培育生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的大概念教學(xué)過程及意義

瞿大樅 張邊江

摘要分析大概念含義，關(guān)聯(lián)核心素養(yǎng)組成維度，歸納大概念生成路徑，概括大概念教學(xué)要義和策略，生成大概念教學(xué)流程。以“人體概述”為例，分析大概念教學(xué)過程的“確定大概念→外顯大概念→活化大概念→建構(gòu)大概念→評(píng)價(jià)大概念”教學(xué)環(huán)境。在此過程中，闡明大概念教學(xué)的意義，不僅是大概念的生成過程，也是學(xué)科育人實(shí)踐路徑和核心素養(yǎng)培育路徑。

關(guān)鍵詞 生物大概念 大概念教學(xué) 生物核心素養(yǎng) 人體概述 教學(xué)案例

中圖分類號(hào)G633. 91文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

1大概念與大概念教學(xué)

1.1大概念含義及生成

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》為“促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)”，應(yīng)“進(jìn)一步精選學(xué)科內(nèi)容，重視以大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化”。故可認(rèn)為大概念是依賴真實(shí)情境、將相互聯(lián)系的事實(shí)和概念進(jìn)行整合、抽象概括出來的、能廣泛遷移的概念。根據(jù)大概念定義，結(jié)合科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力的多個(gè)維度，將大概念的生成過程與核心素養(yǎng)的內(nèi)涵進(jìn)行聯(lián)系，歸納總結(jié)出大概念生成路徑圖，如圖1所示。

這里的支撐性概念可以是初中生物課標(biāo)中的一般概念和重要概念、高中生物課標(biāo)中的次位概念和核心概念。教師從學(xué)科現(xiàn)象和事實(shí)中通過觀察、科學(xué)思維和科學(xué)探究等進(jìn)行論證，總結(jié)歸納出支撐性概念。抽象的大概念遠(yuǎn)離學(xué)科現(xiàn)象和事實(shí)，故支撐性概念向上抽象概括大概念，運(yùn)用的科學(xué)思維主要是高階思維。支撐性概念和大概念均支撐起學(xué)科核心素養(yǎng)，抽象的大概念還蘊(yùn)含核心素養(yǎng)，而支撐性概念的理論性和抽象性不足，不足以支撐表達(dá)凝練、內(nèi)涵豐富的學(xué)科核心素養(yǎng)，只起到一定的支持作用。

1.2大概念教學(xué)要義和策略

根據(jù)上述大概念定義和生成路徑，可分析得出大概念教學(xué)要義和基本策略。

要義和策略1：大概念是抽象概括出來的知識(shí)框架，是對(duì)本學(xué)科或主題單元的總體的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，是結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系和概念集。要求進(jìn)行大概念教學(xué)時(shí)，教師需對(duì)課程內(nèi)容、教學(xué)內(nèi)容與生活世界進(jìn)行聯(lián)系和統(tǒng)整，抽離出大概念；再將已明晰的大概念轉(zhuǎn)化為具體的、可操作、可達(dá)成的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

要義和策略2：大概念的形成需對(duì)若干支撐性概念抽象概括。而支撐性概念是從學(xué)科現(xiàn)象和事實(shí)中歸納總結(jié)出來的，離不開具體的事實(shí)和知識(shí)支撐。所以，大概念教學(xué)依賴富含事實(shí)和知識(shí)的學(xué)習(xí)情境，即大概念教學(xué)首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)復(fù)雜的真實(shí)情境。

要義和策略3：大概念的價(jià)值是能進(jìn)行高通道遷移，能遷移應(yīng)用到類似的和相近的情境中。大概念教學(xué)的價(jià)值的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以是“高通道遷移”，解釋生活現(xiàn)象和解決現(xiàn)實(shí)問題，在真實(shí)的生活世界中踐行大概念知識(shí)的實(shí)踐價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

要義和策略4：大概念的形成是通過學(xué)科思維和方法（如科學(xué)思維和科學(xué)探究）建構(gòu)，蘊(yùn)含學(xué)科觀念，且指向社會(huì)責(zé)任。大概念本身即學(xué)科觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)的多維一體，是素養(yǎng)目標(biāo)的具體化。那么，大概念的生成過程，就是學(xué)科核心素養(yǎng)的生成路徑；大概念教學(xué)過程就是學(xué)科核心素養(yǎng)的培育路徑。

1.3大概念教學(xué)流程

結(jié)合上述大概念教學(xué)要義和策略，根據(jù)李松林教授設(shè)計(jì)大概念教學(xué)流程“確定大概念→轉(zhuǎn)化大概念→活化大概念→建構(gòu)大概念→評(píng)價(jià)大概念”，設(shè)計(jì)適合科學(xué)學(xué)科的大概念教學(xué)流程（圖2）。

