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生物信息学概念赏析八篇

时间:2023-12-22 11:28:25

生物信息学概念

生物信息学概念第1篇

识、又掌握了方法,培养能力,从而真正实现物理概念教学的目的。

一、呈现物理情景,引入概念

建构主义认为:“学生的知识不是通过教师传授获得的,而是学生在一定的情境中,借助教师和同学的帮助,利用必要的学习资源,通过一定建构的方式获得的。”因此,在物理概念引入教学中,运用信息技术呈现物理情景,能使学生在视觉、听觉等多种感官上全方位地受到刺激,从而有效激发学生的好奇心,点燃学生的思维火花。

如,“动能”教学时,我把龙卷风、海啸、水库放水等动态视频组合在一起加以呈现,学生看到大树拔起、车辆掀翻、堤坝冲毁、房屋倒塌的画面后非常震感,也提了许多问题:“龙卷风怎么形成的?力量怎么样厉害?” “水狂泻下怎么会如此厉害?这是什么能量?”……这样以信息技术呈现物理现象,无论是视觉效果还是听觉效果,都能给学生深刻的印象,让学生对自然界物体具有的某种“能力”获得一种强烈的感受和直观的认识,从而为建立“动能”的概念打下基础。

因此,在物理概念教学中初中物理,创设与形成物理概念有关的生动的、新颖的情境,使学生感知大量的感性材料,对物理现象有一个明晰的印象,有利于学生形成正确的物理概念,加深理解物理规律。

二、揭示本质属性,理解概念

物理概念的建立过程是在物理环境中学生通过观察、实验获取必要的感性知识,并与自己认知结构中原有的概念相联系的基础上,通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此,在教学中运用信息技术为学生提供充分的感性认识的基础上,引导学生进行分析、综合、抽象,摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本质的东西,以揭示现象和过程的本质属性。

如,“重力”教学时,我先播放铅球和跳高比赛的视频录像,然后提出问题:奋力投出的铅球和跃过横杆的运动员最终会处于怎样的状态?这样的竞技项目挑战的是人类的什么极限?问题的提出,激起了学生浓厚的兴趣。待学生回答之后,再播放神舟七号航天飞船成功升上太空和宇航员在飞船舱内的生活和工作情景的视频,再一次提出问题让学生思考:在远离地球的太空中,宇航员可以用任意的姿势“漂浮”在船舱中,这又是什么原因呢?

这样,借助信息技术展示现实生活中的重力现象,丰富了学生的感知,激发了学生积极思维,在鲜明对比的情境中,抽象概括出重力概念的本质属性,使学生深刻认识到:重力是由于地球的吸引而产生的。

三、突破教学难点,深化概念

将物理学科教学与信息技术整合,利用信息技术辅助教学无疑为课程目标的实现提供了近乎完美的渠道。信息技术独有的“模拟”作用,不仅能真实生动地再现各种难以理解的、抽象的物理知识,激励学生参与教学过程,而且可以有效突破物理教学中的重点和难点问题,深化概念规律的理解。

如,“电流”一节,难点是学生无法观察到电流的形成与方向,因此,电流的概念理解起来比较困难。在教学时,我利用Flash软件进行仿真“模拟”,把电池组、小灯泡、开关、导线连成实物电路。然后闭合开关,电流(用红色线条表示)从电源正极(用“+”表示)流出,通过小灯泡时,灯泡发光,最后回到负极(用 “一”表示),形象、直观一目了然。师生通过对这一直观模拟实验的观察、分析、归纳和总结,很快就能够理解电流的形成、方向这一重点、难点,对“电流”的概念也就有了更深层次的理解。

因此,在物理教学中,教师应充分利用信息技术教学手段,根据教学内容精心设计,把抽象的、枯燥的物理知识原理转化为生动的、具体的图像,帮助学生在头脑中建立正确模型免费。从而有效突破教学难点,加深对物理概念的理解。

四、动态分析过程,活化概念

物理概念与规律的教学是物理教学的核心。物理现象、物理过程的相互联系及其发展趋势是靠物理规律建立的。在物理规律教学中拓展概念教学,运用信息技术的动态变化功能,进一步揭示和理解相关概念之间的相互关系,形象直观地“顿悟”概念 的内涵。这有利于概念知识沿网状同化,从而达到活化概念的目的。 如,有关滑动变阻器的滑片移动时初中物理,电流表、电压表示数变化情况的判断以及变化范围的计算问题,一直是历年中考物理试题和各种物理竞赛中的热点。而学生普遍感到此类题难度大,得分率也较低。 如右图所示的电路中,滑动变阻器R 2 的

滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。教师在引导学生分析时,可充分利用信息技术的动态变化功能,制成课件进行以下动态分析:把电压表和电流表等效替换,电压表等效于开路,电流表等效于一条导线。由此不难看出,电路中的电流只有一条道路,即串联电路,电压表测量的事滑动变阻器的电压。

这样,运用信息技术对电路进行动态分析,既让学生充分理解了电路的规律,也加深学生对电学部分相关概念的具体认识,深化和活化了物理概念,收到良好的教学效果。

五、加强练习反馈,巩固概念

课堂练习的检测与反馈是打造高效课堂的重要环节。通过反馈练习可以使学生深化概念,提高学习效率,加强对所学概念的理解和巩固。利用现代信息技术贮量大、速度快的特点,对学生进行有针对性的训练和检测,为学生创造了一种悦目、悦耳、悦心的效果,高效率地提高理解概念的程度。

如,九年级“惯性”一节复习检测中,我用多媒体播放飞机正确投掷救灾物质的动画视频,同时提出问题:飞机投掷救灾物质为什么要提前投掷?让学生用本堂课所学知识来回答。这样就把学生思维引向深入,不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力,而且通过练习深化了对“惯性”概念的理解。

因此,利用多媒体信息技术图文并茂、生动直观的特点巧设练习,不仅突出了联系的针对性、有效性,而且还能极大地激发学生学习的积极性、主动性和创造性,为培养学生的创新精神和实践能力开辟了广阔途径。

【参考文献】

[1]物理课程标准(实验稿).[M].北京师范大学出版社,2001.7

生物信息学概念第2篇

概念是中小学理科各学科新课程内容的重要组成部分,学生概念的形成与理解将直接影响后续学习的效果。在新课程背景下如何开展概念的教与学,如何发挥概念在学生认知发展、观念建构方面的教学价值,如何通过概念学习培养学生分析问题和解决问题的能力,如何在概念学习中提升学生的科学素养,等等,已经成为中小学理科教师必须研究解决的基本理论问题和实践问题。

北京教育学院“科学教育重点学科建设”工作以“理科各学科知识结构与教学实践研究”为学科建设方向,重点研究了理科各学科的概念体系及其教学实践,本期《课程与教学》栏目选取他们的部分研究成果,供广大教师借鉴和学习。

