高中生物學(xué)核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階的實(shí)例研究

孫 娟

(陜西省西安市第五十三中學(xué) 陜西西安 710068)

當(dāng)代基礎(chǔ)教育科學(xué)課程改革的核心理念“整合與發(fā)展”是指圍繞大概念組織知識內(nèi)容，構(gòu)建課程概念體系，研究、設(shè)計和實(shí)施學(xué)習(xí)進(jìn)階，最終促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)連貫一致的發(fā)展。[1]《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》提出的基本理念“內(nèi)容聚焦大概念、教學(xué)過程重實(shí)踐”也提示我們，開展基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的核心概念教學(xué)，不但表現(xiàn)為核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階，而且更是可持續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

一、高中生物學(xué)核心概念內(nèi)涵

英文術(shù)語“big ideas”“key concepts”“core concepts”對應(yīng)的中文表述“大概念”“關(guān)鍵概念”“核心概念”等均用來表示核心概念。張穎之、劉恩山認(rèn)為核心概念是“位于學(xué)科中心的概念性知識，包括了重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋”，“是學(xué)科結(jié)構(gòu)的主干部分”。[2]高中生物學(xué)課程核心概念即《課標(biāo)》列出的必修模塊四個核心概念和選擇性必修模塊六個核心概念，集中體現(xiàn)了《課標(biāo)》“內(nèi)容聚焦大概念”的基本理念，“精簡內(nèi)容、突出重點(diǎn)”，“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)展生物學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)”。[3]

二、學(xué)習(xí)進(jìn)階的內(nèi)涵

學(xué)習(xí)進(jìn)階是以核心概念為主要教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)歷無數(shù)中間水平，最終掌握學(xué)科知識結(jié)構(gòu)框架，實(shí)現(xiàn)自我認(rèn)知發(fā)展的一個不斷積累，不斷演化的過程，包括進(jìn)階起點(diǎn)、進(jìn)階終點(diǎn)、進(jìn)階維度、進(jìn)階水平四個相互關(guān)聯(lián)的要素。[4]“學(xué)習(xí)進(jìn)階”實(shí)際上是對“應(yīng)該為學(xué)生設(shè)定怎樣的學(xué)習(xí)路徑”這一問題的探索，它可以直觀呈現(xiàn)各概念之間的發(fā)展路徑及聯(lián)系，顯示概念學(xué)習(xí)的來龍去脈，為教師的教和學(xué)生的學(xué)提供可參考的目標(biāo)，為最終理解核心概念提供“線路圖”。

三、基于核心概念進(jìn)階學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計

筆者以人教版高中生物必修一第四章第1節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”為例，探索基于概念進(jìn)階圖如何實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階的核心概念教學(xué)。（1）本節(jié)屬于《課標(biāo)》中第二個核心概念“細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)”中物質(zhì)變化的范疇，筆者針對此內(nèi)容繪制概念進(jìn)階圖 (見圖1)；（2）根據(jù)學(xué)生科學(xué)概念理解由簡到繁的過程，將本節(jié)學(xué)習(xí)進(jìn)階劃分為四個階段，分別對應(yīng)科學(xué)概念理解發(fā)展層級模型中的經(jīng)驗(yàn)、映射、關(guān)聯(lián)和整合[5](見圖2)；（3）依據(jù)教材、學(xué)情分析設(shè)計三個探究活動。探究活動一“滲透作用”，通過演示實(shí)驗(yàn)、動畫、模型構(gòu)建、合作探究等環(huán)節(jié)讓學(xué)生認(rèn)識裝置、觀察現(xiàn)象、理解原理，為學(xué)習(xí)水分子跨膜運(yùn)輸打下基礎(chǔ)。探究活動二“動物細(xì)胞的吸水和失水”，將以回憶為主的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為科學(xué)探究的素材。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生能提出合理假設(shè)“動物細(xì)胞相當(dāng)于滲透裝置，細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜，細(xì)胞質(zhì)與外界環(huán)境溶液存在濃度差”。結(jié)合已有知識，依據(jù)“體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師啟發(fā)下嘗試完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計，包括選擇實(shí)驗(yàn)材料、確定實(shí)驗(yàn)方法、討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄方式等。以上過程，依托學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)入手，學(xué)生初步了解科學(xué)探究的基本方法和一般過程，在此基礎(chǔ)上展開探究活動三。探究活動三“植物細(xì)胞的吸水和失水”，以小資料的形式給出植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，學(xué)生嘗試寫出“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)方案，表達(dá)交流，構(gòu)建知識。

圖1 “細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”概念進(jìn)階圖

圖2 “自由擴(kuò)散”概念進(jìn)階圖

我們從以上過程中不難看出，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階建構(gòu)的概念體系更好地綜合了概念的學(xué)科邏輯和學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，將概念體系劃分出不同的思維等級，并制定相應(yīng)遞進(jìn)水平，使學(xué)生對生物核心概念進(jìn)行連貫的、螺旋遞進(jìn)式學(xué)習(xí)，從而有效確保學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。