左開(kāi)俊

【摘 要】生物學(xué)概念模型作為概念與模型有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，回應(yīng)了如何培育學(xué)生科學(xué)思維的問(wèn)題。本文基于概念與模型的整合，重點(diǎn)剖析了生物學(xué)概念模型的內(nèi)涵與表征，生物學(xué)概念模型的構(gòu)建與實(shí)踐價(jià)值，并結(jié)合案例依次從合取、析取、關(guān)系三個(gè)層面分析了概念模型的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。概念模型對(duì)新時(shí)代中學(xué)生物學(xué)教育改革有著十分重要的價(jià)值與啟示，主要體現(xiàn)在概念模型的構(gòu)建能轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念，培育學(xué)生的科學(xué)思維，加速學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變和學(xué)習(xí)格局的演變。

【關(guān)鍵詞】概念模型；模型構(gòu)建；建模教學(xué)；生物學(xué)教學(xué)

一、問(wèn)題的提出

不論是學(xué)科內(nèi)交流還是學(xué)科間互動(dòng)，概念教學(xué)都占據(jù)重要的地位。以“概念模型”為關(guān)鍵詞搜索基礎(chǔ)教育教學(xué)類文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)數(shù)量并不多。筆者對(duì)“概念”及“概念模型”的內(nèi)涵與外延進(jìn)行探析，發(fā)現(xiàn)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）已從基本理念、教學(xué)建議、教學(xué)評(píng)價(jià)等三個(gè)維度，對(duì)概念教學(xué)進(jìn)行了具體化指導(dǎo)：（1）從基本理念角度，新課標(biāo)指出生物學(xué)教學(xué)要讓學(xué)生能夠深刻理解和應(yīng)用重要的生物學(xué)概念，發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)［1］2。（2）從教學(xué)建議角度，新課標(biāo)提倡要幫助學(xué)生形成正確的生物學(xué)重要概念進(jìn)而建立生物學(xué)觀念；要幫助學(xué)生建立生物學(xué)概念，并以此來(lái)建構(gòu)合理的知識(shí)框架，為學(xué)生能夠在新情境下解決相關(guān)問(wèn)題奠定基礎(chǔ)；要幫助學(xué)生消除錯(cuò)誤概念，建立科學(xué)概念［1］58。（3）從教學(xué)評(píng)價(jià)角度，新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)內(nèi)容應(yīng)以生物學(xué)大概念、重要概念等主干知識(shí)為依托，檢測(cè)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平［1］61-62。

概念通常是抽象且高度概括的。在教學(xué)中，用語(yǔ)言或文字等方式來(lái)表達(dá)概念的本質(zhì)與屬性時(shí)，晦澀的語(yǔ)言陳述與冗長(zhǎng)的文字表達(dá)，會(huì)使一部分學(xué)生游離在概念的局部化、淺級(jí)別的層面上。模型作為概括性、科學(xué)化表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的一種可視化方式，可以幫助學(xué)生完成對(duì)事物表象的觀察和對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視，達(dá)成對(duì)事物屬性與本質(zhì)的準(zhǔn)確理解，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知與行為的統(tǒng)一。

鑒于以上認(rèn)知，將概念與模型交互重構(gòu)為概念模型，在模型這種可視化的方式上，運(yùn)用簡(jiǎn)約的文字、符號(hào)或圖形呈現(xiàn)生物學(xué)概念的組成元素，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生利用歸納與概括、演繹與推理、批判性與創(chuàng)造性等科學(xué)思維完成生物學(xué)概念元素間的關(guān)聯(lián)，獲得對(duì)生物學(xué)概念的深度學(xué)習(xí)（圖1）。

基于此，筆者嘗試從概念與模型的統(tǒng)整角度，剖析生物學(xué)概念模型的內(nèi)涵與表征，呈現(xiàn)生物學(xué)概念模型的構(gòu)建與實(shí)踐，以期為一線教學(xué)提供理論與實(shí)踐的參考。

二、中學(xué)生物學(xué)概念模型的內(nèi)涵與表征

中學(xué)生物學(xué)概念模型的核心關(guān)鍵詞有概念、概念學(xué)習(xí)與生物學(xué)概念模型，要理解并運(yùn)用中學(xué)生物學(xué)概念模型，就要厘清這三者的內(nèi)涵與表征。