遗传与变异是生物体的最本质特征,也是生物进化的基础。[1]因此,对于遗传与变异的学习,在理解生命现象、提高生物科学素养方面起到了基础性的作用。在小学阶段,学生通过辨认常见生物、培养植物、饲养动物、讨论克隆技术等活动,已经对生物多样性、生殖与发育等生物学问题有了直观的了解,进而对遗传与变异的概念也有了感性的认识。在此基础之上,初中生物学新课标主要以遗传信息的物质基础与传递表达方式为切入点,要求教师在教授遗传与变异相关知识时,促使学生建立如下三个重要概念:

第一,生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代。一些进行无性生殖,后代的遗传信息来自同一亲本;一些进行有性生殖,后代的遗传信息可来自不同的亲本。

第二,DNA是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的DN段,它们位于细胞的染色体上。

第三,遗传性状是由基因控制的,基因的遗传信息是可以改变的。

笔者认为,这三个要求,涵盖了经典遗传与分子遗传的主要内容,有利于学生建构遗传与变异的概念体系,从而为高中以至更长远的学习活动打下坚实的基础。教师应该善于运用各种方法落实上述要求,促进重要概念的内化,提高教学的有效性。

同时,我们应该看到,课标对于遗传与变异重要概念的要求,大体上是按照“从高到低”的顺序排列的:首先谈到的是遗传信息的传递与表达方式,然后是遗传信息的物质基础,最后是遗传信息的基本定义。为了便于理解,我们将按照相反的顺序对课标要求进行逐一的解读,找出其内部联系,为更好地落实重要概念教学提出可行性的建议。

一、关于“基因”的定义

新课标中明确要求教师帮助学生建立“遗传性状是由基因控制的”“基因是包含遗传信息的DN段”等重要概念,这就要求教师明确“基因”的定义。但是,迄今为止,“基因”的准确定义尚存在争议。特别是随着分子生物学的发展,人们又发现了移动基因、断裂基因、假基因、重复基因、重叠基因及一系列的调控序列,使基因的定义更加复杂化。无论是课标还是教材,初中教学当中已经出现了“基因”一词,这对教学而言是一种挑战。很显然,对于没有接触染色体精细结构、尚未学习中心法则的初中学生而言,还不能准确地从物质基础这个层面了解基因的性质与功能,从而不能理解遗传与变异的特征与目的。

笔者建议,对于遗传信息的物质基础,在初中阶段应予以淡化。显然,上述关于基因的复杂的定义,属于生物学事实的范畴。初中阶段的重点应该是从概念层面解释“基因”的本质。其实,从分离与自由组合定律(孟德尔)到连锁与交换定律(摩尔根),人们已经明确了两个问题:其一,生物体内存在着控制各个性状的、按照一定规律进行相互作用的遗传因子;其二,这些遗传因子在体内呈有规律的线性排列。虽然一直到摩尔根创立遗传染色体学说时,人们仍然不能从分子水平上揭示基因的结构与功能,但是对于上述两个问题的认识,足以从逻辑层面给出“基因”的定义:存在于细胞特定位置上的、按照某种数学规律进行相互作用从而控制性状的“基本因子”。这个关于“基因”的定义,可以作为一般概念呈现给初中学生;进而通过基因与性状关系的例子,就能够总结出“遗传性状是由基因控制的”这一重要概念。对于初中生物学教学来说,这是最重要的。因为,这种概念化的、抽象的知识,能够锻炼学生透过现象探究事物本质的思维能力,有利于学生抽象思维的发展,从而有利于学生创新能力的提高。

我们不难发现,上述关于“基因”的定义,对于科学教育也是有重要意义的。很大程度上是因为它描述了所有科学门类的共同特征:基本因素的界定、分类和相互作用分析。如经典物理中的“质点”、化学中的“分子”、普通生物学中的“细胞”等等,都是各个学科中的“基本因素”。只有准确定义了“基本因素”,才能在此基础之上进行演绎、归纳,使本学科具有了数理传统。反之,若未准确定义“基本因素”,则难于进行逻辑层面的分析,整个学科偏向于博物学传统。两种传统不仅影响了各个学科的特质,还影响了学生对于不同学科学习与复习的策略。从初中到高中,“遗传与变异”内容有了“基因”的定义,使得本段教学内容更加凸显理科特征,这是教师在教学中要注意的。

二、关于遗传信息的传递与表达

从新课标的要求来看,遗传信息的传递与表达是“遗传与变异”教学的重点,从分子基础(遗传信息的调控与改变)到细胞行为(无性生殖和有性生殖)都作了要求,这就要求教师在备课时关注以下三个方面的问题。

1.遗传信息流动

遗传现象大体上可以分为细胞核遗传和细胞质遗传,且目前可认为前者是“主流”,而后者是“支流”。显然,“支流”不会是中学教学的重点。但是,应该在讲解基因的细胞定位和遗传信息的流动时,适当提及细胞质遗传的概念以及对生物体性状的影响,使学生能够全面地了解遗传信息流动的过程,知道除细胞核外,细胞质对性状也有一定的控制作用,从而在概念层面理解细胞质功能的复杂性。另一方面,“主流”和“支流”的共性,是遗传信息的传递和表达,在本质上,都体现了“生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代”这一重要概念。教师可以先列举常见的遗传现象(即生物学事实),如“种瓜得瓜,种豆得豆”等,帮助学生建构重要概念,以便于学生顺利地迁移应用和学习。

2.人类性别基因

在初学遗传与变异时,初中学生往往不能准确把握基因与性状的关系,不能准确把握基因、DNA与染色体的位置关系,从而认识不到人类的性别决定机制。学生能够通过各种渠道了解人类X和Y染色体,进而简单地认为性别不同的根本原因是X和Y染色体的形态不同。对于这个问题,除要适当地介绍遗传信息的物质基础外,还应该为学生建立这样一个认识:人类的性别,其实就是一种特殊的“相对性状”。例如,在人教版教材中就提到“近年来,科学家发现Y染色体上还有3个基因,决定的产生和成熟。最近,科学家又陆续发现了X染色体上与女性性别有关的基因”。在此处,教师就应该提示学生:基因与性状的关系,同样可以用来解释人类的性别决定。只不过性别决定的过程是多个基因控制着多个性状,从而塑造了不同性别。如果课时允许,教师还可以就此介绍一些由于染色体变异而导致的性别异常的现象,让学生认识到,从某种意义上讲,性别并不是严格区分为“雌”“雄”两种形式,而是存在“过渡”状态的。这对学生从系统的角度认识生物的复杂性,进而认识生物本质是有很大帮助的。

