以建构概念模型为教学主线优化课堂教学

王晓红

摘要：在“变异”（复习课）的教学过程中，以构建概念模型为教学主线，把变异的相关概念结构化系统化，使教学过程清晰化、完整化，在建模过程中提升学生的分析、比较、归纳等科学思维能力。

关键词：概念模型 教学主线 变异复习课

中图分类号：G633.91 文献标志码：B

模型建构是现代科学方法的核心内容之一。在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中明确指出通过模型和建模的方法帮助学生提升科学思维能力。概念模型的建构是生物复习课的有效教学手段之一。概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物的本质特征，可以显示概念间的意义联系、展示概念间层次结构，使分散的生物学概念系统化。常见的概念模型一般采用集合（图1）和知识树的形式（图2）。

对上海科技出版社出版的高中生物教材第三册中“变异”分两课时完成复习，本节课为第一课时，主要内容是变异，为下节育种作知识储备。本节课中知识点多且分散，教学内容抽象，教师以构建知识树形式的概念模型为教学主线，贯穿统筹和引领课堂教学活动的有序开展，能比较好地解决上述问题，同时能更好地解决重点知识的落实和难点内容的突破。

1根据教学目标和重难点确定以建构概念模型的教学主线

本节课的教学目标：①从生活实例中分辨生物变异的原因，知道基因突变、基因重组、染色体结构变异的概念。②能从分子水平和细胞水平等角度，辨析基因突变、基因重组、染色体变异的概念;初步建立生命世界永恒变化与发展的观点。③通过概念模型的建构，提升分析、比较和归纳能力。

通过之前的学习，学生己知道生物存在遗传和变异现象，掌握了遗传规律，知道变异的类型，能对几种变异的概念进行描述，具备了通过预设的情境或信息区分各种变异的类型的能力。但是，关于基因突变、基因重组和染色体变异在染色体、DNA分子内部结构上的不同表现，学生不能真正理解或区分，也为后续育种的学习带来了困难。因此，在教学设计中把教学重点定于理解基因突变、基因重组、染色体变异的概念以及对变异类型的辨析。教学难点定于基因突变和基因重组的区别;基因突变和染色体变异的区别。由于教学内容抽象难懂易混淆，教师根据教学目标，确定以概念模型为教学主线，开展教学。

2教师预设概念模型

教师预设的概念模型如图3所示。

3以构建概念模型，理顺教学主线，开展课堂教学。

根据预设的模型，课堂教学分四个环节开展：①从事物表象区分变异类型;②从分子水平和细胞水平明确基因突变、基因重组、染色体变异的概念;③从染色体上辨析基因突变与基因重组、基因突变与染色体结构变异;④变异在育种中的应用（下节课铺垫）。课堂教学按上述主线开展，分步构建变异概念模型，完成课堂教学。

3.1第一环节：利用表象，初步区分现实生活实例中变异产生的原因

教师展示图片，列举由于变异而发生生物性状改变的生活实例：“带字的苹果”——不可遗传变异;“常见草莓和白草莓”——基因突变;“一窝小狗”——基因重组;“21三体综合征、猫叫综合征、三倍体西瓜”——染色体变异。色彩丰富的图片以及平时生活中不太多见的病例激发了学生的学习兴趣，提高学生乐于探究的驱动力。教师在考查学生是否能初步分清基因突变、基因重组、染色体变异的区别外，更注意集中学生注意力，激发学生学习的热情和内驱力。学生构建概念模型的第一部分如图4所示。

3.2第二环节：从分子水平和细胞水平上，明确基因突变、基因重组、染色体变异的概念

教師引导学生思考：

①光学显微镜下能观察到哪一类可遗传变异？

②下列变异哪些是基因突变引起的？哪些是基因重组引起的？

③基因突变和基因重组有没有引起基因数目的改变？

④21三体综合征产生的原因是什么？

⑤培养无子西瓜的原理什么？

教师通过这五个问题，展开教学内容的过渡和衔接，使学生较完整地复习三种变异的内涵和外延。

同时，根据学生的实际情况，教师设计了以下“任务”：

①辨析染色体结构变异的四种情况。

②探究多倍体产生的原因，整理多倍体产生的原因。

③探究染色体组数的判断，找到染色体组数判断的两种方法。

安排这些任务的目的在于使学生及时对概念部分复习的评价和进一步内化，引导学生对新知的探究，在体验任务的过程中，培养学生的分析能力、知识迁移能力、解决问题的能力，培养合作精神，同时提高学生的专注度。在每个任务之后，教师都设置了相应的练习，使学生及时巩固知识，对知识的理解达到更深层次。学生在学习的基础上调整第一部分的概念模型，同时构建概念模型的第二部分（图5）。

3.3第三环节：学生自制模型，帮助理解基因突变与基因重组、基因突变与染色体结构变异的区别

学生自制模型，直观地把变异中的基因突变、基因重组、染色体结构变异的区别展现出来。学生在集体参与搭建教学模型，并互相交流和改进，做到真正的理解和掌握基因突变、基因重组、染色体变异的本质和区别。学生完成概念模型第三部分（图6）。

3.4第四环节：变异知识的运用，铺垫下节课育种的内容

教师展示青霉菌的选育过程、太空育种、杂交水稻、中国荷斯坦牛的培育等实例，引导学生分析变异的原因，评价本课时的教学实效，铺垫下课时育种内容的教学。学生完成概念模型的第四部分（图7）。

4教学反思

本节课通过构建变异概念模型，厘清教学主线，围绕主线铺设了丰富的素材一步步深入，打开了学生的视角。学生自制模型，将抽象概念直观化;小组同学的合作交流可加深学生对知识点内涵与外延的了解。生生、师生的自评和互评完善概念模型的构建，同时对本课时进行小结。教学结构紧凑有序，教学思路清晰可见，教学效果实效可行。