高中生物学的概念与命题_郑春和

规则是概念基本属性的陈述 , 它包括一个概 念例证 、 本质属性和非本质属性 , 其中对概念的 标准属性 (关键特征)的陈述就是通常所说的下 定义 。例如 , 基因突变是指基因组 DNA 分子发 生的可遗传结构的改变 , 就是基因突变的定义 。 可见 , 概念的定义是表述一类事物共同的 、 本质 特征的命题句式 。
表 1 知识 (或技能) 的不同分类方式的比较[ 4](36)
代表人物
知识 (或技能) 的类型
加 涅 言语信息 智慧技能 认知策略
安德森 梅 耶
陈述性知识 程序性知识 程序性知识 语义知识 程序性知识 策略性知识
信息” 。布卢姆将智力能力或技能划入信息应用
的范畴 , 加涅也将智力技能和认知策略归属于信
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生物课程是高中阶段的重要科学课程 , 提高每个 学生的生物科学素养是学科教学的核心任务 。笔 者在学习和借鉴现代教学理论的基础上 , 曾尝试 对高中生物课本知识进行如下划分 , 以利于单元 知识的备课和教学组织 。
上述知识类别中 , 事实性知识是指生物界客 观存在的各种生 命现象 、 生物 事件和代 谢 、 生 长 、 发育 、 进化等过程性知识 , 这些知识通常用 术语 、 符号 、 数字和行为动词来表述 , 或者用一 个陈述句式来描述 。 命题性知识是抽象的理性知 识 , 包括概念 、 原理 、 规律 (法则)、 理论和模 型等 , 其中 , 概念名称是由单词或短语表述的 , 概念定义 、 原理 、 规律 (法则)、 理论 、 模型都 是用命题陈述句表达的 。 方法性知识是帮助学生 习得学科知识并将知识应用于新情境和问题的技 能知识 , 包括科学探究方法 、 科学思维方式 、 知 识和技能的应用方法 、 自主学习方法等 , 有些方 法性知识难以用词汇和语句表达 , 需要学生在学 习和实践过程中亲身 体验和感悟 。 值得指出的 是 , 按照知识性质划分的各类知识各有一定的价 值取向 , 对于高中学生的价值观形成和自我发现 与发展有着各自的作用 。
由组合定律的命题 。 一个简单命题可以拆分为不 同的构成 要素 :主 项 、 谓 项 、 联项 和量 项 。 例 如 , 几乎所有的生物都是以 DNA 分子作为遗传 信息携带者 , 所以 , DNA 是主要遗传物质 。 这 是一个比较复杂的复 合命题 , 在前 一个支命题 中 , “所有” 是量项 , “生物” 是主项 , “是” 是 联项 , “以 DNA 分子作为遗传信息携带者” 可 以看作谓项 。 事实上 , “ 以 DNA 分子作为遗传 信息 携 带 者” 本 身 也 是 一 个 支 命 题 , 其 中 , “DNA” 是主项 , “以 … …作为” 是联项 , “ 遗传 信息携带者” 是谓项 。在后一个支命题中 , “所 以” 是量项 , “DNA” 是主项 , “是” 是联项 , “遗传物质” 是谓项 。 一个命题中的主项和谓项 合称为 “词项” , 词项概念的提出有利于我们对 “核心概念” 的理解和应用 。
例证是用于辨认某个概念的诸多具体事例 , 其中有的是肯定例证 , 有的是否定例证 。肯定例 证是这个概念范畴的实例 , 否定例证是相关的其 他概念范畴的实例 。 例如 , “基因突变” 是个概 念名称 , 果蝇白眼性状 、 人类镰刀型细胞贫血症 和轻度贫血都是它的肯定例证 , 猫叫综合征则是 它的否定例证 。
三 、 核心概念和单元知识
《标准》 “倡导学生在解决实际问题的过程中深 入理解生物学的核心概念 , 并能运用生物学的原理 和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决 策” ,[ 1](3)这个复合命题的前一个支命题中 , 有一个 具有不可替代作用的词项 , 即 “核心概念” 。