“人类性别基因”一节是初中生物学教学的重点和难点。而从内容上看,本节内容是课标所述三个重要概念的应用,即从人类性别决定的角度阐明了遗传的本质。因此,教师必须在讲授本节课之前,就完成三个重要概念的建构,从而指导学生把握遗传本质,进行下位学习。

三、关于“变异”的概念教学

“变异”作为初中生物学教学的难点,有两个问题是要深入思考的。

1.可遗传变异和不可遗传变异

初中课标要求学生知道变异主要分为两类:可遗传的变异和不可遗传的变异。可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异;不可遗传的变异是由环境引起的,遗传物质没有发生变化。显然,某一变异是否可遗传,关键是看遗传物质是否发生变化,而不是影响生物体的因素。由于学生初次学习基因与环境的关系,故需要用恰当的实例来帮助学生建构可遗传变异和不可遗传变异的概念。如同样是“无籽”农作物,“无籽西瓜”的“无籽”性状就是可遗传的,而“无籽番茄”的“无籽”性状是不可遗传的。通过这样的实例,学生就会认识到,一种变异是否可遗传,取决于遗传物质是否发生了改变,从而紧扣重要概念的教学。

2.可遗传变异的来源

可遗传变异的来源主要有3个:基因重组、基因突变和染色体变异。要认识可遗传变异的来源,必须对遗传信息的细胞定位及流动方式有比较清晰的认识,故对于初中学生而言,是一个难于理解的知识点,教师可用一系列实例加以说明。例如,农牧业中传统的育种技术,实质上就是基因(染色体)重组;无籽西瓜、八倍体小麦属于染色体变异(数目的变异);而镰刀型贫血症(在各版初中生物学教材中均有介绍)则属于基因突变。通过一系列的实例介绍,学生能够形成这样一个概念:突变的来源是多方面的,基因与性状之间的关系是复杂的。这与前面关于“表遗传学”的概念不谋而合,说明基因本身及其转录、表达调控,共同影响了性状的产生。通过展示这些生物学事实,学生就更加清楚“DNA是主要的遗传物质”“基因是包含遗传信息的DN段,它们位于细胞的染色体上”以及“遗传性状是由基因控制的,基因的遗传信息是可以改变的”等重要概念,从而更加深入地理解遗传与变异对于生物进化的重要意义。

重要概念是基于学科事实的、对学生总体把握知识体系、进行后续学习的思维框架,对于学生理解学科本质、提高学科素养具有重要作用。[2]新课标明确指出:“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”可见,所谓生物学的“重要概念”,就是基于生物学科具体知识的、代表本学科基本观念与思想的知识。只有从重要概念的高度审视生物学科教学,才能清楚什么是对学生终身发展和终身学习有用的知识,才不会使自己的教学拘泥于一个个具体的生物学科事实中,才能摆脱死记硬背的学习方式,进而对生物学科本质问题进行思考,凸显生物学科的理科特质。

参考文献

[1]吴庆余.基础生命科学(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

生物信息学概念第3篇

关键词:教学设计;信息加工;物理概念与规律

一、教学设计的界定

教学设计是一门以学习心理学、教学理论和教学技术的研究

成果为依据,寻求解决教学问题、优化教学总体成效的应用学科。换而言之,教学设计是教师主动自觉地运用教学理论、学习心理学理论以及系统论等其他科学的理论,确定教学目标后,通过整合教材和其他信息资源,形成能够帮助学生习得学习结果的最优实施

方案的过程。它的核心特征是教师能够主动自觉地依据学习理论、教学理论等科学的理论,为一类教学问题提供有效的通用的解决

方案。从立论基础看,教学理论存在两种不同的取向,一种被称为哲学与经验取向的教学理论,另一种被称为科学心理学与实证研

究取向的教学理论,对具体的教学设计而言,基于哲学和经验的教学理论能够给予启示性的作用,但可操作性相对较弱。本文所讨论的观点是基于科学心理学――加涅的信息加工心理学。

二、加涅关于学习的信息加工理论

1.信息加工心理学的基本观点

信息加工心理学重点关注人们如何注意环境中的事件,对要

学习的信息如何编码,如何对信息进行加工、存储以及如何提取信息等等。信息加工心理学的基本观点是:将个体视为一个信息加工系统,学习是信息加工过程,学习者从学习环境中感知,识别信息,在工作记忆中加工成对个体而言的信息。

2.学习与记忆的信息加工模型

加涅在吸取信息加工心理学研究成果的基础上,提出了学习

与记忆的信息加工模型。这一模型包括三个系统:操作或加工、执行控制和预期。操作系统是学习者的信息加工过程,执行控制是跟学习有关的认知策略,预期是有目的地选择跟学习有关的信息。加涅认为,能被注意到的信息存储在人的工作记忆中,工作记忆中贮存的信息可以通过内部复述而得到保持,从而有助于信息编码进

入长时记忆,当学习者需要这些信息时又可以被提取出来回到工

作记忆中,从而与其他输入的信息整合在一起形成新的习得技能,表现出特定的外显行为。

在实验心理学研究成果的基础上,加涅认为学习者的工作记

忆容量有限,并且当呈现许多信息单元时,学习者无法从这些繁杂的信息中整合得出所有结论,只有先呈现一部分信息,学习者经过加工后才能获得一个相关结论,信息加工具有一定的序列性。这些均为物理概念与规律教学设计有效性的判断依据。

三、学习者的信息加工方式――逻辑推理

学生学习物理概念和规律的意义,就是通过学生自己的思维

活动形成这些概念间的本质或因果联系;在物理学科的学习中,学生通过运用特定的推理方式来建立概念间的联系。

物理学科中常用的逻辑推理主要有归纳推理、演绎推理、类比推理等,不同的概念和规律的获得需要选择不同的逻辑推理方式。以演绎推理为例,这种推理有两个前提,即大前提(概括性的一般原理,学习者已经掌握的原理)和小前提(对个别事物的判断),演绎推理的结构就是根据两个前提之间的关系做出新判断(推理),得出结论。例如,以教师运用演绎推理帮助学生习得“物体下落快慢与物体的质量无关”这一结论为例,教师做一个演示实验:将三张质量相同的纸从同一高度同时由静止释放(其中一张纸被揉成

团,一张纸被对折一次,还有一张纸被平展),实验现象是三张纸下落快慢不同,学生观察后得出一个判断“三张纸质量相同,下落快慢不同”,这是小前提;“如果物体下落快慢与质量有关,则质量相同的物体下落快慢相同”,这是学生经验中已有的原理,即大前提;学生能够通过大前提和小前提推理得出结论“物体下落快慢与物体的质量无关”。其推理结构示意图如下:

