概念模型构建在高中生物学教学中的应用研究——以细胞生物学知识群为例

• 机 构: 西南大学
• 出 处: 西南大学
• 发表日期: 2023年01期

新修订的《普通高中生物课程标准》正式提出了生物学科核心素养,并明确其四个主要表现,即生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。为了实现提升核心素养的目标,将概念教学融入高中阶段的生物教学显得格外重要,所以高中生物教师需要突出生物概念的教学。同时,《标准》的基本理念中高度重视教学过程与实践,并强调高效的生物学习需要有学生的积极参与、主动思考以及切身实践。需要教师积极引导学生体验模型构建,提升学生的科学思维能力。概念模型是生物模型的重要构成之一,是运用文字与符号,对事物本质属性进行表述的模型,重点用于明确不同生物学概念的关系,建立知识网络,对协助学生认知生物学概念、培育科学思维等有重大价值。教师积极导入概念模型,参考其具备的可视化、显性化等优点,有助于实现生物知识的系统化与结构化,建立对概念的深刻认知。尽管目前国内外对概念模型在教学中的应用已经有较多研究,然而对在高中生物学中如何利用概念模型提高教学效果,尤其是如何将其与生物学学科素养的教学目标有机结合,目前还鲜有报道。因此,本研究在教材分析和应用现状调查的基础上,研究实际存在的各类问题,并结合问题进行应用案例的优化设计,并进一步通过教学实验对其可行性和有效性开展验证,期望为概念模型在高中生物教学中更好地运用提供参照。本研究的主要结果如下:首先为了研究概念模型的构建是否能促进学生进一步理解教材中核心概念,笔者在教学实验前和教学实验后,都分别对实验班和对照班进行了前测和后测两套试题检测。并且将所得成绩记录并使用Excel、Graph Pad Prims进行平均分分析以及单因素方差分析,数据分析显示在进行构建概念模型实验前,实验班和对照班的成绩无明显差异。而在实验展开之后的后测成绩显示,实验班的成绩明显高于对照班,具有显著差异。意味着概念模型的构建,有助于深化学生对核心概念知识群的理解。其次,概念模型有助于提升学生的自主构建模型等能力。为分析该方法是有助于提升学生的自主构建能力和创新能力,笔者在实验后随机抽取了实验班30位同学进行了一对一访谈,并对其所构建的概念模型进行了检查,发现:实验班在实验教学之后,概念模型的完整性、美观性和逻辑性等都有明显改善,而对照班无明显差异,这表明概念模型的构建,有助于构建模型等素养的提升。最后,概念模型有助于提升学生对生物学的兴趣。笔者在实验前后分别对实验班和对照班进行了兴趣调查,发现在实验教学后,实验班对生物感兴趣的人数明显增加,这表明相比于“满堂灌”的传统教学,学生对加入概念模型教学策略的课堂更有兴趣。综上所述,本研究表明概念模型构建的教学应用研究,有助于学生更好地认知教材的核心概念、提升学生的自主构建模型能力以及提高学生对生物学的兴趣。这些结果对一线教师推广使用概念模型教学具有一定的参考意义。