发布时间：2024-01-19 14:55:27
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的生物学重要概念样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
（一）学好生物学概念是学生学好生物学的最为关键的一步
生物学是一门自然科学，其科学性、严密性较强，并且有一定的实用性。但由于多种原因，生物学没有像其他学科一样受到重视，所以学生对生物学存在肤浅的认识，认为生物就是一门记忆和背诵的学科，并且传统教育也强调对事实信息的记忆和背诵，要达到深层次的理解程度仅仅依靠大量的事实记忆是远远不够的，必然要涉及对概念原理的抽象和概括。重要概念对学生学习的影响主要包括以下三个方面：重要概念会对学生以后的学习起到一个支撑作用； 学生在理解这个世界和解决问题的过程中，更多地需要用到对重要科学概念和原理的理解，在理解的基础上运用，而不是靠记住的一两件孤立的和零散的事实； 如果学生依靠自己头脑中的重要概念构建起一个知识框架的话，那么这样一个知识框架可以比较长时间地留在学生的头脑之中。有了这个框架，学生更好地把一些事实性知识有条理地储存在这个知识框架中，知识就不是零散和孤立的，而更有逻辑性和条理性。
（二）加强重要概念的内涵教学，它对教学的深度和广度起到重要作用
在新《课程标准》中明确提出用描述概念内涵的方式来传递概念可以更好地针对学生的年龄特点和认知能力来确定概念教学的深度和广度，以期切实达到预期的教学效果，并为后续学习打下基础，实现重要概念的螺旋式发展。在初中生物学概念教学中，既要揭示其实质，又要符合学生的接受能力。例如，DNA是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的DN段，它们位于细胞中的染色体上，是《标准》的第七个一级主题：生物的生殖、发育和遗传中的重要概念。投影的二级主题为生物的遗传和变异。具体内容说明DNA是主要的遗传物质、描述染色体、DNA和基因的关系。
生物的生殖、发育和遗传是生命的基本特征。植物、动物和人通过生殖和遗传维持种族的延续。人的生殖、发育和遗传的基本知识对于学生认识自我、健康地生活和认同优生优育等具有重要作用。学习动植物的生殖、发育和遗传的基本知识以及遗传育种在生产实践中应用的知识，有助于学生认识生物科学在生活、生产和社会发展中的作用。
遗传和变异是生物界中普遍存在的现象，遗传信息的传递、表达和改变是遗传和变异的实质。“DNA是主要的遗传物质和基因是包含遗传信息的DN段，它们位于细胞中的染色体上”。学生学习“遗传性状是由基因控制的，基因携带的遗传信息是可以改变的”具体内容有染色体存在于细胞核中，由DNA和蛋白质组成、有遗传作用的是DNA。DNA是主要的遗传物质，基因是DNA分子上有遗传效应的片段，每个基因携带某种特定的遗传信息、基因通过指导蛋白质的合成来表达遗传信息等。教学的主要任务是使学生形成有关遗传物质的概念，从而构建以生物体、细胞、染色体、DNA、基因、蛋白质和性状等为主的概念体系。
染色体存在于细胞核中，是一种容易被碱性染料染成深色的物质。染色体由DNA和蛋白质组成，其中有遗传作用的是DNA。每一种生物细胞内的染色体的形态和数目都是一定的。DNA（脱氧核糖核苷酸）是主要的遗传物质，大多数生物的遗传物质是DNA，少部分生物的遗传物质是RNA，所以DAN是主要的遗传物质。基因是有遗传效应的DN段，位于染色体上。
（三）关注重要概念可以纠正教学误区
学生知道了某个名词术语绝不意味着就理解了这个概念，在生物学教学中教师将注意力过分集中在概念的替身―名词或术语上而不是对概念的理解上，学生同样把注意力集中在概念的记忆上，认为众多科学概念是“死的知识”，而不是把注意力集中于去提出和解答有关真实世界中与生物学有关问题上，从而陷入了误区。《标准》认为：“在教学过程中，教师还必须注意到学生头脑中已有的概念，特别是那些与科学概念相抵触的错误概念，课堂教学活动要帮助学生消除错误概念，建立科学概念。”
这就要求在教学中选择恰当的方法如：概念的再现、复述、问答、练习等加深理解，合理构建知识框架。如在学习“多细胞生物体的组成”中，使学生复述相关概念，通过归纳、比较，以此构建知识框架。
细胞――分裂――分化――组织――器官――植物体
细胞――分裂――分化――组织――器官――系统――人体
关键词：初中生物学；重要概念；建构；教学策略
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2015）21-0068-02