大前提Pq 实例:物体下落快慢与质量有关质量相同下落快慢相同

不同的逻辑推理具有不同的逻辑结构,此处不再一一阐述。

四、“物理概念与规律”教学设计有效性的判断依据

1.有效教学的界定

有效教学的核心是教学的效益,即什么样的教学是有效的?因此“有效”成为关键点,它主要是指通过教师在一种先进教学理念指导下经过一段时间的教学之后,使学生获得具体的进步或发展。有效教学的“教学”,是指教师引起、维持和促进学生学习的所有行为和策略。因此,有效教学就是教师通过各种教学策略,让学生的学习效率得到大幅提升,使教学有效果、有效率、有效益。

2.有效的教学设计应符合的条件

基于加涅的学习与记忆的信息加工理论模型以及物理概念

与规律获得的信息加工机制,笔者认为判断“物理概念与规律”教学设计的有效性应符合以下要求:

(1)符合信息容量限制的要求

根据加涅的信息加工模型,学习者的工作记忆容量是有限的,因此教师在进行教学设计时要注意给学生呈现的信息量要保持在适度的容量限制范围内,更要减少无关干扰信息的呈现,以此减少学生不必要的记忆负担。

(2)符合序列加工的要求

加涅的信息加工模型给我们的启示:学生无法从教师给定杂

乱无章的大量信息中整合出所有结论,教师只有先呈现一部分信

息,学习者经过加工后才能获得一个相关结论,信息加工具有一定的序列性。这就要求教师合理地整合信息资源,明确教学目标,把教学目标分为若干子目标,依据若干子目标合理呈现一部分信息,以便学生有效轻松地获得相关结论。

(3)符合信息加工方式的要求

物理概念与规律的获得机制是逻辑推理,相应的逻辑推理具

有其特定的逻辑结构,因此,教师在帮助学生获得相关概念和规律时所选择的逻辑推理结构应符合特定结论获得的加工方式,从而

减轻学生的理解负担。

(4)控制加工的要求

教师要帮助学习者在所呈现的大量信息中,有目的地选择需

要加工的信息,在教学活动中教师要给予学生有目的的指导,从而减少学生识别信息的盲目性,提高教学的效率。

参考文献:

[1]陈刚.物理教学设计[M].上海:华东师范大学出版社,2009(3).

[2]孙可平.现代教学设计纲要[M].陕西人民教育出版社,1998(1).

生物信息学概念第4篇

关键词:和谐哲学;信息概念;功能不守恒;组合性爆炸;层次态 发展

“和谐哲学”是个新名词,和谐哲学是指用于分析、解释、指导建设和谐社会,构建和谐世界的理论体系。如,为什么通过和平、发展、合作的途径便能建成和谐世界?未来的和谐世界将会是怎样的世界?具体来说,由于当前世界并不和谐,目前全球最大的不和谐就是经济危机、地球环境危机与国际恐怖主义三大危机,人们将怎样克服这些“不和谐”。更具体的问题是:如何使全球经济平稳较快地发展;如何解决越来越庞大的失业大军队伍;如何在全球范围内消灭贫困,以消除恐怖主义;如何解决一系列地球环境问题,以达到天人和谐?等等。

以上这些问题如果单个来解决,几乎每一个都是天大的难题,故必须综合起来,上升到哲学的高度,这个哲学便可称之为“和谐哲学”。再用和谐哲学为指导,这些问题便得以迎刃而解。

构建和谐世界,是胡锦涛主席在信息时代的2006年才提出的时代最强音,那么和谐哲学必须是信息时代的哲学。但现有成熟的哲学都是 工业 时代的哲学,工业时代与信息时代是不同质的时代,工业时代的哲学用于指导信息时代犹如牛顿力学进入微观领域,便英雄无用武之地了。wwW.133229.coM故必须以 科学 发展观为指导,与时俱进地发展工业时代的哲学体系,方能构建和谐哲学。创建和谐哲学的体系,基本概念的突破是基础,是出发点。

一、基本概念的突破

从科学史和哲学史中可见,理论体系的重大突破需要以基本概念的突破为前提。如爱因斯坦突破了时空概念,得出了相对论;马克思发展了物质概念,建立了辩证唯物主义。那么创建和谐哲学需要突破的基本概念便是信息概念。

信息完全不同于物质。其最大的区别在于物质不生不灭,是守恒的,但信息却不守恒。信息可以无中生有、可以湮灭、可以放大缩小、可以畸变失真、可以无限扩散。这样,以信息为本源的科学技术也就可以无限扩散,可以学习、共享。但以物质为本源的各种工农业产品,由于物质是守恒的。故物质产品只能分享不能共享。一件物质产品,你拿去了,我就没有了。工业时代以生产物质产品为主,为争夺物质产品,剥削产生了。这时阶级斗争就不可避免,故工业时代的哲学只能是斗争哲学。

20世纪下半叶,高新技术蓬勃发展,科学技术和科学管理成为推动社会前进的两大车轮,人类社会开始进入信息时代。信息时代快速发展,还不到半个世纪,当前社会正向更高层次的知识社会跃进。在信息社会和知识社会,社会生产力基础发生了质变,从以物质生产为主向知识生产转变。从争夺物质产品,到共享知识产品,使人类社会从斗争向和谐转化。

我们的宇宙是一个特大系统,它是由无数个子系统构成的。各个子系统义是由更小的子系统构成。小到分子、原子、基本粒子都是一个系统。而构成系统的三基元是物质、能量、信息。这样,由于信息的加盟,使物质的概念发展到系统的概念:宇宙间万事万物都构成系统,而系统是由物质、能量、信息构成。

二、和谐哲学的三条基本规律

我们的世界为什么是现在这个样子的?宇宙大爆炸理论告诉我们,宇宙大爆炸伊始,宇宙间只有能量。这验证了古代思想家们的直觉。古希腊哲学家柏拉图提出“从一发散”;

生物信息学概念第5篇

关键词:MiniQuest教学模板;概念教学;实验评价

这些年来,笔者所在市、县教研室一再强调要重视概念教学,生物学概念既是生物学知识的重要组成成分,又是生物学科的基础知识。如何运用好生物学概念,是中学生物学科知识传授的重要环节。而MiniQuest教学关键在于培养学生对生物科学的自主学习探究能力,而生物学概念能否很好地掌握又是培养探究能力的前提。本文试图通过“性状遗传的物质基础”一课为教学案例,尝试寻求在课堂上如何利用MiniQuest教学设计使学生形成有关遗传物质的概念,从而构建以细胞核、染色体、DNA、基因等为主的概念体系,达成教学目标,并促进“模、概”相长使之更好的为教学服务。