大概念教學(xué)以單元教學(xué)設(shè)計(jì)為載體，圖中大概念教學(xué)過程，也是主題單元教學(xué)設(shè)計(jì)流程。其中的“活化大概念→建構(gòu)大概念→評(píng)價(jià)大概念”是課堂教學(xué)流程，為便于理解，有學(xué)者從構(gòu)成要素對(duì)之簡述為“情境-問題-活動(dòng)-評(píng)價(jià)”。

2例析大概念教學(xué)過程

以蘇教版初中生物學(xué)七年級(jí)下冊的“人體概述”為例，應(yīng)用上述大概念教學(xué)流程，闡明大概念教學(xué)要義。

2.1確定大概念

分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容，深度理解抽象概括出大概念。人體組成層級(jí)是“細(xì)胞→組織→器官→系統(tǒng)→人體”。課標(biāo)要求學(xué)生從系統(tǒng)層面說明人體組成。人體的一百多個(gè)器官組成八大系統(tǒng)，八大系統(tǒng)分工協(xié)作完成各項(xiàng)生命活動(dòng)，從功能維度構(gòu)成人體。要闡明各系統(tǒng)的功能，需先認(rèn)識(shí)各系統(tǒng)的器官組成；為闡明各系統(tǒng)的功能，必先分析各系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和器官功能。學(xué)生比較與分類人體各器官，歸納各器官的功能，概括與綜合出系統(tǒng)的功能。部分學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)：系統(tǒng)的功能由組成器官?zèng)Q定。教師抓住教學(xué)契機(jī)，明晰學(xué)生發(fā)現(xiàn)的半隱性概念，將“生物體結(jié)構(gòu)與功能的一致性”生命觀念顯性化為本節(jié)大概念（以下簡稱“本節(jié)大概念”）。

大概念具有統(tǒng)攝性，是知識(shí)框架，也是結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系和概念集。在教學(xué)時(shí)間維度，大概念教學(xué)不是一節(jié)課所能完成的，需要對(duì)之長時(shí)間持續(xù)教學(xué)。“本節(jié)大概念”貫穿于中學(xué)生物教學(xué)的全過程。本冊教材的主要內(nèi)容是人體各系統(tǒng)的功能是由組成的器官和結(jié)構(gòu)決定，各章節(jié)的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容均指向“本節(jié)大概念”教學(xué)。為了達(dá)成“本節(jié)大概念”的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生需要遷移大概念，如翻開教材章節(jié)目錄，看到以“系統(tǒng)功能”為標(biāo)題的章節(jié)時(shí)，腦海中蹦出“要想知曉功能，必先分析其結(jié)構(gòu)”的方法論、“結(jié)構(gòu)與功能具有一致性”的認(rèn)識(shí)論。在概念的內(nèi)容和層級(jí)上，“本節(jié)大概念”下位支撐性概念是“生物體的物質(zhì)組成與特性的一致性”（以下簡稱“支撐性概念”），通過實(shí)驗(yàn)“骨的成分與特性的關(guān)系”證明“骨的物質(zhì)組成與特性的一致性”，從而論證“支撐性概念”，支撐“本節(jié)大概念”?！氨竟?jié)大概念”向上延展是“物體結(jié)構(gòu)與功能具有一致性”跨學(xué)科大概念?！拔矬w結(jié)構(gòu)與功能的一致性”不僅可統(tǒng)攝生物學(xué)科，還有物理和化學(xué)等科學(xué)學(xué)科的跨學(xué)科大概念。大概念在橫向和縱向均具有層次性，這種層級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)成了大概念內(nèi)在框架和整體性。將本節(jié)科學(xué)大概念層級(jí)關(guān)系和整體性表征如圖3所示。

2.2轉(zhuǎn)化大概念

轉(zhuǎn)化大概念即將大概念轉(zhuǎn)化為具體的、可操作、可達(dá)成的學(xué)習(xí)目標(biāo)。將“本節(jié)大概念”轉(zhuǎn)化為：學(xué)生通過觀察人長骨結(jié)構(gòu)模型，說出長骨的結(jié)構(gòu)組成，說明骨生長的過程和原因，形成“本節(jié)大概念”的生命觀念。將“支撐性概念”轉(zhuǎn)化為：觀察“骨的煅燒”和“骨的脫鈣”演示實(shí)驗(yàn)過程和感知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，形成“支撐性概念”的生命觀念。

2.3活化大概念

“本節(jié)大概念”和“支撐性概念”的情境問題分別是：人為什么會(huì)長高？青少年兒童和老年人都容易骨折，原因是一樣的嗎？

“本節(jié)大概念”的情境任務(wù)是：觀察人長骨結(jié)構(gòu)模型，說出長骨的結(jié)構(gòu)組成，說明骨長長和長粗的過程和原因?！爸涡愿拍睢钡那榫橙蝿?wù)有：①觀察“骨的煅燒”和“骨的脫鈣”演示實(shí)驗(yàn)過程和感知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；②分析表格中三類人群（青少年和兒童、成年人、老年人）骨內(nèi)無機(jī)物和有機(jī)物含量的變化規(guī)律，歸納出骨的成分與特性的關(guān)系。