（一）概念的內(nèi)涵與表征

從本義上看，《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典（第7版）》將“概念”定義為“思維的基本形式之一，反映客觀事物的一般的、本質(zhì)的特征”?？梢?jiàn)，概念的顯著特征是能基于客觀事實(shí)的存在，展現(xiàn)本體一般性與本質(zhì)化的屬性。一般性屬性屬于淺層認(rèn)知水平，具有鮮明的外顯表征。如“細(xì)胞膜”這一概念，一般特征即細(xì)胞外一層薄薄的膜結(jié)構(gòu)，可借助顯微鏡獲得感官上的認(rèn)同。本質(zhì)化屬性則屬于深度認(rèn)知水平，具有明顯的內(nèi)隱表征。還以“細(xì)胞膜”概念為例，其本質(zhì)特征可概括為細(xì)胞的邊界、控制物質(zhì)進(jìn)出和信息交流等。在邏輯學(xué)上，概念泛指反映事物共同本質(zhì)特征的思維形式，可分為具體概念（也稱實(shí)體概念）和抽象概念（也稱屬性概念）。具體概念如動(dòng)物細(xì)胞、肌肉組織、神經(jīng)系統(tǒng)等，抽象概念如動(dòng)脈血的含氧量高、顏色鮮紅等，“高”“紅”作為屬性概念，反映的不是具體事物本身（“高”的概念既能反映血液的含量屬性，還能反映事物的高度屬性）。其實(shí)，不論是從本義的角度還是從邏輯學(xué)的維度詮釋概念的內(nèi)涵與表征，多維度、多層次的呈現(xiàn)方式有利于系統(tǒng)、全面地把握事物的本質(zhì)，有益于歸納與概括、演繹與推理、批判性與創(chuàng)造性等科學(xué)思維的形成。

（二）概念學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與表征

奧蘇伯爾從有意義言語(yǔ)學(xué)習(xí)理論的角度，將概念描述為通過(guò)辨別、提出與檢驗(yàn)假設(shè)、概括等心理過(guò)程，發(fā)現(xiàn)同類事物的共同特征。以?shī)W蘇伯爾的學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，將概念引入學(xué)習(xí)體系，可以發(fā)現(xiàn)概念是構(gòu)成知識(shí)體系的“細(xì)胞”，概念學(xué)習(xí)是學(xué)生掌握知識(shí)的核心任務(wù)。國(guó)內(nèi)學(xué)者趙占良從中學(xué)生物學(xué)教材編寫的角度出發(fā)，認(rèn)為概念學(xué)習(xí)的內(nèi)涵應(yīng)以概念體系的搭建、概念性內(nèi)容的選取、呈現(xiàn)始終為首要任務(wù)［2］。概念學(xué)習(xí)在彰顯其知識(shí)架構(gòu)與學(xué)習(xí)力的綜合表征時(shí)，強(qiáng)調(diào)要從感性認(rèn)識(shí)出發(fā)，經(jīng)過(guò)抽象提煉，上升至理性認(rèn)識(shí)的過(guò)程。概念學(xué)習(xí)可幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，把零散的、孤立的知識(shí)置于觀念的框架中，逐步、逐層地重構(gòu)與重建，進(jìn)而獲取整體概念的具身認(rèn)知。在概念學(xué)習(xí)中，依據(jù)反映事物的屬性情況，概念可分為合取概念、析取概念和關(guān)系概念三類。本文以此分類標(biāo)準(zhǔn)作為研究標(biāo)的，原因主要有兩點(diǎn)：第一，此分類標(biāo)準(zhǔn)與中學(xué)生的生理特點(diǎn)、認(rèn)知水平高度匹配，更容易誘導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念表達(dá)出來(lái)的語(yǔ)義情境加以揣摩，從中獲取先驗(yàn)認(rèn)知；第二，此分類標(biāo)準(zhǔn)有助于學(xué)生依托觀察、分析、歸納的思維手段，全面展開(kāi)對(duì)事物特征的直觀化描述，繼而達(dá)成對(duì)概念屬性的細(xì)化與歸類。