情境

本节教学内容是北京师范大学九年制义务教育八年级第一学期《生物》第二十章第二节“性状遗传的物质基础”。它介绍有关遗传物质的概念和功能,侧重于通过MiniQuest教学模板来完成核心概念的建构。从整体地位来说,该节内容既承前――“遗传和变异的现象”,又启后――“性状遗传有一定的规律”、“性别和性别的决定”,因此该节起到了很好的衔接作用。而要使该节真正起到衔接作用,对染色体、DNA、基因等概念的理解至关重要。

任务

教学任务:①简述染色体、DNA和基因三者的关系;②描述生物体体细胞中染色体的数目是特定的,并且成对存在;③结合课本说出基因的重要作用;④初步学会DNA的粗提取。

在教学中,要给学生任务,学生在课堂上才有努力的目标。这堂课我们给学生的任务是:让学生找出染色体、DNA、和基因三者的关系。八级学生处于转型期,生性活泼,活跃,但稳重不足。要把有激情、爱钻研,热情高的这些优点通过实验、问题等任务转移到课堂上来。有利有弊,这些浮躁不安的学习习惯也为他们的学习带来了不利的影响,没有做好充分的课前准备就进行了任务的操作,极大地影响了课堂学习任务的顺利完成。

成果

通过对染色体、DNA和基因三者关系的学习,使学生形成有关遗传物质的概念体系;通过实验学会DNA的粗提取及其提取的基本原理,体验科学探究的乐趣,同时培养学生的实践能力以及创新意识。

过程一:图文展示、导入新课 创设情境:为什么看着像绳梯的DNA能够成为高端生物技术的标杆?它是在细胞的哪个结构里,遗传物质的储存又是怎样实现的?生物的性状是受什么控制的?(提示:这就要从组成生物体的物质中寻找答案了)

教学中展示图片或幻灯片,向学生介绍遗传物质的储存场所、主要载体、DNA和基因等,同时运用形象类比方法,将基因比喻为工程师绘制的一架飞机设计蓝图,可用图示如下:

通过上图让学生对基因、蛋白质和性状形成感性认识,与上一节内容自然承接。然后再利用多媒体展示下一概念图,使学生真正理解染色体、DNA和基因三者的关系。

过程二:初步提取DNA,提高实验能力 不管是生活经验还是对以往知识的掌握,学生对于DNA这一物质的理解都无法在感性方面有很明确的了解。提出问题:为什么要在60℃以上的温水条件下研磨?清洁剂有什么作用?不同品牌洗涤剂、不同剂量的洗涤剂对实验效果有没有影响?用枯枝落叶做实验,能不能提取到DNA?为什么?让学生提出猜想,并对学生的猜想并给予鼓励性评价。

为了实验顺利进行,在实验之前,让学生明确注意事项:器材的使用方法;实验时如何分工合作;怎样处理实验数据,根据现象得出结论,等等。在学生实验过程中,教师巡视,参与学生活动,发现问题,及时处理,加强师生情感交流,树立学生的自信心。

通过DNA的粗提取,使学生对DNA形成感性认识,从而促进对核心概念的理性认识;同时也大大提高了实验操作能力及问题的推测判断能力。

过程三:巩固知识 通过自主探究学习、问题提出、实验操作记录、得出结论等各个教学环节的活动,然后让学生以主要的遗传物质―DNA为主线,介绍学到的知识;同时,尝试让学生以圆圈简单表示染色体、DNA和基因三者的大小关系。学生在活动中获得成就感,体验成功的快乐,在和谐的课堂气氛中完成教学任务。

资源和评价

资源 资源分为两类:第一信息,通过网络获得图解图片和幻灯片,运用PowerPoint演示;第二器材,新鲜树叶、研钵、酒精、洗涤剂、牙签等。

评价 评价等级分为四项:A优;B良;C合格;D不合格。

评价项目:A能从实验中获取有用信息,并能从这些中有选择地灵活运用;B能从实验中获取有用信息,并能从这些中有选择地较为灵活运用;C能从实验中获取有用信息,这些选择正确,但不能灵活运用信息;D能从实验中获取有用信息,但这些选择不正确,且能灵活运用信息。

评价内容:A实验时小组成员能分工合作,任务明确,能很好地完成实验过程记录,并得出正确结论;B实验时小组成员能分工合作,任务明确,能较好地完成实验过程记录,并得出正确结论;C实验时小组成员能分工合作,任务明确,基本完成实验过程记录,但得出错误结论;D实验时小组成员不能分工合作,任务不明确,不能完成实验过程记录,但得出错误结论。

在课堂教学中,学生对一个概念的认识一般是从了解到理解,从理解到掌握运用的过程。因此,在教学过程中,对直观材料的认识与了解,感性认识到深入理解的升华,对概念知识的系统化、网络化是教师进行概念教学的重点。在探究性学习中,基于学生的知识经验和认识水平进行的有计划的探究性学习,结合MiniQuest教学模板,能帮助我们有效地进行概念教学,顺利实现学生对概念从了解、理解到掌握和运用的过程。

课本和课堂的信息量是有限的,从教学目标、教学策略、教与学的方法等方面来看,都不能满足学生的需求。所以,在进行本节教学设计时,运用MiniQuest教学模板,一着力于概念教学的强化,对教材知识进行了教学重新组合,充分有效地将教材的知识激活,不仅形成了教师的教学个性,也让学生头脑中的零散的感性概念通过活跃的自主探究与学习过程建构起来;二力图变结论式教学为过程式教学,精心科学地提出问题,让学生带着问题,到一定的教学情境中去观察、实验、探索知识,再让学生利用感悟到的知识去分析实际问题,灵活运用到生活实践中去!

参考文献

[1]刘恩山.生物学义务教育课程标准实验教科书[M].北京:北京师范大学出版社.2008.

生物信息学概念第6篇

错 因 列 举

一是不能全面地把握整个语段的主要信息,往往以偏概全,或遗漏要点。

二是遣词造句的能力差,不能恰如其分地表情达意。为了避免上述失误,必须了解考查方式,弄清题型规律,掌握一定解题方法。

题 型 解 读

一、 定向概括

1. 概念解读

定向概括,也叫动态压缩,它一般不要求对整个语段的主要内容进行概括,而是根据指定要求提取相应的信息,即“定向筛选,分点概括”。

2. 例题分析

下面一段文字中,介绍了“古代史分期”的主要学说及其代表人物,请用一句话加以概括。(不超过50个字)

中国何时进入封建社会,争论了几十年。中国历史博物馆落成时,“中国通史陈列”按照从战国时期进入封建社会的观点布展。在这个问题上,范文澜、翦伯赞表现出豁达的态度,对扩大这一学说的知名度起了很大的作用。翦伯赞在撰写《中国史纲要》教材时,曾有过犹豫和为难,甚至准备采用郭沫若的学说,以使教材表述与“中国通史陈列”体系相一致。后来,上级部门鼓励翦伯赞按照他们素所主张的观点来写,于是中国从西周时期进入封建社会的学说写进了教材。但尚钺的学说一直不受重视,曾遭重点批判。就是在这种情况下,一位权威学者仍将“魏晋封建论”与其他两论并列,实属难能可贵。