《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（以下简称“新课标”）强调了凸显重要概念的教学，明确提出：“生物学重要概念处于学科中心位置，包括对生命基本现象、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。”并从课程内容的10个一级主题中确立了50个需要帮助学生形成的生物学重要概念。在教学研究与实践中发现，学生对一些专业性强的重要概念感到抽象，难以理解，易于混淆。那么，如何帮助学生建构这些生物学重要概念？我们以苏教版七年级上册“第四节植物的呼吸作用”一节的教学为例，谈谈教学实践中的一些做法。
一、创设问题情境，激活学生思维，引入科学概念
“学起于思，思起于疑”。问题是思维的起点，也是思维的动力。“植物的呼吸作用”是“生物圈中的绿色植物”单元的教学重点和难点之一，在植物体生命活动中占重要地位。由于呼吸作用是发生在植物体内的一种复杂的生理活动，学生日常生活中感性认知很少。那么，怎么使学生对学习的概念或相关内容的知识感兴趣呢？我们通过创设与学生生活密切联系的问题情境来激活学生思维，激发学生对科学概念学习的兴趣，教学实践中收到了较好的效果。例如，“同学们，人和动物都需要呼吸来维持生命，那么，植物是否也像人一样进行呼吸呢？（学生会七嘴八舌地展开讨论，大部分学生认为植物也要呼吸，但与人不同的是吸入二氧化碳、呼出氧气。）接着问：同学们的猜想到底对不对呢？通过创设这样的问题情境，好比一石激起千层浪，会深深地触及学生思维，激发学生强烈的学习和探究欲望，将学生自然引入到探究植物呼吸这一基本生命现象中来。教学实践表明，教师围绕重要概念和教学目标，在深入挖掘教材资源，联系学生生活的基础上，创设与概念本质属性相关联的、直观具体、真实多样的问题情境，就能够激发和保持学生持久的学习动力和兴趣。
二、参与实验探究，引导归纳总结，建构科学概念
“新课标”在“教学建议”中指出，为了帮助学生形成正确的生物学重要概念，教师需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑。结合苏教版七年级上“第四节植物的呼吸作用”教材内容，考虑到学生缺乏相关的化学知识（如学生对二氧化碳的性质不了解），教师应该选择和提供哪些生物学事实帮助学生建构呼吸作用概念呢？我们主要采用引导学生实验探究的方法，观察生命现象，在阅读思考、交流表达等自主学习、合作探究活动中内化、建构概念。实验前先让学生阅读超链接――化学知识，根据自己了解的化学知识设计一个验证人体呼出气体中含较多二氧化碳的实验，然后请一名学生上台演示实验。这样，学生对二氧化碳的鉴定方法就有了直观的认识。接着组织学生分组实验，并通过PPT呈现一系列问题串：①植物呼吸作用产生二氧化碳的实验中，为什么要用密闭的黑色塑料袋装蔬菜？新鲜的蔬菜和烫过的蔬菜有什么不同？②A、B袋内的气体使石灰水发生变化了吗？比较两只袋内的气体，说明植物呼吸过程中产生了什么气体？③植物呼吸作用消耗氧气的实验中，小木条的火苗在甲、乙两只锥形瓶内火焰有无变化，为什么？比较两只瓶内的气体，说明植物呼吸过程中消耗了什么气体？氧气跑到哪里去了呢？④两组实验是否设计了对照实验？如果有，分别是哪一组？在教师的引导下，学生通过观察实验现象，对比分析实验结果，相互讨论交流，会说出植物的呼吸作用是在活细胞中进行的；在呼吸作用过程中会产生二氧化碳，消耗氧气。至此，学生对植物体具有呼吸这一生物学重要事实就有了明确的认识，但如何引导学生归纳、总结呼吸作用的概念呢？于是，再启发学生思考：“为什么人和植物在呼吸时，吸入了较多的氧气，而呼出气体中二氧化碳会变多？”将学生自然引向对呼吸作用实质问题的探究。但是，苏教版七年级上第四节“植物的呼吸作用”教材可提供学生学习和思考的生物学事实资料明显不足，我们在课前设计了一个模拟生活情境的实验给予补充，分别将等质量的干蚕豆种子和萌发的蚕豆种子装在两只相同的保温瓶中24h，上课时，让学生用手摸一摸两只瓶子内部，说出感觉是否一样。从而引导学生提出探究的问题：萌发的种子为什么会产生热量？接着，组织学生讨论，在教师的引导下，学生通过合作学习，交流补充，得出种子的呼吸作用是一个比较“花费时间”且释放能量的过程，其中部分能量以热能的形式散失出来，学生总结的“花费时间”可以理解为呼吸作用是一系列复杂变化的。这样，引导学生由表（呼吸）及里（呼吸作用）进行抽象、概括，帮助学生建构了呼吸作用的概念，与此同时，学生的思维能力、交流表达能力、合作探究能力等得到了有效锻炼和提高。研究表明，科学概念只有通过观察、实验、比较等有意义的学习过程建构而来，学生才会留下深刻的印象并对概念形成较好的迁移与运用能力。“实践出真知”、“事实胜于雄辩”是能穿越时空的教学法则，也是概念建构过程中众多教学策略中的首选。
三、进行比较分析，深化对重要概念的理解
学生对事物的认知是一个从感性到理性的过程。在教学中引导学生通过对生物学事实的观察、比较、分析、归纳与总结，经历了概念形成的思维过程，帮助学生建构了植物呼吸作用的概念，但在教学实践中发现，学生对呼吸作用概念的本质认识仍然达不到教学目标的要求，还需要在课后组织学生对植物光合作用和呼吸作用概念的比较对比，以深化对重要概念的理解。可采用列表格的方法从发生的部位，条件、原料、产物、能量转变等方面引导学生寻找植物光合作用和呼吸作用概念之间的区别与联系，帮助学生深入理解概念，辨析概念，掌握概念。