（三）生物學(xué)概念模型的內(nèi)涵與表征

生物學(xué)概念模型就是將生物學(xué)科領(lǐng)域的生命現(xiàn)象或生命規(guī)律，一方面借助認(rèn)知過(guò)程完成知識(shí)體系的高度整合，另一方面再以可視化的符號(hào)、圖形等完成輔助性表達(dá)。概念思想與模型方式彼此融合后的樣態(tài)即為概念模型，通常呈現(xiàn)形象化、直觀化和系列化的特征。根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，概念可以呈現(xiàn)多維表征。比如，依據(jù)邏輯思維取向，概念可以分為具體概念和抽象概念；依據(jù)由點(diǎn)及面的位次關(guān)系，概念可以分為上位概念、下位概念與平行概念；等等［3］。本研究著重從“概念+模型”的角度深度探討生物學(xué)概念模型在中學(xué)階段的應(yīng)用與實(shí)踐，并以此為支撐點(diǎn)，在遵循生物學(xué)概念教學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)上，嘗試借助合取概念、析取概念、關(guān)系概念的本義，將模型構(gòu)建融入其中，分門別類地建構(gòu)合取概念模型、析取概念模型和關(guān)系概念模型。這種建構(gòu)方式，一方面能充分體現(xiàn)中學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生借助圖、線、符號(hào)等形式實(shí)現(xiàn)知識(shí)與體驗(yàn)的關(guān)聯(lián)，差別化、異質(zhì)化地理解核心概念與重要概念間的屬間特征；另一方面，能揭示人在概念化活動(dòng)中的思維過(guò)程，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察與思辨、邏輯與推理、概括與歸納等能力，幫助他們發(fā)現(xiàn)生物學(xué)知識(shí)間的有關(guān)特征與無(wú)關(guān)特征，在形象化的概念理解中打通新舊知識(shí)的界域，序列化地實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)的整合。

三、中學(xué)生物學(xué)概念模型的類別與教學(xué)實(shí)踐

（一）合取概念模型的構(gòu)建與實(shí)踐

合取概念是指一個(gè)事物只有具備了這個(gè)概念的所有屬性才能成立，且其概念的屬性是固定不變的。合取概念模型則是指借助模型與建模思維，以可視化圖形為載體，以簡(jiǎn)單的文本描述作為解釋，幫助學(xué)生通過(guò)觀察與分析，自我歸納與總結(jié)概念的所有屬性，完成基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)的一種形式。比如在學(xué)習(xí)“細(xì)胞分化的概念”時(shí)，教師可利用不同的幾何圖形（如圓、三角形、六邊形、五邊形等）可視化地呈現(xiàn)生命世界中不同形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞，再借助適當(dāng)?shù)木€條（如箭頭等）和簡(jiǎn)潔的文字去系統(tǒng)化構(gòu)建細(xì)胞分化的合取概念模型（如圖2）。

實(shí)踐的整體思路是，讓學(xué)生通過(guò)小組協(xié)作，觀察辨識(shí)、分析歸納和概括總結(jié)出細(xì)胞分化的概念：（1）借助觀察辨識(shí)，學(xué)生可以很快得出細(xì)胞分化概念的三個(gè)基本屬性，即形態(tài)屬性（四種圖形）、結(jié)構(gòu)屬性（四種圖形結(jié)構(gòu)）與功能屬性（根細(xì)胞、葉細(xì)胞、莖細(xì)胞等）。（2）通過(guò)分析歸納，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)圖2中第一行“圓”細(xì)胞只演變成“三角形”細(xì)胞，第二行“圓”細(xì)胞只演變成“六邊形”細(xì)胞，第三行“圓”細(xì)胞只演變成“五邊形”細(xì)胞，這種在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能上明顯的差異是穩(wěn)定的，從而水到渠成地歸納出了細(xì)胞分化概念的第四個(gè)基本屬性——穩(wěn)定性差異。（3）通過(guò)概括總結(jié)，學(xué)生可以條理清晰地得出，細(xì)胞分化就是細(xì)胞在形態(tài)（第一屬性）、結(jié)構(gòu)（第二屬性）、功能（第三屬性）上，發(fā)生穩(wěn)定性差異（第四屬性）的過(guò)程。

