陈燕 谢志华

摘 要 以“生物的变异”专题复习为例，总结高中生物学重要概念复习教学中需要把握的三个要点，即以学生的概念认知结构为 出发点，深入分析学情，寻找学生的认知“难点”;引导学生开展合作探究学习，突破自身学习的“极点”;指导学生建立“个 人解题档案”，充实概念认知结构的“节点”;从而引导学生深度学习，建构概念认知结构，发展生物学学科核心素养。

关 键 词 概念认知结构;复习教学;生物的变异;认知难点;合作探究学习

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简 称《课程标准》）的重要特点之一是以生命观念统领课 程内容，强化学生理解和融会贯通生物学知识，聚焦 “大概念”，体现“少而精”的教学原则，要求教师的教 学活动精简容量，突出重点，让学生在深刻理解生物 学概念的同时发展生物学学科的核心素养。笔者通 过高中生物学教学实践与研究，总结出生物学概念复 习教学的三“点”：一是深入分析学情，寻找学生的认 知“难点”，并根据《课程标准》设计合理的教学目标; 二是引导学生开展合作探究学习，使得学生充分交流 所建立的知识结构，进行相互补充与完善，突破自身 学习“极点”;三是指导学生建立“个人解题档案”，充 实概念认知结构“节点”，即学生存在的概念易混点、 易错点和缺漏点等，并运用所学的生物学概念解决实 际问题。

一、深入分析学情，寻找认知“难点”

（一）概述概念认知结构

学生对概念的认知存在层级水平差异，分为轮轴 状认知结构、链条状认知结构和网络状认知结构。^{[ 1 ]}

1.轮轴状认知结构

轮轴状认知结构是指认识次位概念和重要概念 之间的关联，但次位概念之间是孤立的，呈现单一的 层级水平，停留于比较简单的机械性记忆水平，不会 辨析概念差异，知识的保持性及迁移性差。例如，有 些学生仅认识到重要概念“可遗传变异”包括“基因突 变”“基因重组”和“染色体变异”等次位概念，但没有 真正理解“可遗传变异”的实质是遗传物质发生改变， “基因突变”“基因重组”和“染色体变异”仅是生物体 中遗传物质改变的形式，因此不会分析环境条件发生 何种改变能引起“可遗传变异”或“不可遗传变异”。

2.链条状认知结构

链条状认知结构表现为概念之间的层次关系有 所增加，认知深度有所提升，但是概念之间是一种线 性的链条状关系。^[1]这种概念体系使得知识无法长期 保存，解决实际问题时，无法灵活运用，迁移性差。例 如，关于重要概念“诱变育种”，学生能记住其原理是 次位概念“基因突变”，但无法将“诱变育种”产生新性 状的原因与“DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换， 导致基因结构发生改变”这一“基因突变”概念内涵相 联系，因此无法认识到“诱变育种”实质是导致“基因 种类发生改变，产生新基因”。同时，不能将“诱变育 种”与次位概念“生殖隔离”这一物种判断标准相联 系，误认为诱变育种产生的具有新性状的生物是“新 物种”。

1. 网络状认知结构

网络状认知结构比较复杂，不仅所认知的概念数 量有所增加，而且重要概念与次位概念、次位概念之 间皆建立联系，形成大的、可以解决丰富情境中问题 的概念“组块”。^[1]这是期望学生掌握的概念认知结 构，其具有良好的迁移性，有利于学生自如地运用所 学的概念分析复杂的生物学现象、解决实际问题。