■ 变化在概念呈现的方式
《义务教育生物课程标准（2011年版）》第三部分课程内容，10个专题每一个部分都出现了这样的描述——“教学中，教师要帮助学生形成以下的重要概念”。
如“生物圈中的人”专题提出了以下重要概念——
人体的组织、器官和系统的正常工作为细胞提供了相对稳定的生存条件，包括营养、空气等，以及排除废物。
消化系统包括口腔、食道、胃、小肠、肝、胰、大肠和，其功能是从食物中获取营养物质，以备运输到身体的所有细胞中。
循环系统包括心脏、动脉、静脉、毛细血管和血液，其功能是运输氧气、二氧化碳、营养物质、废物和激素等物质。
呼吸系统包括呼吸道和肺，其功能是从大气中摄取代谢所需要的氧气，排出代谢所产生的二氧化碳。
泌尿系统包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道，其功能是排除废物和多余的水。
……
认真分析这些内容，50个重要概念并没有超出具体内容的要求，而是采用了描述概念内涵的方式来传递概念。标准认为，用描述概念内涵的方式来传递概念可以更好地针对学生的年龄特点和认知能力来确定概念教学的深度和广度，以切实达到预期的教学目标。
■ 聚焦教学中的研究问题
生物学概念是学习的核心内容，目前存在着单纯背概念、对概念的内涵理解不清的问题。因此，教师应该在备课中凸显研究概念的形成过程，及在概念形成过程中学生应该具有哪些学习行为和活动经验。
第一，精选生物学事实，为形成概念奠定基础。
以往的教学中生物学事实不是多了，就是围绕概念的选择不到位，造成学生构建概念的情境事实选择不足。如围绕着“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一概念，从实验观察入手，充分观察洋葱、番茄、口腔上皮细胞的结构，使学生认识到虽然性状不一，但都具有细胞的基本结构。观察中，学生能够排除形状、大小等非本质属性，帮助学生主动构建细胞是生物体结构和功能的基本单位这一重要概念。
第二，外显从事实到概念的思维过程。
事实充分了，是不是就能够自然形成生物学概念？在充分的事实背后还需要学生进行一定的思维加工，如进行归纳、类比、分析等，教师要搭建产生这些思维活动的台阶，尤其在备课过程中要外显对其的研究过程，预设出问题和解决问题的过程。其实，教学目标中的过程方法目标常指向这里，而当前过程方法目标的制定还是比较空，难以落实。
如《观察根的结构》一节课，学生用显微镜观察根的永久装片，并画各部分典型细胞图，这一教学过程对学生是有一定难度的。首先，要能够用显微镜观察到细胞，要通过比较发现根尖细胞形态和大小不同；进而，还要发现在不同中，一定的区域内细胞性状和大小又是基本相同的；再从相同的细胞中找到典型的画出结构才完成任务。备课中，教师要将这样的思维过程纳入研究中，设计一定的指导语，适时给出一定的图片，才能够支持学生完成这一观察比较活动。
第三，关注概念之间的联系，突显概念背后的生物学观点。
关键词：初中生物；重要概念；实验教学；教学案例；重要价值
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2015）03-0075-04
一、重要概念的提出
2011年新颁布的义务教育《生物课程标准》首次提出“重要概念”，提出让学生通过掌握重要概念来把握生物学科本质和核心内容。初中生物课程共有10个主题，每个主题下设重要概念，每个重要概念下设支撑它的核心内容，重要概念共50个。其中，有些重要概念容易理解，如科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径；有些重要概念比较抽象、微观，如动物细胞、植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构，这些抽象的概念，仅仅依靠传统的讲授或者展示模型图片的方式很难让学生对其深刻理解。
二、实验对促进学生理解重要概念的价值
生物学科是以实验为基础的科学，在生物教学中应该重视实验教学。新课程的重要理念是培养学生的科学素养和终生学习的能力，实验教学恰恰是培养学生动手、动眼、动脑进行科学探究过程。初中生物新课标更加强调实验教学的重要价值和教育教学功能。生物学科中那些抽象、不易理解的重要概念，需要借助实验使其显性化和具体化，比如细胞膜的选择透过性这个重要概念可以借助植物细胞质壁分离与复原实验加以展示；另一方面，在生物教学的某些环节需要借助实验帮助、促进学生理解概念、知识。