合取概念模型以合取概念為基石，輔以圖文結(jié)合的形式，物態(tài)化地突出事物的屬性特征，讓學(xué)生在觀察中完成分析與歸納。合取概念模型能引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展多種形式的心智體驗(yàn)，深化學(xué)生的統(tǒng)覺(jué)過(guò)程，發(fā)展學(xué)生的觀察力與思維力，并為其形成正確、深刻的理性認(rèn)識(shí)奠定基礎(chǔ)。

（二）析取概念模型的構(gòu)建與實(shí)踐

析取概念是指一個(gè)事物只要具備其中一條屬性就能成立，且其概念的屬性不是固定不變的。析取概念模型是以圖形為載體，有次序、層次化地展現(xiàn)物體的組成成分、空間結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)等，展現(xiàn)順序可以從元素到化合物，從細(xì)胞到系統(tǒng)，從個(gè)體到群體，甚至從微觀到宏觀等。比如，在學(xué)習(xí)“基因突變”概念時(shí)，教師可通過(guò)構(gòu)建如圖3所示的析取概念模型，有序地鋪展基因突變的類型，幫助學(xué)生完成基因突變概念的深度學(xué)習(xí)。

第一步，根據(jù)基因與DNA的關(guān)系，構(gòu)建包含基因A和基因b的DNA分子模型。第二步，以基因A為代表，引導(dǎo)學(xué)生陳述基因突變的三種常見(jiàn)類型（堿基對(duì)的增添、缺失、替換）。第三步，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層次思考：如果堿基對(duì)的變化發(fā)生在圖中的基因A與基因b之間，基因A與基因b有沒(méi)有發(fā)生突變？第四步，通過(guò)分析與推理得出，基因突變就是堿基對(duì)的增添、缺失或替換（三個(gè)屬性具有平行特征，取其一即成立），引起該基因序列發(fā)生改變（獨(dú)立屬性）。

析取概念模型借助模型與建模思維，分門別類地將概念的所有屬性以圖、表等方式，直觀化地表達(dá)出來(lái)，以此幫助學(xué)生在觀察與分析的基礎(chǔ)上，歸納出概念的要義，完成對(duì)概念的理解。這一綜合型的表征形式，通過(guò)官能刺激和思維推演，把分散的觀念聯(lián)合成一個(gè)整體。這一模式一方面培育了學(xué)生對(duì)知識(shí)的表達(dá)能力，另一方面也挖掘了學(xué)生對(duì)知識(shí)的整合能力。

（三）關(guān)系概念模型的構(gòu)建與實(shí)踐

關(guān)系概念是指客觀反映事物彼此間關(guān)系屬性的一種思維表達(dá)形式，關(guān)系概念模型則是指依托模型與建模思維，運(yùn)用圖、表，以直觀、明確、概括的形式來(lái)表述錯(cuò)綜復(fù)雜的生命現(xiàn)象或生命規(guī)律，使之條目清楚，重點(diǎn)突出，便于學(xué)生把握生物學(xué)概念的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。這類綜合型表達(dá)形式的作用在于幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握生物學(xué)概念的全貌。無(wú)論是圖還是表，均不應(yīng)有固定的格式，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)教材的內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際，勇于創(chuàng)新，使之形式多樣又有章可循。依據(jù)不同事物間關(guān)系屬性的相似度、序列性、承接性，筆者將關(guān)系概念模型分為對(duì)比式、序列化、承接性三類關(guān)系概念模型。

1.對(duì)比式關(guān)系概念模型

將對(duì)比關(guān)系引入概念模型，就是借助圖、表等形式，將相似事物間的異質(zhì)化屬性有規(guī)律、交替性地呈現(xiàn)。比如在學(xué)習(xí)單倍體、二倍體、三倍體和多倍體概念時(shí)，教材采用的是冗長(zhǎng)的文字表述，這對(duì)于文字理解能力稍弱的學(xué)生而言，較難分辨出上述概念的不同屬性與相同屬性。這時(shí)，構(gòu)建如圖4所示的對(duì)比式關(guān)系概念模型，就能有序地、深層次地向?qū)W生展現(xiàn)生物學(xué)概念的本質(zhì)，使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，抽象的問(wèn)題直觀化。