例如，分析“加热杀死的S型肺炎双球菌冷却后与 活的 R 型肺炎双球菌混合，再注射入小鼠体内，则小 鼠死亡的原因”时，部分学生能够将分散于4本人教版 高中生物》必修与选修教科书中的相关概念整合为 网络状认知结构，并灵活运用作出分析：①S型肺炎双 球菌被加热杀死时，蛋白质变性失活，无法继续承担 生命活动，细胞表现为死亡， DNA 分子在加热时也发 生双链解旋變性，但冷却后可以自动复性，适当条件 下仍然具有生物活性。②当外源DNA分子达到一定 的浓度时，R型肺炎双球菌能吸收外源DNA分子进入 细胞，从而使R型肺炎双球菌的基因与S型肺炎双球 菌的基因发生基因重组，导致R型肺炎双球菌转化为 S型肺炎双球菌。③S型肺炎双球菌有荚膜结构，使其 不容易被小鼠的免疫系统清除，从而能在小鼠体内得 以大量繁殖，使小鼠患败血症死亡。 ④由于自然转化 率不高，可推测在死亡的小鼠体内应该还存在活的R 型肺炎双球菌。可见，网络状认知结构有利于概念间 的联系与迁移应用，帮助学生从分子水平解释生命现 象，认识生命的本质，学会用生命观念认识生物的多 样性、统一性、独特性和复杂性，形成科学的自然观和 世界观。^[2]

（二）寻找学生的认知“难点”

通过深入分析学生的概念认知层级水平、研读 课程标准》的要求，寻找学生的认知“难点”，有利于 教师准确掌握学情，设计与实施有针对性的教学，避 免出现认知层级低的学生“听不懂”、认知层级高的学 生“吃不饱”的现象，让全体学生皆有课堂参与感与收 获感，减少课堂教学时间的浪费，提高教学效率。

例如，根据《课程标准》要求，“生物的变异”专题 复习中的重要概念是“由基因突变，染色体变异和基 因重组引起的变异是可以遗传的”。在这个重要概念 下有6个次位概念，其中，《课程标准》要求学生能够 准确掌握次位概念“基因突变”“基因重组”等，并能灵 活运用于解释有关生物现象。基于对学生认知结构 的深入分析，发现学生形成了有关“生物的变异”混合 式的认知结构，概念体系存在缺漏和联系不够稳固的 现象。学生比较容易混淆的概念有“基因突变”与“染 色体结构变异”中的“缺失”及“重复”“基因重组”与染 色体结构变异中的“易位”及基因重组的实质和成因 等。学生绘制的概念图仅体现这些概念之间的简单 联系，反映了学生对概念之间的联系认识尚不稳固， 无法从整体水平把握概念和概念之间的联系，还需提 高概念理解能力与运用能力。因此，笔者设计“生物 的变异”专题复习教学目标为：①通过对基因突变现 象的分析，阐明正常的生命信息及其表达是生物体正 常生长、发育、繁殖等的保证。举例说明生命因遗传 而延续，因变异而多样。②构建、展示与评价“生物的 变异”概念图，发展归纳能力和建模能力。 ③尝试分 析基因突变及基因重组的成因，说明基因重组与杂交 育种的关系、基因突变与诱变育种的关系，发展“结构 与功能观”“进化与适应观”等生命观念。 ④合理解释 细胞癌变、人类遗传病等生命现象，养成健康的生活 习惯并且向他人宣传关爱生命的观念和知识。

二、引领合作交流，突破学习“极点” 高三复习阶段，学生容易出现“每次考试发生的 问题相似、难以有所突破”等学习“极点”现象。为此， 应根据维果斯基的“最近发展区理论”及学生学情，通 过组织小组讨论等合作交流活动，使得学生保持较高 的学习热情，让教学走在学生发展的前面，帮助学生 突破学习“极点”。

例如，在“生物的变异”专题复习课上，教师展示 了学生构建的基因突变与基因重组概念图（如图2、图 3）。基因突变概念图总结了关于基因突变的定义、实 例、原因、特点及意义，但没有抓住基因突变概念的内 涵，即碱基对的替换、增添和缺失使得DNA分子中储 存的遗传信息发生改变，从而有可能导致其所决定的 氨基酸种类改变，进而使得生物的性状发生改变，也 没有体现基因突变与相关概念间的联系。因此，教师 组织学生小组讨论，帮助学生认识：碱基对缺失与染 色体结构变异中“缺失”的区别、碱基对增添与染色体 结构变异中“重复”的区别在于“基因突变”的观察对 象为“碱基对的种类或数量”而染色体结构变异的观 察对象为“基因的数量或基因的排列顺序”等。经过 展示、交流，学生相互评价，促进学生理解基因突变的 实质、基因突变与染色体结构变异的区别及基因突变 引起生物性状发生改变的原因等学习难点，完善概念 认知结构，突破学习“极点”。接着指导学生进一步分 析染色体结构变异与基因突变示意图（如图4），及时 巩固基因突变与染色体结构变异等相关概念，使得学 生在识记概念的同时深入认识概念的内涵，培养学生 思维的灵活性和发散性，建立稳固的概念认知结构。 此外，指导学生重点分析基因重组的相关概念 生物学教学，帮助学生认识基因重组与生物进化间的联系，并 创设问题情境：基因重组如何为生物进化提供材料？ 组织学生查阅教科书、开展小组讨论，指导学生得出： 基因重組可增加生物有性生殖后代的性状组合类型， 为生物进化提供更加丰富的可选择的材料。