综上所述，借助实验促进初中学生对重要概念的理解可以从两个方面体现：有的重要概念比较深奥，可以借助实验剖析概念要素，理解概念内涵，符合学生从感性到理性的认知发展规律；有的重要概念借助实验可对学生理解某些知识起到画龙点睛的作用。当然，这两种情况的实验形式要灵活选择，可以是演示实验，可以是验证实验，还可以是探究实验，要根据教学目的、教学实际去确定。
三、借助实验促进学生理解重要概念的教学案例分析
案例1 骨的结构与成分
教材分析：《骨的结构和成分》是初中生物第二册第八章《生物的运动》第二节《运动的形成》中第二课时内容，是在第一节学习动物运动方式的基础上，探讨动物运动的形成，为学习动物的行为打下基础。本课先让学生观察长骨的内部结构，分析其作用，建立长骨是一个中空的坚实的生活器官的概念；再通过探究鱼骨的成分，增强对骨的成分和特性的感性认识，推测骨的成分与特性的关系。然后，介绍在人的一生中骨的成分是动态变化的，从而使学生增强体育锻炼的思想意识，并为学习运动打下基础。
学生认知分析：
1.知识方面：
学生已有知识：已经知道人体的运动离不开骨，并且对骨的坚硬性有一定认识。
待解决的问题：骨的内部结构；骨是否是生活器官；骨的成分和特性。
2.能力方面：
学生已有能力：按实验要求、步骤进行操作，会用一定的方法进行实验观察。
仍需训练的能力：根据实验材料、用具等进行实验设计的能力；对实验现象进行分析、归纳的能力；小组合作、交流探索知识和解决问题的能力。
教学实施过程：
小游戏引课：老师说出肱骨、股骨、尺骨等骨的名称，学生两人站在讲台上，其中一位根老师说的骨名称快速在另一位同学身上指出来，其他学生认真观察、评判。
教师提问：从形态方面看，刚才我们说的骨都是什么骨？学生答：长骨。
长骨在人体中主要起什么作用？
生物体的结构与功能是适应的，是什么样的结构使长骨具有这样的功能呢？这节课就来学习骨的内部结构。
请学生观察已经锯开一段的长骨：
观察方法：一看二摸。
观察顺序：从外到内，从上到下。
教师和学生一起总结骨的结构和功能。
展示图片并提问：
1.姚明的长骨中是黄骨髓，为什么还能捐献骨髓造血干细胞？如果配型相合，从那里取骨髓？
2.青少年为什么能够不断长高？
3.骨折后愈合的骨是什么结构？
4.为什么老人比小孩更容易发生骨折呢？
过渡：老人比小孩更容易发生骨折是因为他们骨的特性不同。下面我们来学习骨的特性。
学生以小组为单位观察鱼肋骨，感受骨的坚硬和弹性。
为什么骨既坚硬又有一定的弹性，这和什么有关呢？
你知道骨里有什么物质吗？
展示骨粉的营养成分表，学生从中里获取信息，归纳骨的组成物质有两大类：有机物和无机物。
提出假设：骨的成分对骨的特性有决定性影响。
引导学生思考：骨中含有机物和无机物两类物质，是二者共同决定骨的特性，还是其中之一决定骨的特性？我们该如何进行探究？
学生提出可把两类物质分开，单独地研究一类物质的作用。
提问：显然，鱼肋骨中的有机物和无机物难于简单分开，怎么办呢？
学生提出可以去除骨中的一类物质，研究剩下的另一类物质的作用。
学生根据实验材料、用具，设计实验以探究骨的成分与特性之间的关系。
演示碳酸钙粉末在盐酸中溶解的实验，展示小麦种子燃烧的实验图片，引导学生分析实验中所发生的变化以及鱼肋骨的作用。
提问：你知道在实验中要注意哪些安全问题吗？
根据学生回答教师出示：
1.正确使用酒精灯和火柴。
数学概念是人类对现实世界的空间形式和数量关系的简明、概括的反映，并且都由反映概念本质特征的符号来表示，这些符号使数学比别的学科有更加简明、清晰、准确的表述形式。在中学数学教学中，正确理解数学概念是掌握数学基础知识的前提，是学好定理、公式、法则和数学思想的基础，对数学概念的理解和掌握既是正确思维的前提，又是提高数学解题能力的必要条件。而数学概念形成的主要途径可以说是教学。
三角形的内角和这一定理在初中的数学中有着举足轻重的地位，它是初中数学最基础、最重要的内容之一，是以后学习多边形内角和的基础，特别是现代生活中的“镶嵌”，也离不开三角形的内角和定理。学习它，特别是学习它的推理证明，可以发展学生的思维品质，培养他们自主学习、合作探究、推理论证等能力。
根据皮亚杰的认知发展理论，学生在遇到新概念时，总是先用已有认知结构去同化，如果获得成功，就得到暂时的平衡；如果同化不成功，则会调节已有认知结构或重新建立新的认知结构，以顺应新概念，从而达到平衡。本文以《14.2（1）三角形的内角和》为题目，说说我是怎样依据学生概念学习的这种机制，利用新概念与学生已有认知结构之间的差异来设置出相应的教学情境，以使学生能够意识到这种不平衡，从而引起学生的认知需要，促使学生展开积极主动的学习活动。
本节课的教学目标有：（1）经历对三角形内角和进行猜测、说理证实的研究过程，体会直观感知与理性思考的联系和区别，感受添加辅助线的依据；（2）掌握三角形的内角和性质，能运用这一性质进行简单的说理计算。本节课的教学难点是：感受辅助线生成的过程，证实三角形内角和的性质。本节课是由实验几何向论证几何过渡，初步经历和体验几何推理的过程.