解析 要求用一句话概括“古代史分期”的主要学说及其代表人物,属于定向概括题。此文段的内容理解有一定难度,即对“甚至准备采用郭沫若的学说,以使教材表述与‘中国通史陈列’体系相一致”一句不理解,很多同学遗漏了郭沫若的观点。另外因为没注意“魏晋封建论”的暗示而导致语言表述不够简洁。对“一句话”的理解,可能会产生歧义。

这是一段议论性的文字,第一句就交代了争论的话题,然后分别介绍了“古代史分期”的主要学说及其代表人物。解题时如能对应题目要求,找出涉及的所有代表人物:郭沫若、范文澜、翦伯赞、尚钺。再抓住语段中分散着的关键句(如“甚至准备采用郭沫若的学说,以使教材表述与‘中国通史陈列’体系相一致”“按照他们素所主张的观点来写,于是中国从西周时期进入封建社会的学说写进了教材”等),将学说内容与代表人物对应着筛选出来,然后依据“魏晋封建论”说法的提示概括出“西周封建论”“战国封建论”等学说名称就不会遗漏要点且语言也简洁了。最后再将人物与学说准确配对,则可完整答出该题。

答案 古代史分期,范文澜、翦伯赞持“西周封建论”,郭沫若持“战国封建论”,尚钺持“魏晋封建论”。

3. 方法指津

①审清题意:压缩内容(对象)、字数限制、其他限制性信息。

②整体感知:标出句子,分清层次,舍去次要信息,明确“定向”内容。

③厘清内容:分析“定向”语段内容,抓住关键词,合并分类,把握每层中心。

④组织语言:选择句式,组合要点,控制字数(尽量使用原语段中的关键词)。

⑤对照检查:回顾题目要求、检查答案是否完整、详实、准确,确保万无一失。

二、 提取关键词

1.概念解读

关键词原是指科技论文的文献检索标识,是表达文献主题概念的自然语言词汇,常出现在文献篇名或文献正文中。在压缩语段中所说的关键词是指能反映文章(段)主题概念的词或短语。提取关键词就是要善于提取“核心信息”,摘取恰当的词语来表达中心内容,这是一种压缩语段类题型。

2.例题分析

阅读下面一段文字,找出“碳链式反应”过程的三个关键性词语。

科学家在喀斯特地貌的研究中,发现了一个复杂的碳链式反应。当水流从空气中“大口吮吸”二氧化碳并侵蚀石灰岩时,持续不断的吸碳过程就开始了。接着,在岩石表面自由流淌的酸性水流携带着大量碳酸氢根,随着自然界的水循环辗转奔向江河湖海。此时,浮游植物体内的“食物加工厂”在急切地“找米下锅”,它们惊喜地发现,只要分泌一种叫做“碳酸酐酶”的催化剂,对水中的碳酸氢根“略施魔法”,等待加工的“米”――二氧化碳,就唾手可得。最终,光合作用将大量随波逐流的碳转化成有机碳,封存于水生生物体内。

解析 本题是提取关键词式压缩,提取一段文字中能展现文段主体内容的“词眼”。题中要求“找出‘碳链式反应’过程的三个关键性词语”,“接着”、“最终”提示这一过程可分三层次,三个层次的核心动词便是“吸碳”、“施魔法”、“光合作用”。选定后,可将几个词语稍稍连缀,如能大体表达出文段的主要内容,即可敲定。

答案 吸碳,略施魔法(催化),光合作用。

3.方法指津

提取关键词,就是要善于提取有效信息,运用恰当的词语表达。关键词一般是名词、动词、形容词,是语段中出现的原词。既可以是双音节词,也可以是四字短语或多音节短语。

提取关键词的题型多选取议论性语段材料,但记叙性语段中也有可能设题。议论性语段提取关键词要抓住论题和观点,提取出的关键词或是组成一个观点性的句子,或是体现论题不同侧面的相对独立的词或短语。记叙性语段提取关键词要抓住基本要素,提取出的关键词一般可以组成一个完整的句子(类似于拟写一句话新闻)。一般操作方法和步骤是:

①从表达方式上分清语段类型:区分是记叙性语段,或是议论性语段,或是说明性语段。明确陈述的对象或主要事件或议论的中心观点,文段的主要表述对象。

②根据语段类型进行分析:明确与主概念相对应的谓语动词或总结性的词语。记叙性语段,围绕对象叙述了什么事,结果怎样,然后在此基础上提取关键词语;议论性语段,分析围绕观点使用了哪些论据,然后提取关键词语;说明性语段,分析对象特征,再提取关键词语。

③连缀选定后的词句。如能大体表达出文段的主要内容,即可敲定。

基本程序为:压缩内容――提取主干――筛选比较――整合表达。一般可以表述为:“谁或什么怎么样了”这样一种主谓结构。

三、 下定义

1.概念解读

下定义,就是用简短明确的语句揭示概念的内涵,即揭示概念所反映的对象的特点或本质的一种逻辑方法。

2. 例题分析

请筛选、整合下面文字中的主要意思,拟写一条“魔术”的定义。要求语言简明,条理清楚,不超过50个字。

魔术这种杂技节目以不易被观众察觉的敏捷手法和手段,使物体在观众眼前出现奇妙的变化,或出现或消失,真可谓变幻莫测。这种表演常常借助物理、化学的原理或某种特殊装置表演各种物体、动物或水火等迅速增减隐现的变化,令观众目不暇接,产生奇幻莫测的神秘感觉。魔术广受人民群众的喜爱。

解析 本题很明确指出是给“魔术”下定义。首先,从材料中找到邻近的属概念是“杂技”。然后,从第一句中提取出要点“以不易被观众察觉的敏捷手法”和“出现奇妙的变化”,第二句中提取要点“借助物理、化学的原理或特殊装置”。这里的“种差”是由多个属性组成的复杂的属性,这些属性在提取时一个也不能少,否则就会造成定义不严密。“以不易被观众察觉的敏捷手法”是魔术的手法,“出现奇妙的变化”是魔术的结果,“借助物理、化学的原理或特殊装置”是魔术的借助装置。按照事理,应该以“装置――手法――结果”为序,这样,“魔术”这个概念便可以定义了。