學(xué)習(xí)活動(dòng)承載大概念的生成和素養(yǎng)的培育，“應(yīng)高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實(shí)踐經(jīng)歷”“倡導(dǎo)真實(shí)實(shí)驗(yàn)優(yōu)于模擬實(shí)驗(yàn)，模擬實(shí)驗(yàn)優(yōu)于思維實(shí)驗(yàn)，促成學(xué)生做中學(xué)，說中學(xué)，悟中學(xué)”。即“活化大概念”的過程是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和具身學(xué)習(xí)的過程。

2.4建構(gòu)大概念

通過觀察和科學(xué)思維（分析與類比），建構(gòu)“本節(jié)大概念”：長骨主要由骨膜、骨質(zhì)和骨髓三部分組成；長骨兩端的軟骨層能不斷形成新的骨細(xì)胞，使骨長長，同時(shí)骨膜內(nèi)的成骨細(xì)胞也能不斷形成新的骨細(xì)胞，使骨長粗。教師引導(dǎo)學(xué)生完成情境任務(wù)，回答情境問題，類比木本植物莖的長長長粗，綜合概括出“本節(jié)大概念”。

教師引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)探究和科學(xué)思維（分析與對(duì)比），建構(gòu)“支撐性概念”。（1）學(xué)生觀察、列表記錄兩實(shí)驗(yàn)過程和感知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析、比較該實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①骨由無機(jī)物和有機(jī)物組成；②無機(jī)物的特性是脆硬，有機(jī)物的特性是柔軟；③無機(jī)物和有機(jī)物按一定比例組合，骨既堅(jiān)硬又柔韌。（2）學(xué)生基于表格中的數(shù)據(jù)，分析、得出：青少年和兒童骨的特性是“硬度小、彈性大、易變形”；成年人骨的特性是“堅(jiān)硬且有彈性”；老年人骨的特性是“硬度大、彈性小、易骨折”。學(xué)生完成情境任務(wù)，回答情境問題，歸納概括出“支撐性概念”。

大概念的形成離不開具體的事實(shí)和知識(shí)。大概念教學(xué)首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)復(fù)雜的真實(shí)的情境，學(xué)生利用學(xué)科思維和方法等多樣化學(xué)習(xí)策略和方式完成情境任務(wù)，回答情境問題，在此過程中建構(gòu)大概念。從案例中不難發(fā)現(xiàn)，大概念的建構(gòu)過程，即利用關(guān)鍵能力（如科學(xué)思維的比較與分類、分析與綜合、抽象與概括等，科學(xué)探究中的分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論等）建構(gòu)生命觀念和大概念的過程，并在建構(gòu)過程中發(fā)展相關(guān)的關(guān)鍵能力。

2.5評(píng)價(jià)大概念

基于教學(xué)評(píng)一致性，在學(xué)教評(píng)一體化中評(píng)價(jià)大概念教學(xué)的結(jié)果與過程。從“本節(jié)大概念”維度，小組討論：促進(jìn)身高增加的方法和策略；某些學(xué)生和家長為了加快長高，濫用維生素和微量元素強(qiáng)化食物的后果。從“支撐性概念”維度，小組討論：青少年和兒童骨折的預(yù)防措施和老年人骨折的預(yù)防方法，體諒老年人動(dòng)作緩慢的原因，學(xué)會(huì)關(guān)愛老人，如扶老人過馬路和給老人讓座等。遷移應(yīng)用大概念解釋生活現(xiàn)象、解決真實(shí)問題和提出健康生活方式，還評(píng)價(jià)了大概念的價(jià)值，指向核心素養(yǎng)的社會(huì)責(zé)任維度。

3大概念教學(xué)意義：培育核心素養(yǎng)

學(xué)科核心素養(yǎng)包括學(xué)科觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任，它們都具有統(tǒng)攝性和高通道遷移性。因此，學(xué)科觀念可看作學(xué)科大概念，科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任，可看作跨學(xué)科大概念。這些大概念既蘊(yùn)含學(xué)科觀念、思維和方法，又蘊(yùn)含了學(xué)生的必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、必備品格和價(jià)值觀念，即指向?qū)W科核心素養(yǎng)又指向?qū)W生的核心素養(yǎng)。那么，大概念教學(xué)過程，不僅是大概念的生成過程，也是學(xué)科育人的實(shí)踐路徑；大概念教學(xué)過程，不僅是學(xué)科核心素養(yǎng)培育過程，還是學(xué)生核心素養(yǎng)培育路徑。

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