(一)核心概念是命题中不可替代的词项 前面提到 , 概念用单词或短语表达 , 命题用 语句陈述 。 作为学科知识体系中的核心概念 , 首 先是概念范畴的一个成员 , 理应用词汇表述而不 应用陈述句式表述 。 其次 , 核心概念的不可或缺 的作用必然是在一个句式中体现出来 , 这个句式 就是命题陈述句 。也就是说 , 核心概念寓于命题 结构中 , 是命题句式中具有不可替代作用的词项 。 例如 , 在 “生物大分子以碳链为骨架” 这个命题 中 , 生物大分子和碳链是两个科学概念 , 骨架是 个一般概念 。生物大分子和碳链这两个词项在命 题中不能被其他概念取代 , 骨架则可以被 “主体” “支架” “主干” 等词语替代 , 如 “碳链是生物大 分子的主干” , 与 “生物大分子以碳链为骨架” 是 表达相同命题的不同语句 。 又如 , 渗透是指水分 子通过生物膜的扩散 , 在这个概念定义的命题陈 述句中 , 生物膜和扩散是两个核心概念 , 水分子是 描述事实性知识的术语 , 可被 “溶剂分子” 取代 。 原生质层是生物膜的特例 , 用原生质层代替生物膜 这个核心概念 , 则是专门表达植物细胞渗透吸水的
息应用的范畴 。按广义的知识观 , 学习者从获得 具体信息到建构新的认知结构 , 都属于知识的范
畴 , 即知识不仅包括信息贮存和提取 , 也包括信
息应用 , 甚至把动作技能 (不属于认知领域)也 纳入知识范畴 。例如 , 安德森将知识划分为 :陈
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述性知识和程序性知识两大类 。前者是指个人具
有有意识的提取线索 , 因而能够直 接陈述的知 识 , 后者指个人无有意识的提取线索 , 只能借助 于某种作业形式间接推测的知识 。[ 4] (35)梅耶则将 知识分为三大类 :语义知识 , 指个人认识世界的
第 31 卷第 6 期 2011 年 6 月
CU RRIC U LU M , T EA CH IN G M A T ERIA L A N D M E THO D
Vo l.31 , No.6 June , 2011
高中生物学的概念与命题＊
郑春和
(北京市第 四中学 , 北京 100034)
摘要 :概念是反映事物本质的思维产物 , 命题是由多个概念组成的表达判断的语句 , 核心概念是命题中具有不可替代作用的词项 。中学生物学的单元知识学习 , 实质上 是引导学生习得一个完整的核心概念体系 , 以核心概念传递为依托教会学生学习和 思考并促进个性发展 。 关键词 :基础知识 ;概念 ;命题 ;核心概念 中图分类号 :G 633.91 文献标志码 :A 文章编号 :1000-0186(2011)06-0087-05
布鲁纳与他人合著的 《思维的研究》 一书中 指出 , 任何概念都具有名称 、 例证 、 属性 、 属性 价值 、 规则五 种要素 。 名称 是指赋予概 念的术 语 , 如兴奋 、 香蕉 、 细胞膜 、 光合作用 、 遗传信 息携带者 、 DNA 分子双螺旋结构模型 、 内环境 稳态 、 物质 循环 、 能量流 动等 , 都 是经 验 、 客 体 、 结构或过程等某类事物的名称 , 显然 , 概念 是由单词或短语表述的 。
《普通高中生物课程标准 (实验)》 (以下简 称 《标准》) 在阐述课程目标时 , 将 “ 获得生物 学基本事实 、 概念 、 原理 、 规律和模型等方面的 基础知识 , 知道生物科学和技术的主要发展方向 和成就”[ 1] (7)作为学生学习的具体目标之一 。 为 了提高单元知识教学质量 , 笔者对高中生物学基 础知识的结构 , 尤其是单元知识与核心概念体系 的关系做些许探讨 。
关于概念的结构目前有特征说和原型说两种主 要理论 。特征说认为 , 概念由定义特征和概念规则
两个因素构成 , 人们头脑里的概念是由定义特征和 概念规则有机结合而成的 。概念的定义特征和特异 特征共同构成其语义特征 , 但只有定义特征能表征 概念的本质特征 。用于整合概念定义特征的规则 , 包括肯定 、 否定 、 关系 、 合取 、 析取等 。 原型说 则认为 , 概念由原型和范畴成员的代表性程度构 成 。原型是最能表征概念的典型例证 。范畴成员 的代表性程度是指属于同一概念的肯定例证之间 的最大差异 , 即其他例证偏离原型的容许距离 。