答案 魔术是借助物理、化学原理或特殊装置,以不易察觉的敏捷手法,使物体产生奇妙变化的一种杂技。

3. 方法指津

①记住“一个公式”:被定义概念=种差+邻近属概念。

“种差”是指同一属概念下的种概念所独有的属性(即和其他属概念的本质的差别),“邻近属概念”是指包含被定义者的最小的属概念。

②把握“三个步骤”。

第一步:提取“邻近属概念”。下定义时,首先在提供的材料中找一个比种概念大一级的概念,即邻近属概念。邻近属概念的出现一般有两种情况,一是隐含在所给材料中,要考生自己去提取或者归纳;一种是提取的属概念中没有现成的属概念,需要考生根据材料的内容自己确定属概念。

第二步:寻找种差。就是寻找那些属于邻近属概念的信息点。要注意有些种差是由多个属性组成复杂的属性,这些属性提取时一个也不能少,否则会造成定义不严密。

第三步:整合成单句。整合成单句就是将被定义者、种差、属概念,用“是”、“叫”等一类连接词连结起来,使之符合公式。要注意多项定语的排列规律,确定陈述语序,合理排序。

③淘汰“六种信息”:分析所给语段,删除无用信息,确定哪些是主要信息,哪些是本质特征。针对下定义性压缩,重复信息、比较信息、背景信息、描写信息、作用信息、举例信息需要淘汰。

④用好“四条规则”:定义必须相称,定义不能循环,定义不能否定,定义不能比喻。

现 场 练 兵

1. 阅读下面的材料,概括要点回答中国建设世界一流大学缺少“什么”。不超过25个字。

4月23日,“2011大学校长全球峰会”在清华大学举行。其中,“中国建设世界一流大学”成为热议的话题。多位大学校长接受记者采访时表示:目前,中国顶尖大学在吸纳拥有国际学术背景人才、借鉴发达国家的教学制度和成功经验等方面缺乏全球化视野;许多人安于现状,在科研方面全方位地紧盯世界一流水平的意识不够,仅满足于在国内获奖或在国内刊物上。他们建议,政府主管部门要扮演好自己的角色,为学校营造出宽松的发展环境;全社会对于大学发展应抱有平和的心态,少一些急功近利。

缺少:____________________________

2. 下面是英国学者里基•特里维尔关于“战略环境评价”的经典性定义,请提取反映其主要信息的三个重要词语。(不超过15个字)

战略环境评价是指对政策、计划、规划及其替代方案的环境影响进行规范的、系统的、综合的评价过程,包括根据评价结果提交的书面报告和把评价结果应用于决策之中。

战略环境评价:

3. 根据下面一段文字,概括说明什么是“洼池效应”(不超过30个字)。

区域竞争的焦点更多地集中在综合环境的竞争上。这里的“环境”既包括政务环境、市场环境、法制环境、人文环境等“软环境”,也包括绿化覆盖率、空气质量、居住条件、基础设施水平等“硬环境”。谁的环境好,“洼池效应”就明显,吸收力就强,项目、资金、技术、人才等生产要素聚集就快,发展就快。

“洼池效应”指:____________________________

【参考答案】

1. 全球化的视野,追求卓越的意识,宽松的环境,平和的心态。

解析 本题考查提取关键词的能力,指向建设世界一流大学的必备条件,其他信息忽略。分析材料,发现信息采取在第三行冒号后面,然后抓住分号,通过抓关键词明确两“缺”:一缺乏全球化视野,二是紧盯世界一流水平的意识不够。大学校长们的建议实际上也是针对目前的所“缺”,通过抓关键词可以发现其核心内容是:缺乏宽松的发展环境,社会缺乏平和心态。

2.环境影响,评价结果,应用于决策。

解析 本题属于抽取型提取,是指关键词可以直接从原语段找出的提取方式。提取时,首先要认真阅读材料,全面分析,弄清语段的主要内容,将文中次要的、修饰性的、解释性文字删除,而保留主要的、关键的、实质的词语。

3. 环境优势加速生产要素向该区域集聚从而促进发展的现象。

生物信息学概念第7篇

注重知识联系,形成概念体系

认识论原理指出,人们对事物本质的认识不可能一次性完成,需要经历一个由感性认识到理性认识的循环往复的过程;同时,由于事物不可能孤立地存在,因此必须用联系的观点才能认清事物的本质。鉴于此,对于概念教学的规律,教师应该从过程和联系两个角度进行考察,也就是把概念放到相应的概念体系中去,考察它的来龙去脉,不仅要知道学习这一概念需要怎样的基础,还要知道掌握它以后能干什么,这样才能帮助学生形成结构更强大的概念体系。

在概念教学的过程中,教师可以适当地对教材进行重组,构建一个良好的知识体系框架,进行高结构化的概念教学,有基础、有铺垫、有延伸,充分运用知识迁移的原理来进行概念教学。例如,在教学《信息的概念》一课时,教材只是简单地给出信息的特征:信息是用来消除不确定性的东西。如果教师就此一笔带过,学生对信息及香农都不会有太多了解,但如果引入如何量化地度量信息量这个问题,不仅能让学生对信息论创始人香农有感性认识,也能让他们对“比特”这个信息量的度量单位有初步认识。因此,笔者先通过让学生猜硬币的正反面游戏(硬币的正面用1表示,反面用0表示),使学生明确猜一枚硬币的正反面需要的信息量就是1bit,这时再引出二进制数字,原来bit来自binary digit(二进制数字),二进制数系统中每个0或1就是一位(bit)。接着,笔者趁热打铁,以图表的形式请学生填写:一盏灯泡的状态(如果开用1,关用0表示),可用多少位存放;两盏灯泡的状态,可用多少位存放……四盏灯泡的状态,可用多少位存放。然后,笔者再反问:“4bit是几位二进制数,有多少种状态?可以存放从几到几的十进制数?”学生们马上得出4bit即4位二进制数,有16种状态,可以存放0到15的十进制数字,8bit即8位二进制数,有256种状态,可以存放0到255的十进制数字。最后,笔者又给出字节与比特的关系,原来8bit就是1字节,1字节可以存放0到255间的任意一个整数……通过这样的知识联系,学生对信息的概念有了清晰的认识。

对下载速度的单位bps,学生的理解也是存在偏差的。笔者设置了这样一个情境:电信局在你家的安装协议上写的是10Mbps,但是大家下载文件的时候,真能达到这个速度吗?为什么呢?这时候再把B和b的区别告诉学生,经过这样的概念引入,学生通过建立、巩固、深化的过程,然后对新概念和已学概念进行整理、归类,就形成了自己的概念体系。

另外,按照教育学理论,当知识构成一个网络时,人们对知识的理解和记忆将会更为有效与深刻。所以,教师开展概念教学时,应尽可能地将原有知识体系与新的知识点结合起来,制作出相应的思维导图,这对体系化的知识点教学是相当有用的。例如,在学习计算机软硬件系统时,将整个计算机系统软硬件体系进行分层分类,形成一张思维导图,这也是一种相当有效的手段。