• 实例：镰刀型细胞贫血症 概念

包含1自发突变 原因-

¹-诱发突变

• 特点：普遍性、随机性、

不定向性、低频性

图2“基因突变”概念图

概念

发生时期：有性生殖过程 特例：肺炎双球菌转化实验 意义：生物变异来源之一

图3“基因重组”概念图

MN O PQ                                 M N__ （）Cl ^S：：：：：lf. GLZSC

a?et a?ot

TrwA iwm

TLMA CEOG C3ZIC

图 4 染色体结构变异与基因突变示意图 通过小组讨论，师生之间、生生之间合作与交流， 实现对概念的深加工和精加工，不断完善概念认知结 构。进一步组织学生总结“生物的变异”概念图（如图 5）。相信通过合作学习形成的概念认知结构能深深 地“印”在学生的脑海中，同时发展了学生的建模能力 与科学思维能力。

三、导向概念应用，充实网络“节点”

高三复习阶段，学生往往将大量时间花费于重复 的题型，却不见成效，教师可指导学生建立“个人解题 档案”，不仅把自己做错的题整理成集，而且要将解题 错误的原因和重要解题思路整理成集，充实概念认知 结构网，“学透”概念，“用活”方法，这样才能从“题海” 中成功上岸。

例如，解答2018年全国卷I第6题需要学生联系 所学的“肺炎双球菌的转化实验”的相关内容和“基因 重组”的实质才能判断 D 选项是正确的，并能运用 “DNA是主要的遗传物质”一节学习建立的正确认识 “有细胞结构的生物以DNA为遗传物质”来判断突变 体M的RNA不是遗传物质，无法进入突变体N细胞， 更不可能使突变体N发生转化，从而判断C选项说法 不合理。选项B考查学生对基因突变产生的原因和 特点的理解。选项A则考查基因对生物体性状控制 的途径，基因通过控制酶的合成进而控制代谢，间接 地控制生物的性状等。该试题要求学生“吃透教科 书”，深刻理解“DNA是主要的遗传物质”“基因重组的 实质”“基因突变产生的原因和特点”“基因对生物性 状的控制”等重要概念，并形成正确的概念认知结构， 解题时才能快速建立生物现象与概念之间、概念与概 念之间的联系，找到解决问题的方法。

总之，在高中生物学概念复习教学时，应以生命 观念为出发点，引导学生建立正确的概念认知结构， 使知识、技能结构化，深刻认识概念“本质”，形成概念 模型。^[3]通过合作探究学习 ，促进学生通过表达和交 流，完善概念认知结构。并通过相关高考试题练习 ， 帮助学生运用所学的生物学知识解决实际问题，充实 概念认知结构中重要的“节点”，提高分析问题解决问 题能力，发展生物学学科核心素养。

参考文献：

1. 段金菊，余胜泉.学习科学视域下的e-Learning深度 学习研究[J].远程教育杂志，2013（4）：43-50.
   1. 刘恩山 . 普通高中生物学课程
   2. 标准（2017 年版）解读 [M]. 北京：高等教育出版社，2018：2-3.
   3. 英〕温·哈伦.以大概
   4. 念理念进行科学教育[M].韦钰， 译. 科学普及出版社，2016：1-2.

（责任编辑：陈欣）