作为几何证明的重要组成部分，这节课所涉及的内容对于几何证明的学习显得十分重要。其原因一方面在于，这是添加辅助线、进行几何证明的首次学习，学生对此普遍感到困难；另一方面，这是《义务教育数学课程标准》下的“几何公理体系”第一次循环的综合运用，即“两直线平行，内错角相等”“内错角相等，两直线平行”的综合应用。
我认为本节课的重点和难点是证明三角形内角和为180° 的辅助线的添法。为了证明的需要，在原来的图形上添画的线叫做辅助线，辅助线通常画成虚线。三角形的内角和为180°，这个定理学生小学已经学过，而且用操作的方法进行了初步的验证，因此，本节课主要是定理的证明。在证明的过程中，设置了一个小提示，“180°是在什么情况下出现的？你可以怎样建构。”由于刚刚学习过平行线，因此，学生多数都能联想到两直线平行，同旁内角互补；也能想到，平角为180°，学生有了初步的想法：添加平行线。然后我根据学生的特点安排了分组讨论证明，学生经过小组讨论，一共获得了如下几种证明的方法：
方法1：作AD//BC，根据两直线平行，内错角相等和同旁内角互补，得到∠C=∠DAC，∠B+∠BAD=180°，再根据等量代换，得∠BAC+∠B+∠C=180°。
方法2：过点A作ED//BC，根据两直线平行，内错角相等，得到∠C=∠DAC，∠B=∠EAB，再由等量代换和平角的意义从而得∠BAC+∠B+∠C=180°。
方法3：过点A作ED//BC，延长BA，根据直线平行同位角和内错角相等，得到∠C=∠DAC，∠B=∠EAD再由等量代换和平角的意义得∠BAC+∠B+∠C=180°。
方法4：过点A，B，C作AD//BE//CF，根据两直线平行，内错角相等则∠ACD=∠DAC，∠EBA=∠BAD，再由两直线平行，同旁内角互补，得∠BAC+∠ABC+∠ACB=180°。
方法5：过点A，B，C作ADBC，BEBC，CFBC，由垂直的意义，得到∠EBC=∠FCD=90°，再由两直线平行内错角相等，得∠ACF=∠DAC，∠EBA=∠BAD，最后由两直线平行，同旁内角互补得到∠BAC+∠ABC+∠ACB=180°。
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。
一、生物学前概念的迁移与矫正
学生在学习任何概念性知识之前，实际上都已经有了前概念。前概念是存在于人们头脑中相对于新知识的已有的认知，可能是正确的，也可能是片面的或错误的。前概念的成因，主要是日常生活中的经验及正确或错误认识的积累。我们认识事物的过程，就是这样一个从前概念逐步发展到新概念的过程。无论对哪一门学科知识的学习，也无论是哪一个年龄段的认知，都有这样的特点，尤其生物学科与人类生活实际联系非常紧密，所以前概念非常丰富。奥苏贝尔(D.P.Ausubel)的同化论观点对概念的习得作了精辟论述，认为学习者头脑中已有的知识结构在新概念的习得中起着至关重要的作用，当新概念与头脑中前概念间存在某种类属关系时，若指导者能给予有效引导，使学习者能将新概念与头脑中已有概念间的这种类属关系进行正确链接，将有利于学习者将新概念同化到自己头脑的已有概念体系中，从而习得概念。因此，如何利用前概念进行有效的生物学概念教学，值得探讨研究。
正确的前概念是学习生物学科学概念的良好基础和铺垫，它的正迁移作用可成为生物学概念学习的资源和概念学习的新的增长点，可使学生尽快地掌握新知识和知识结构。如学生在学习生物学概念前自己对生活中的一些生命现象和规律已有所了解，如：“向日葵随太阳转”“根的向地性与茎的背地性”，能促进对“生长素”概念的理解；“人感到寒冷时会打哆嗦”“一个球向你飞来时，你会接住或躲开它”，这些都能促进对“激素调节和神经调节”概念的理解；“种瓜得瓜，种豆得豆”“一猫生九崽，连母十个样”，可促进对“遗传与变异”概念的理解。这些已知正确的前概念，一方面有助于迁移到新概念的习得和有意义的建构，另一方面，有助于激发学生进一步学习生物科学的兴趣和动机。
片面或错误的前概念会成为生物学概念学习的障碍，这些错误的前概念如果得不到及时矫正，将影响对生物学概念的同化和顺应，使学生形成错误的思维，阻碍生物学科学概念的建构。如学习“植物个体发育”概念前，学生头脑中就有农作物的“春天播种，秋天丰收”的前概念，片面地认为植物的个体发育从种子开始，这就阻碍了学生建构“植物个体发育从受精卵开始”的科学概念；由于绿色植物能吸收二氧化碳、产生氧气，学生自然形成植物呼吸作用吸入二氧化碳、放出氧气的前概念，这个错误的前概念阻碍了“呼吸作用”概念的建构。又如，前些时间媒体上猛然间刮起了“吃基因补基因”的风潮，在社会上形成“吃核酸长核酸”的错误前概念。对于这些片面、错误的前概念，必须给予矫正，否则不能建构科学的概念。例如，针对“吃基因补基因”的前概念，可以通过对核酸的消化、代谢、合成的分析，使新知识与学生的前概念产生冲突，让学生暴露出错误观念，正确看待自己原有的生活经验，把对事物表面现象观察所得到的经验与生物学知识不一致的地方提出来进行反思，找出矛盾所在，经历思想上的冲突和震撼，造成认知结构的不平衡，促成原有知识结构的顺应，用科学的概念代替原有的错误观念，实现错误前概念向科学概念的转变。
二、生物学概念的有效建构