采取多种教学方法,形成认知体系

对概念的学习,光靠死记硬背没用,忘记它仅仅是时间问题。但是在理解的基础上,要记住概念就容易多了,也只有在理解的基础上,才能进一步实现概念的灵活运用和深化。所以,笔者认为在概念教学中的关键问题还在于教师如何有效地引导和帮助学生理解概念。

例如,IP地址是一个比较抽象的概念,理论性较强,这就需要教师创设情境,引导学生动手实践认识及理解IP地址的相关概念。笔者创设了如下情境:每位学生都有一个身份证号码,来标识自己的身份,网络中的计算机也需要一个身份证号码,这个身份证号码就是IP地址。现在我们来看一下这个IP地址是什么样的?有什么格式?之后,学生查看自己本机的IP地址并记录下来。师生共同归纳IP地址的基本格式。接着,请学生比较一下自己的IP地址和周围同学的IP地址有什么异同?比较后,学生发现前三段网络地址相同,最后一段主机地址不同,教师随即引入网络地址和主机地址的概念。最后,教师介绍三类IP地址。

在教学计算机网络的内容时,各网络设备的作用、协议的特点是较难理解的,尤其是在讲解网络中数据的分组、传输和应用时,如果学生在日常生活中没有技术基础,认识理解这些概念是相当困难的。

在具体的教学中,教师可以做一系列形象的类比,从用户在浏览器点击某个超链接开始,从本地计算机开始到因特网,这个过程中发生了什么。例如,货物(http请求的数据)被倾倒入小车(数据包)中,贴上发件人地址(源IP)和收件人地址(目的IP),进入到家门外的路上(局域网),经过主干道路(交换机)和枢纽路口(路由器),离开海关口岸(防火墙核验数据)后,来到广阔的交通网络(互联网)中。

至此,教师将数据发送至互联网的过程描述了一遍,接下来交给学生,让他们完成从数据到服务器并回传的过程,并将教材中出现的各个概念一一筛选,在生活中寻找合适的类比。

又如,在讲解“信息压缩”这一概念时,教师可以通过创设情境、比较、讨论等方法,将抽象的概念形象化。活动一:教师给出一串重复的数字“2340000000000000000012”让两组学生传递,一组逐个报数,一组用“234,17个0,12”的方式报数,比较哪组传递得快。活动二:图像压缩游戏(“用相同颜色连续出现的次数+该颜色名称”来计算图像容量,发现图像的容量比原来小了一半多)。学生通过活动明白:信息可以压缩是因为存在重复的冗余信息。接着,教师再讲解两类压缩的特点和适用范围,用ACDSee和WinRAR软件进行压缩实验,比较压缩前后及解压还原后文件的大小。学生亲历活动,对概念的理解就更深刻了。

生物信息学概念第8篇

一、对“前概念”的理性认识

1.“前概念”的广泛性与特异性

学生在正式学习高中地理前,接触过大量的地理事物和自然现象,他们在头脑中形成的“前概念”的范围是相当广泛的。但由于每个学生的生活经历不同,对同一事物的认知与体验也不尽相同,而且正确的只有一个,错误的形态却可以形形。

2.“前概念”的自发性与肤浅性

一个人生来就有探究未知世界的欲望,所以“前概念”的建立完全是一个自发的过程,个体完全站在自己的立场上,任由自己的情感与态度去感知事物。由于学生认识事物的能力有限,手段也不一定科学,所以“前概念”往往停留在概念的表象水平,而不能形成深刻的抽象思维,自然会存在片面性而不能触及概念本质。

3.“前概念”的顽固性与隐蔽性

学生凭借自己对世界的原始探索获取的“前概念”在他们长期存在的生活积累中不断受到外界的强化而定型下来,这些概念的形成不是一天两天,所以在头脑中往往根深蒂固,这就对教师科学概念的教学带来一定的负面作用。而且这些先期经验在头脑中往往处于一种说不清、道不明的状态,教师很难探测到它的真实存在。

二、“前概念”转变的策略

1.科学探测学生的“前概念”

我们要认识学生头脑中固有的“前概念”,不能凭借主观臆断,而必须用科学的方法探测它的真实存在与现状。

(1)通过访谈的形式来了解。通过师生之间的一问一答,引导学生说出真实的想法,进而了解他们的“前概念”状态。为了使学生敢于表达,访谈时教师一定要营建一种宽松民主的氛围,防止学生因拘谨而表达的信息失真。

(2)通过书面问卷的形式。这类问卷在现实中往往成为一种小测试,可以不记名,不公布成绩,通过测试让学生真实地暴露自己的想法。

(3)运用概念图技术。地理概念往往是相互关联的,通过让学生制作反映对某个概念理解情况的概念图,可以把握学生的认知现状。由于学生往往认识肤浅,就有可能将概念置于错误的逻辑体系中,教师从而可以窥见学生的理解层次。

2.有针对性地选择事例将概念具体化

了解学生的“前概念”状况后,教师要积极创设有利新概念建立的教学情境,选择有针对性的事例,让学生的“前概念”与科学概念之间产生认知上的冲突,也即让大脑中的原有知识结构与新概念之间产生短时间无法调和的矛盾,从而感觉改变自己原有认识结构的必要性,激发学习的欲望,为科学概念的建立提供足够的内驱力。比如 “山地”这一概念就与学生平时对“山”与“地”的理解相左,我们就要抓住这个矛盾进行教学。

3.充分利用教学手段讲清概念

概念教学时,教师要创设积极的教学氛围,使学生主动地理清思路,将大脑中混沌的信息变成清晰的概念。可以用语言明确地把概念表述出来,并引导学生理解语言的每字每句,避免理解偏颇,使学生自主架构科学的思维模式。要纠正学生“前概念”中的误区,引导学生自己形成科学的概念和科学的思维模式。对于否定学生的“前概念”的错误理解,教师要提供充足的实物化的依据,引起学生的思想交锋,允许他们陈述自己的观点,不能仅靠教师的单边灌输。教师不能用机械枯燥的习题训练来克服错误观念,因为错误观念一旦形成就会在头脑中深化,练习只会加深错误观点,不利新概念的建立。另外,我们要引导学生走出“地理概念就是定义”的误区,引导学生从概念的内涵和外延上去拓展延伸并加强理解。

4.加强实物演示,丰富感性认识

高中生的抽象思维能力仍然需要感性经验的参与,通过实物演示,可以尽快消除头脑中原有模型的错误。地理模型是地理学科中根据实际问题突出主要因素,忽略次要信息,经科学抽象而成的,运用地理模型可以突出重点并抓住问题本质,消除学生思维的片面性,提升思维的批判性与创造力,建立有效科学的地理概念。