一般情況下，生物體發(fā)育的起點(diǎn)有受精卵和配子兩種。借助圖4的觀察與比較，可知：如果生物體的起點(diǎn)是配子，則不論其細(xì)胞內(nèi)有多少個(gè)染色體組，最終形成的生物體都是單倍體；如果生物體的起點(diǎn)是受精卵，則其細(xì)胞內(nèi)的染色體組數(shù)決定了它將來(lái)發(fā)育成幾倍體。在此前提下，細(xì)胞內(nèi)有2個(gè)染色體組，將來(lái)就發(fā)育成二倍體；細(xì)胞內(nèi)有3個(gè)染色體組，將來(lái)就發(fā)育成三倍體；細(xì)胞內(nèi)有n個(gè)染色體組，將來(lái)就發(fā)育成多倍體。

教材中可以用對(duì)比式關(guān)系概念模型表達(dá)的概念還有很多，比如同源染色體與非同源染色體、有絲分裂與無(wú)絲分裂、細(xì)胞分化與細(xì)胞癌變等。將對(duì)比式關(guān)系概念模型引入教學(xué)，一方面借助可視化的模型，引領(lǐng)學(xué)生從關(guān)注事物的表面意象延伸至事物的本質(zhì)內(nèi)涵，培養(yǎng)他們獲取事物本真屬性的思維和推理能力；另一方面借助顯性化的比較方式，輔助學(xué)生從彌散的、碎片化的認(rèn)知中建構(gòu)有組織、系統(tǒng)化的辨別體系，形成正確的認(rèn)知觀念和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

2.序列化關(guān)系概念模型

按照概念的不同結(jié)構(gòu)層次，將概念基本穩(wěn)定的內(nèi)容組織成為連續(xù)有序的系列，即為序列化關(guān)系概念。將序列化關(guān)系概念融入模型構(gòu)建的特點(diǎn)是，以視覺(jué)刺激為學(xué)習(xí)基點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察與歸納的思維模式，感知內(nèi)容由淺入深、由低到高、由易到難的序列化排列。例如，在學(xué)習(xí)“生物進(jìn)化歷程”的概念時(shí)，如何將穩(wěn)中有變、靜中有動(dòng)的進(jìn)化歷程有序、連續(xù)地呈現(xiàn)，確實(shí)是個(gè)難題。此時(shí)，若能構(gòu)建如圖5所示的序列化關(guān)系概念模型，就可以在突顯“種群”這個(gè)進(jìn)化單位專有屬性的基礎(chǔ)上，讓“變異的不定向性”與“自然選擇的定向性”同屏出現(xiàn)，幫助學(xué)生達(dá)到對(duì)進(jìn)化歷程實(shí)質(zhì)的深度理解。

第一步，進(jìn)化的基本單位“種群”用圓呈現(xiàn)，變異的不定向性用放射狀箭頭呈現(xiàn)。第二步，被自然選擇的變異（有利變異）用實(shí)線箭頭呈現(xiàn)，沒(méi)被選擇的變異（不利變異）用虛線箭頭呈現(xiàn)。第三步，歸納概括出進(jìn)化的實(shí)質(zhì)，即變異是不定向的（變化的），自然選擇是定向的（不變的），且是不斷積累有利變異的一種動(dòng)態(tài)過(guò)程。

序列化關(guān)系概念模型的目的在于幫助學(xué)生抓住學(xué)習(xí)內(nèi)容的本質(zhì)屬性，從而全面把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系。把握本質(zhì)的過(guò)程就是對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容深度加工的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程不是直接從教師這里聽(tīng)到關(guān)于事物本質(zhì)的描述，而是學(xué)生利用深刻且靈活的思維與正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容建立緊密聯(lián)系的過(guò)程。在探究的氛圍中，概念分層次、分階段地螺旋式呈現(xiàn)，使得概念的內(nèi)涵表達(dá)得更清晰、更具張力。