瑞士著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)在其《发生认识论原理》中指出：“认知的结构既不是在客体中预先形成了的，因为这些客体总是被同化到那些超越于客体之上的逻辑框架中去，也不是在必须不断地进行重新组织的主体中预先形成了的。因此，认识的获得必须用一个将结构主义和建构主义紧密地连接起来的理论来说明，也就是说，每一个心理结构都是心理发生的结果，而心理发生就是从一个较初级的结构过渡到一个不那么初级的(或较复杂的)结构。”[1]概念图的运用能较好地促进生物学概念的有意义的建构，如学习“光合作用”的概念时，指导学生利用概念图(如下图)建构光合作用的概念，不仅能拓展科学概念，还能培养学生的思维能力。它为学习者提供了一种学习科学语言的形式和建构科学知识的有效手段，有利于对概念知识的整合，有利于把握生物学概念的内涵与外延，能较好地提高学生生物学概念的结构化程度，有助于学生建立良好的认知结构。大量的研究表明：概念图可以帮助教师提高教学效率，概念图策略更适合于科学课程，且生物学上的显著性要大于化学和物理；它可以促进学习者进行有意义的学习；可以改变学习者的认知方式；有利于培养学生创造性思维。
三、生物学概念发展过程的展示
学习生物学的概念，不仅要学习概念的内涵与外延等理论知识，也要学习概念的产生、发展的演变过程。科学是一个发展的过程，任何生物学概念都要经历产生、发展的过程。其实学习生物学概念的产生发展的过程，就是学习概念的发展史。
(一)学习概念的发展过程是生物学科教学的需求
《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《标准》)中建议安排的学习概念发展史有两类。一类是必修或选修课本中以课文形式呈现的史料，如学习“细胞”概念时，要求分析细胞学说建立的过程；学习“光合作用”概念时，要求说明光合作用及其对它的认识过程；学习“遗传物质”概念时，要求总结人类对遗传物质的探索过程；学习“生长素”概念时，要求概述植物生长素的发现和作用；学习“基因工程”概念时，要求简述基因工程的诞生过程；等等。另一类是建议学生自行搜集的相关资料，如学习“DNA”概念时，建议学生搜集DNA分子结构模型建立过程的资料；学习“进化”概念时，要求学生搜集生物进化理论发展的资料；学习“免疫”概念时，要求学生搜集有关干细胞研究进展的资料。除此之外，教材有些专题内容还涉及科学家进行探索的经典实验及资料，如孟德尔定律的发现、核酸是遗传物质的实验分析等。
(二)学习生物学概念发展过程有助于理解概念的科学知识
科学是一个发展的过程，任何生物学概念都要经历产生、发展的过程。学习概念发展过程不仅有助于了解概念的演变过程，而且有助于学生深刻地理解和牢固地掌握生物学概念的内涵与外延，从而理解生物学概念的科学本质。如在学习“光合作用”的概念时，让学生学习“光合作用”的发展史：古希腊学者亚里士多德提出，土壤是构成植物体的原料；1642年赫尔蒙特(J.vanHelmont)栽培的柳苗试验，证明柳树营养生长物质不是来源于土壤，而与空气和雨水相关；1771年普利斯特利“绿色植物—烛—小鼠”实验，证明植物光合作用可以更新空气；1864年萨克斯“叶片半遮光—碘蒸气”实验，证明光合作用可能产生淀粉，并需要光；1880年恩吉尔曼“水绵—好氧性细菌”实验，证明光合作用产生O[，2]，叶绿体是绿色植物光合作用场所；上世纪30年代鲁宾和卡门同位素标记实验，证明光合作用产生的O[，2]全部来自H[，2]O。通过概念发展史的学习，学生自然得出光合作用概念的实质，把无机物(O[，2]和H[，2]O)转变成有机物，把光能转变成化学能，同时也清晰地掌握光合作用的物质变换的过程及场所。
(三)学习生物学概念发展过程有助于学生形成科学的观念
英国的“国家科学课程”中对于引入科学概念的解释为：学生应该理解科学概念随着时间而改变、发展的方式，理解这些概念及其应用是如何受社会、精神和文化背景影响的。由此不难看出，生物学概念的发展史中，不仅记载着生命科学知识的形成过程，而且蕴涵着科学家的创造思维方式和灵活多样的科学方法，体现科学家尊重事实、服从真理和实事求是的科学态度，以及勇于创新、善于合作和无私奉献的科学精神。所以学习生物学概念的发展史，不仅有利于更好地理解、掌握生物学概念，而且有利于学生形成科学的观念，提高生物学科学素养。
四、生物学概念负载研究方法的渗透
生物学是一门自然科学，也是一门实验科学。在生物学的发展过程中，尤其是实验生物学出现以后，研究手段和方法一直起着非常重要的促进作用。有些研究技术和方法的出现，甚至使生物学产生了飞跃性的发展，如显微镜技术和基因工程技术等分别导致了近代和现代生物学的产生。没有研究技术和方法的不断进步，也就没有生物学今天的巨大发展。所以学习生物科学，不仅要学习生物学的概念，还要了解生物学概念所蕴涵的科学技术和研究方法。
(一)渗透传统的生物学研究方法
生物学传统的方法较多，如观察法、调查法、显微镜法、放射性同位素示踪法、解剖法、实验法等，它们不仅是生物学积累事实材料的基本手段，而且是检验假说和理论的重要途径。如学习“生物体的化学元素”的概念时，渗透“放射性同位素示踪法”；学习“矿质元素”概念时，渗透“土培法”“沙培法”“水培法”；学习“叶绿素”概念时，渗透“层析法”和“光谱法”；学习“动物激素调节”的概念时，渗透临床观察法和动物实验法(如腺体摘除法、腺体移植法、结扎法、注射法、口服法等)；学习“种群”概念时，渗透“标志重捕法”。
(二)渗透模型方法
