才能引发学生的学习兴趣，使学生在有限的时间内学到更本质的、有利于终身发展的生物学素养。提高核心概念的教学理解水平，既是提高课堂教学质量的根本保证，也是生物教师专业化发展的必由之路。
围绕学科核心概念进行课堂教学是当下中学教育的热点。高中生物学课程中的概念模型建构活动，其主要价值是让学生通过尝试建立模型，体验建立模型中的思维过程，领悟模型方法，突破生物学概念教学的障碍。在高中生物概念教学中，教师通过指导学生构建概念模型活动，以问题驱动、概念间模型变构、模拟活动和概念模型辨析等方式构建概念模型等方式，引导学生小组合作探究，能够帮助学生理解无法直接观察到的事物，促其认知水平的发展，增强其合作探究能力以及提高其生物科学素养。但由于教学有时追求教学进度或教师自身认识不足，不能有效保证建构模型的时间和空间，导致建构过程流于形式，最后还是由老师包办代替，学生的能力不能真正得到发展。因此，只有根据各自的具体教学实际、具体的教学问题，采用适宜的方法，才能真正提高生物概念教学的效率[3]。
参考文献：
[1]游隆信．生物学概念的教学策略[J]．中学生物学.2005
[2] 朱红梅. 优化生物概念教学提高课堂教学实效[J].中学生物学.2011
[3] 徐建华.浅谈几种生物教学中有效的“概念教学”方法[J].中学生物学.2014.
本文发表于《中学生物学》2015年第6期
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