3.承接性關(guān)系概念模型

承接性關(guān)系概念就是利用承前啟后的模式體現(xiàn)一個(gè)整體性概念，即總概念（也稱為大概念、大觀念、核心概念等）?？偢拍钍怯杀姸嘧痈拍罱M成的?？偢拍钆c子概念之間是統(tǒng)領(lǐng)與被統(tǒng)領(lǐng)的關(guān)系，同一位次的子概念是平行的關(guān)系。中學(xué)生物學(xué)課程教學(xué)中，最常見(jiàn)的承接性關(guān)系概念模型有兩類：一類貌似鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖6），此類模型常由方框和箭頭兩種符號(hào)構(gòu)成單向傳導(dǎo)型的鏈?zhǔn)礁拍顖D；另一類宛如網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖7），此類模型不僅包含了水平結(jié)構(gòu)上的橫向連接，還涵蓋了垂直結(jié)構(gòu)上的縱向連接。

例如，在學(xué)習(xí)“免疫調(diào)節(jié)”時(shí)，可建構(gòu)“抗原→吞噬細(xì)胞→T細(xì)胞”鏈?zhǔn)侥Ｐ停辉趯W(xué)習(xí)“激素調(diào)節(jié)”時(shí)，可建構(gòu)“下丘腦→垂體→甲狀腺或性腺”鏈?zhǔn)侥Ｐ停辉趯W(xué)習(xí)“組織培養(yǎng)”時(shí)，可建構(gòu)“外植體→愈傷組織→胚狀體或叢芽”鏈?zhǔn)侥Ｐ停辉趯W(xué)習(xí)“ATP結(jié)構(gòu)”時(shí)，可建構(gòu)“腺嘌呤→腺苷→AMP→ADP→ATP”鏈?zhǔn)侥Ｐ偷?。而在?shí)施“生態(tài)系統(tǒng)”的大概念教學(xué)時(shí)，可建構(gòu)如圖8所示的網(wǎng)狀模型。

模型構(gòu)建活動(dòng)是學(xué)生內(nèi)心世界的映射，是自我認(rèn)知水平的投影。以承接性關(guān)系將概念與模型整合，能將零散的、不連續(xù)的知識(shí)與理論串聯(lián)成一個(gè)完整的體系，幫助學(xué)生利用內(nèi)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，去加深對(duì)科學(xué)的理解，實(shí)現(xiàn)對(duì)概念學(xué)習(xí)的進(jìn)階，達(dá)成對(duì)自然界生命現(xiàn)象的連貫性解釋，最終形成有意義的生命觀念。

四、審視生物學(xué)概念模型構(gòu)建的實(shí)踐價(jià)值

素質(zhì)教育賦予學(xué)習(xí)的含義從在課堂中簡(jiǎn)單地吸收知識(shí)，逐漸向?qū)W生在課堂中選擇性吸收知識(shí)，整合重構(gòu)學(xué)科知識(shí)架構(gòu)過(guò)渡，因此課堂教學(xué)模式也發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變——從“教師為主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主”［4］。以概念架構(gòu)鋪展生物學(xué)模型構(gòu)建教學(xué)，有助于師生借助可視化、可觸碰的模型構(gòu)建活動(dòng)，有機(jī)地融合教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”，使教師從主導(dǎo)教學(xué)的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)學(xué)習(xí)的角色，使學(xué)生從學(xué)習(xí)客體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)主體。上文不僅深入分析了概念模型的內(nèi)涵與表征，還從教學(xué)實(shí)踐的角度，用案例論證了概念模型教學(xué)的可操作性。但任何一種教學(xué)模式的發(fā)生，都需要研究者從教師與學(xué)生的共情角度，科學(xué)考量與實(shí)踐歸納隱藏于顯性表征背后的價(jià)值意蘊(yùn)。