美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点，并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。《标准》依据国际科学教育的发展，将模型和模型方法列入了课程目标。所谓“模型”，是指模拟原型(所要研究的系统的结构形态或运动形态)的形式。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。如在高中生物课程中经常使用的物质模型有实物模型如生物体结构的模式标本，模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等；思想模型是物质模型在思维中的引申，根据构建模型的思想方法的不同，又可以分为两类。一类是以形象化方法(或称为意象思维方法)构建的具象模型，它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征，如DNA分子双螺旋结构、生物膜液态镶嵌模型等。它能使研究对象直观化，既可以促进研究，又可以简略描述研究成果，使之便于理解和传播。另一类是以理想化方法(或称抽象思维方法)构建的模型，是人们抽象出生物原型某方面的本质属性而构思出来的，例如，呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程理想模型，食物链和食物网等系统理想模型。[2]《标准》很重视模型和模型方法。例如，“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替”和“设计并制作生态瓶”，都是运用模型的探究。所以，生物学教学中，要结合生物学概念的教学，不断地渗透模型的方法，这不仅能完善学生对生物学概念的认知结构，而且能提升思维能力。
(三)渗透数学方法
数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程，并加以推导、演算和分析，以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前，数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用，数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻。高中生物课程对数学方法的使用主要有三个方面。第一，用数学式来定义抽象的生物学概念。《标准》没有明确要求用数学式定义概念，但“稳态与环境”模块中，列举“种群的特征”这个知识点，如果涉及种群密度，年龄结构和性别结构，出生率和死亡率等，就是用数学式定义的概念。这类定量的概念以数学方法揭示事物的本质及其发展变化规律，为研究工作提供一种简明精确的形式语言，具有重要的科学认识论价值和方法论价值。第二，用数学方法对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。如以条形图、曲线图、统计图等来表现某一生命现象的统计数字大小及其变化。第三，用统计方法来研究随机现象的规律性变化。统计方法在生物界广泛存在，学习“遗传定律”时，渗透孟德尔是如何使用描述统计方法对豌豆杂交实验结果进行定量观察和数据分析，依据统计方法从样本到总体的推理，才发现了遗传性状的分离现象和自由组合现象。
(四)渗透系统分析方法
现代生物学的分析性研究已深入到分子、量子水平，但为了揭示生命运动的奥秘，还必须从生命系统的各个组成部分的联系和相互作用中，从它们和外界环境的相互联系和相互作用中了解整体。这就需要进行系统分析。现代系统分析包括定性分析和定量分析，高中生物学教育一般只能做定性分析，如同美国《国家科学教育标准》所要求的“学会从系统的角度思考和分析问题”。例如，学习“细胞器”的概念时，要让学生明白每个细胞器都具有一定功能，而且它们的结构与功能一般相互联系，但要完成某个具体功能时，细胞必须是一个完整的结构，否则就不行。又如，生物膜也是一个系统，它包括细胞膜、核膜、液泡膜、线粒体模、叶绿体膜、内质网膜、高尔基膜等，它们的组成成分是一样的，但具体的功能不同，它们是相互联系、相互制约、不可分割的统一的整体。又如“生态系统”的概念，是一个宏观的系统，它们的组成及营养结构组成一个典型的系统。
五、生物学概念蕴涵价值的体现
生物课程中的价值观具有丰富的内涵，价值观不仅强调对个人价值的判断，更强调对社会价值、科学价值、人文价值的判断。在生物学概念的教学中，要充分挖掘概念所蕴涵的价值因素，并有意识地贯穿于教学过程之中，这样才能使情感态度与价值观有机地渗透到课程教学内容中去。
(一)实用价值
生物学与人们的衣食住行、卫生保健以及环保密切相关。生物学对人类生活的实用价值是人类发展史上一个古老的话题，但在今天却被赋予新的意义。例如，在学习“细胞的分裂、分化、癌变、衰老”“生殖、发育”等概念时，可以让学生了解目前生物学在植物组织培养技术、克隆技术、生殖技术、器官移植、恶性肿瘤治疗等方面的应用价值；在学习“植物新陈代谢”概念时，可以让学生了解生物学在解决我国目前社会经济发展的一大热点——“三农”问题中的重大作用；学习“发酵”概念时，让学生了解利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素，利用微生物发酵生产药品，如人的干扰素、胰岛素和生长激素等方面的应用价值。
(二)科学人文价值
人们常说，21世纪生命科学将成为带头科学，这一方面指生物科学技术的发展正在极大地影响着人们的生活和经济、技术的发展，另一方面指生物科学的发展正在深刻地改变着人类的思想和思维方式。生物学不仅具有科学价值，还具有巨大的人文价值。在生物学概念教学中，渗透人文性和科学性的统一，能拓宽学生的学科视野，使学生的抽象思维和形象思维协调发展，既有利于学生全面发展，又有利于培养学生创新的思维品质。例如，在学习“酶”的概念时，让学生了解有关酶的诺贝尔奖获得者及成就，同时，还可以讲解其中一些科学家不畏艰难、不畏权威，勇于攀登的科学精神。这样不仅能激发学生以后从事科学研究的动机，而且能激发学生形成勇往直前的精神。
(三)美育价值
关键词：初中生物教学 科学概念 前概念 有效转变