(二)命题是表达判断的语句 在现代哲学 、 逻辑学和语言学中 , 命题是人 们表达对客观对象作出判断的语句 。 在 “命题” 这个概念定义中 , 强调命题不是指判断 (陈述) 本身 , 而是指所表达的语义 , 即由一个语句表达 的能够被各个认知主体共同理解的思想内容的真 实性 (真值)。 例如 , 生物大分子以碳链为骨架 , 膜蛋白分子覆盖 、 嵌入或贯穿磷脂双分子层 , 膜 脂分子运动使细胞膜具有流动性 , 渗透是指水分 子通过生物膜的扩散过程 , 在糖酵解阶段 1 分子 葡萄糖降解为 2 分子丙酮酸 , DNA 分子通过自 我复制实现遗传信息传递 , 减数分裂时等位基因 分离 , 种群是一定空间和时间内同种生物个体的 总和 , 自然选择使种群基因频率发生定向改变 , 等等 , 这里列举的每个陈述句都是真命题 。 人们认识和理解客观对象 , 是个由表及 里 、 由现象到本质 、 去伪存真的过程 。 在一段时间内 , 表达判断的语句可能是不真实的 , 例如 , 暗反应 是不需要光的反应 , 低温抑制或使酶活性降低 , AT P 分子末端的 P -O 键是高能键 , 都是伪命题 。 值得提出的是 , 不同的词语可以表达同一命 题 。 例如 , 食 盐是白的和 NaCl 的晶体 是白的 , 就是相同命题的表述 。杂合体内每对等位基因分 离的同时 , 位于非同源染色体上的非等位基因表 现为自由组合 。 也就是说 , 杂合体内位于非同源 染色体上的非等位基因之间的分离或组合是互不 干扰的 , 独立地分配到配子中去 。 这里 , 也就是 说前后的这两个陈述句 , 都是表达基因自由组合 定律的命题句式 。 从上述例证看出 , 有的命题简单 , 由一个不 能分割的完整句式表达 , 如生物大分子以碳链为 骨架 , 高温使酶变性失活等 , 有的命题复杂 , 是 由多个简单命题组成的复合命题 , 如表达基因自
总之 , 可以把高中生物基础知识理解为 :主 要是课本中以知识单元形式呈现的帮助学生理解 生命本质并学会学习和思维的一般知识 , 是由基 本事实 、 基本概念和命题 , 以及科学探究的基本 方法等构成的知识体系 , 是学生继续学习生物学 专业知识的必要基础 。
二 、 概念和命题
现代认知心理学 家认为 , 概念是知 识的细 胞 , 命题是知识的基本单元 。 一个命题是由多个 概念组成的复合观念 , 所谓的学科知识结构就是 许多彼此联系的命题组成的知识网络 , 知识学习 实质上是概念和命题学习 。
知识 ;程序性知识 , 指用于具体情境的成套的方 法步骤 ;策略性知识 , 指如何学习 、 记忆 、 解决 问题等一般方法 。[ 4] (36)
(二)高中生物学基础知识 众所周知 , 生物学是自然科学中的一门基础
学科 , 是研究生命现象和生命活动规律的科学 。
收稿日期 :2010-12-27 ;修回日期 :2011-03-10 作者简介 :郑春和 (1939 — ), 男 , 山东莱芜人, 中学高级教师 。
(一)概念是反映事物本质属性的思维产物 概念是人类对事物本质的认识 , 它既是知识 的细胞 , 也是思维过程的核心和基本形式 。 人们 · 88 ·
认识周围事物始于形成概念 , 最初形成的概念是 前科学思维时期的日常生活概念 。 这种概念通常 是作为对周围事物的感性经验的直接概括 , 并不 是很抽象的 。 人们在相关学科理论指导下形成的 概念即为科学概念 , 这种概念总是处于某个学科 理论系统之中 , 具有较高的抽象性和概括性 , 是 学科知识结构的细胞 。
一 、 知识和基础知识
顾明远主编的 《教育大辞典》 中对知识的定 义是 :“对事物属性与联系的认识 。表现为对事 物的知觉 、 表象 、 概念 、 法制等心理形式 。”[ 2] 解 析知识的定义可知 , 按照知识性质的不同 , 可以 将一门学科知识划分为不同的类别 。
(一)知识的分类 早在 1956 年, 美国学者布卢姆 (Benjamin S . Bloom)在他出版的 《教育目标分类学 · 第一分册 : 认知领域》 一书中 , 将一个学科单元知识划分为三 类:事实性知识 、 方法性知识和命题性知识 。[ 3] 此后 , 由于不同学者的知识观不同 , 对知识 的分类也各不相同 (表 1)。 按照狭义的知识观 , 知识专指信息的贮存和 提取 , 如布卢姆所谓的 “知识” 和加涅的 “言语
属性是指根据一些肯定例证抽出的同类事物的 共同特征 , 大多数概念的属性又有本质属性和非本 质属性之分 。例如 , 自然发生的基因突变具有普遍 性 、 结构可变性 、 多方向性 、 稀有性 、 多害少利性 等属性 , 其中 , 由于碱基对的增添 、 缺失或改变而 导致基因内部可遗传结构的改变是本质属性 。基因 内部结构改变引起的遗传效应 , 与染色体结构变异 引起的基因位置和剂量效应很不相同 , 这种具有区 别作用的本质属性称为标准属性 。一个概念不同于 另一个概念 , 在于它包含着具有区别作用的本质属 性 , 这就是概念的属性价值。