（一）概念模型的構(gòu)建能轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念

傳統(tǒng)的課程與評(píng)價(jià)或教材通常只重視對(duì)科學(xué)公式或科學(xué)概念下操作型定義，如此難以幫助學(xué)生產(chǎn)生有意義的學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的概念教學(xué)常常要依靠冗長(zhǎng)的文字來(lái)詮釋概念的特有屬性，這不免使文字理解能力稍遜的學(xué)生陷入困頓。處于青春期的中學(xué)生，對(duì)圖形、線條、顏色等顯性化的元素和符號(hào)極為敏感。利用學(xué)生這一年齡段的生理特質(zhì)，筆者梳理概念的屬性表征，并設(shè)法將其融入、整合到模型構(gòu)建的活動(dòng)中，形成知識(shí)與美感并存的概念模型。將概念融入模型構(gòu)建的教學(xué)活動(dòng)中，優(yōu)點(diǎn)有二：（1）經(jīng)過(guò)系列化打磨與凝練的概念模型，在表現(xiàn)形式上富有藝術(shù)美感，比如對(duì)稱型設(shè)計(jì)、輻射型設(shè)計(jì)、傳導(dǎo)型設(shè)計(jì)、迷宮型設(shè)計(jì)等，能刺激學(xué)生的感官，激起學(xué)生潛意識(shí)中的探索與發(fā)現(xiàn)欲，驅(qū)動(dòng)手腦協(xié)同，完成對(duì)概念的官能體驗(yàn)與心智體悟。（2）生物學(xué)概念教學(xué)是課堂教學(xué)和教學(xué)改革的重點(diǎn)內(nèi)容之一，學(xué)生對(duì)概念的學(xué)習(xí)一般要經(jīng)歷感知活動(dòng)、思維加工、理解應(yīng)用、形成結(jié)構(gòu)等四個(gè)步驟。日常學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)每個(gè)步驟的把握與理解常內(nèi)隱于自我的內(nèi)心世界，容易形成只可意會(huì)不可言傳的緘默性知識(shí)。概念模型這一知識(shí)與思維高度契合的直觀化模式，恰能給師生交流、生生互動(dòng)提供展示與表達(dá)的平臺(tái)，加速了學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變、學(xué)習(xí)觀念的蛻變和學(xué)習(xí)格局的演變。

（二）概念模型的構(gòu)建能培育學(xué)生的科學(xué)思維

生物學(xué)科核心素養(yǎng)提出了育人的四大關(guān)鍵能力，培育學(xué)生的科學(xué)思維能力就是其一。新課標(biāo)羅列的科學(xué)思維包括了模型與建模、歸納與概括、演繹與推理等，未提及“概念”一詞。筆者以“你認(rèn)為概念是一種認(rèn)知性陳述，還是一種思維的演繹”在中學(xué)教師間開(kāi)展調(diào)研，發(fā)現(xiàn)很多一線教師認(rèn)為概念只是一種認(rèn)知性陳述，具體表現(xiàn)為在課堂上某些教師依然借助傳統(tǒng)的朗讀方式，要求學(xué)生劃出關(guān)鍵詞，然后完成對(duì)概念的陳述性記憶。在這些教師的教學(xué)認(rèn)知中，概念只是教科書(shū)上的定義，概念教學(xué)的核心任務(wù)就是讓學(xué)生通過(guò)提煉關(guān)鍵詞的形式完成對(duì)概念的學(xué)習(xí)。但實(shí)際上，概念是客觀事物的本質(zhì)屬性在人腦中的反映。一方面概念彰顯了人類思維的所有特性，比如人們對(duì)客觀事物一般特征、本質(zhì)屬性的一致性認(rèn)同；另一方面概念又是人類思維的一種工具，比如借助歸納與概括完成對(duì)客觀事物本質(zhì)與內(nèi)涵的凝練。有國(guó)外研究者認(rèn)為，科學(xué)的教學(xué)應(yīng)提供許多與現(xiàn)象對(duì)照的呈現(xiàn)模型（或科學(xué)模型），讓學(xué)習(xí)者建立以模型為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)［5］。因此，概念與模型都能作為思維的方式，若將兩者有機(jī)地整合成概念模型，就同時(shí)具備了概念的凝練思維與模型的顯性思維，在思維驅(qū)動(dòng)力上實(shí)現(xiàn)了同頻共振，在思維表達(dá)力上完成了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。此外，知識(shí)在概念模型中轉(zhuǎn)化與銜接的過(guò)程，能幫助學(xué)習(xí)者完成思維的遷移，使學(xué)習(xí)變得有序、高效。

參考文獻(xiàn)：

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［3］金岳霖.形式邏輯［M］.北京：人民出版社，2005.

［4］丁潔.細(xì)胞生物學(xué)課堂教學(xué)模式改革初探［J］.生物學(xué)雜志，2019（6）：112-114.

［5］JUSTI R S，GILBERT J K. Modeling，teachersviews on the nature of modelling，and implications for the education of modellers［J］. International journal of science education，2002（4）：369-387.

（責(zé)任編輯：潘安）