由于学科处于尴尬地位（如因为未纳入中考而被有意无意地忽视），初中生物教师在教学中要花很多精力培养学生学习生物科的兴趣，又要降低学生学习的难度，不少生物教师便淡化了科学概念等抽象内容的教学。事实上，在科学知识的学习中有大量的科学概念，它们是构成科学知识的基本单元，这些概念互相链接，才形成了自然科学的基本框架。要掌握好这个框架，最基础的是要掌握科学概念。因此，重视初中学生生物学科学概念的学习显得尤为重要。故而，生物教师在教学中要善于利用前概念教育资源作有效转变，引导学生将生物学前概念提升为生物科学概念。
生物学前科学概念(以下简称前概念)指的是个体所拥有的概念的内涵、外延及其例证与科学概念不尽一致的生物学概念。狭义的“前概念”指教学前概念，广义的“前概念”指前科学概念。前概念具有隐蔽性、顽固性和不连贯性；但它并不都是错误的概念，它是学生的精神财富，学习者拥有的前科学概念也可把学习引导到当前的科学概念上来，它是个体认知的必然产物，也是值得教育者注意和利用的教育资源。如何有效引导学生将生物学前概念提升为生物科学概念，是值得我们关注与研究的课题。
一、熟悉学生前科学概念的由来，刺激学生内因，做好适时同化或顺应
学生前概念的由来依内外部的维度来分，包括学生个体及其相关的外部因素，学生个体是前科学概念形成的内因，是最根本的来源。外部因素包括与其相关的初中生物学教师、初中生物学教学资料、同学、朋友等。学生个体在接受正式的生物教育之前，同时通过小学自然科学关于生命世界的学习，对日常生活中有关生物现象的大量问题，如能看得见、摸得着的生物如花、鸟、虫、树、草及人等形成了较多的前概念，都有了自己特定的理解，因此学生头脑中的生物学前概念涉及的生物学内容相当广泛。
Posner等人结合皮亚杰的“认知建构主义”理论以及库恩的“范式更替”理论，提出了著名的“概念转变学习理论”。该理论将科学学习过程看作是学生原有概念的发展、修正或转变的过程，这就离不开个体通过“同化”与“顺应”过程逐步建构自己的认知结构。个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程即同化，如在“动物体的结构层次”中，知道细胞群如何形成不同组织后，能更好地理解器官、系统等结构层次的形成。这个同化过程中，前概念到科学概念的迁移是积极的；而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的个体认知结构发生重组与改做的过程被称为顺应，这需要教师创设学习情境、引发学生们的认知冲突并想办法解决，也可利用插图、模型、实验，加深前概念的直观化，使新概念由抽象转变为具体。
二、建立有效的生物学前科学概念转变教学模式，重演概念的发展进程
为了促使学生实现概念转变，就是要进行概念转变教学，生物教师应当探索有效的生物学前科学概念转变教学模式，重演概念的发展进程，从而利于学生理解科学概念。仅仅告诉学生“正确”的科学概念是不够的。概念转变理论认为，学生学习科学的过程是一个概念转变的过程，而不是新信息的点滴积累，并提出了“概念转变”的条件。我们根据条件不同，可摸索出不同的教学模式。下面略举两例。
情形一：学生前概念中存在不合理信息，我们可以通过类比，引发认知冲突，重新解释、修正新概念并应用。类比是在解释难以理解的抽象概念时，使用的一种重要的概念性工具，它可以促使新概念得以被理解。生物学教师应该将教学视为帮助学生逐步获得较为复杂的科学现象的有关理论的过程。如在“生态系统”概念的学习中，不少同学认为生态系统就是指生物们形成的整体。
情形二：前科学概念和其他领域(目标)知识之间的原理有相似性，可以在已知知识领域和未知知识领域中间尝试搭桥模式。如学习了动物体的结构层次，通过“细胞-组织-器官-系统-动物体”这一流线图类比分析植物体，从而概括植物体的结构层次。再如宏观的生态世界―肉眼可见的生物世界―微观的生物世界（如细胞、器官、系统、个体、生态系统、生物圈等概念）都可以用到这种搭桥模式去学习。
法无定法，贵在得法，有效的生物学前科学概念转变教学方式也是多样化的，这就需要我们不懈探索。
三、在生物实验教学中，引导学生主动地探究，在探究中重建科学概念
科学来自实验，概念源于实践。实验是生物学科的基本特征，又是学生学习生物知识、探究科学方法和解决问题的重要途径。如要纠正“是一朵花”这样的错误概念，最好的办法就是让学生观察，主动探究解剖的结构，自己得出“是一个花序而不是一朵花”的科学结论。事实对于学生来说是最有说服力的，亲身体验各种各样的探究活动是转变错误前概念，建构科学概念的有效办法。
引导学生主动地探究，因为科学本身就是一个不断发生、发展的过程，以科学历史作为支撑，引导学生沿着前人探索生物世界的足迹，一方面，可以学习科学家献身科学的精神；另一方面，可以使学生理解科学的本质、掌握科学研究的方法。在这过程里，通过研究活动，借助或校正学生已有的前概念教育资源，让学生更容易理解、掌握科学概念。例如，关于“光合作用”概念教学，我们安排了在光照下金鱼藻释放了使快熄灭的卫生香复燃的气体，学生推理是光合作用产生了氧气，然后展示普利斯特利的三个小实验，学生发现植物可以更新动物呼吸的气体，但不确定是利用二氧化碳作为原料，这时可以演示在氢氧化钠和清水两种环境下绿叶植物的光合作用状况来证明。最后在“绿叶在光下制造有机物”实验中，学生发现未遮光的部分脱色后遇碘变蓝，结合萨克斯的实验让学生领悟光合作用曲折与艰辛、继承与创新的历程，让学生在实验和历史的背景与氛围中体会“光合作用”概念的丰富和完善，并在探究中重建“光合作用”概念。
总之，应充分利用前概念这一教育资源，重视生物前概念的由来和转变，启发学生建立正确的科学概念，利用实验和生活实际问题来促进学生思考，探索概念转变教学模式，重演概念的发展进程，帮助学生最终系统地建立科学的生物学概念。
参考文献：
[1]李高峰.初中生生物学前科学概念的研究.2007.
