探索單元教學設(shè)計中次位概念的有效構(gòu)建

周耀紅

摘要以“生物催化劑——酶”為例，探索了單元教學中提升次位概念構(gòu)建有效性的途徑，從梳理單元概念圖譜入手，注重情境在單元內(nèi)的連貫，并以教學目標為依據(jù)，合理構(gòu)建次位概念，實現(xiàn)單元教學中次位概念對重要概念的支撐作用。

關(guān)鍵詞 次位概念 重要概念 單元教學 生物學教學

中圖分類號G633. 91文獻標志碼B

利用單元教學設(shè)計，落實生物學學科核心素養(yǎng)是目前備受認可的做法?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《新課標》）中“內(nèi)容聚焦大概念”是基本理念之一，也是單元教學設(shè)計的引領(lǐng)。以大概念為統(tǒng)領(lǐng)，聚焦若干重要概念，再分別依賴次位概念的構(gòu)建支撐重要概念的形成，進而完成相對完整的單元教學設(shè)計，是落實學科核心素養(yǎng)的有效方式。

在單元教學設(shè)計所依賴的概念圖譜中，次位概念（也稱一般概念）是基于若干生物學事實性知識而形成的。次位概念的有效支撐是學生重要概念形成的基本保障。聚焦于同一重要概念下的次位概念足夠清晰，邏輯順暢，才有可能逐層、逐級構(gòu)建出大概念下完整、系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)，進而完成生命觀念的滲透和內(nèi)化。下面嘗試以“生物催化劑——酶”的教學為例，探索單元教學設(shè)計中次位概念的有效構(gòu)建。

1梳理概念圖譜，明確不同概念間的關(guān)聯(lián)

《新課標》中導向“物質(zhì)與能量觀”的大概念之一是“細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖”。依據(jù)《新課標》，同時結(jié)合樊婷婷的相關(guān)研究，對“酶”所屬單元相應概念圖譜的梳理為圖1。

由圖1可知，重要概念2強調(diào)“細胞的功能基于化學反應”，而化學反應的高效有序進行有賴于酶的催化。同時，對酶的催化功能的理解也有助于理解次位概念2中ATP、ADP的相互轉(zhuǎn)換，有助于理解次位概念3和4中的光合作用和細胞呼吸所實現(xiàn)的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換。

2注重情境設(shè)計，合理融入單元主線

學科知識本來就產(chǎn)生于某種特定的情境中，而脫離了特定的情境，學科知識就會僵化，缺乏生命力。對于單元整體教學設(shè)計而言，創(chuàng)設(shè)一條能貫穿單元內(nèi)容的情境主線則有助于順利地派生出單元內(nèi)的各條分支內(nèi)容。

“酶”所屬單元在整體設(shè)計時可嘗試以“健康食譜的設(shè)計”為情境主線。與食譜中營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收相關(guān)聯(lián)，以學生相對熟悉的消化酶作為構(gòu)建該次位概念的情境，既連貫又合理。從認識“消化酶”開始，再類推到細胞內(nèi)各類生化反應均由酶來催化也顯得相對自然。與“消化酶”相關(guān)聯(lián)，教師可以派生出“消化不良”和“多酶片”等情境，并由此設(shè)計多角度、多層次的學習問題或任務(wù)。相對連貫或有關(guān)聯(lián)的情境設(shè)計有助于學生順利地沿著單元情境主線，有效地“吸附”并構(gòu)建單元內(nèi)的次級概念。

3依據(jù)教學目標，有效構(gòu)建次位概念

《新課標》中有關(guān)酶的內(nèi)容要求是“說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素（如pH和溫度等）的影響”。從學業(yè)要求角度分析，相應的教學目標包括：認識酶的化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)；從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應的角度，說出酶作用的特點，認識到酶是細胞內(nèi)實現(xiàn)物質(zhì)和能量變化的重要分子；比較酶和無機催化劑的異同，理解酶的催化特性；運用實驗數(shù)據(jù)解釋溫度、pH等條件對酶活性的影響，理解實驗設(shè)計中控制變量原則，能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋和分析。

《新課標》給出的教學建議中強調(diào)了“實驗教學”在生物學學科素養(yǎng)達成上的重要支撐意義，并說明了“組織以探究為特點的主動學習是落實生物學學科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵”。因此，在“酶”這一節(jié)內(nèi)容的教學設(shè)計上較多地采用了實驗教學的方式。教學過程主要流程如圖2所示。

教師從與單元情境“健康食譜設(shè)計”相關(guān)聯(lián)的情境分支“消化酶”出發(fā)，通過課堂實驗（物質(zhì)鑒定實驗的應用）和資料分析，輔助學生確認酶的化學本質(zhì)問題；再從學生已知的多種消化酶，引導學生探究酶的特異性（專一性）；輔以“酶作用機制”的動畫視頻，進一步引導學生理解酶與底物特異結(jié)合后發(fā)揮催化作用。學生進而通過類比推理，明確細胞內(nèi)的各種化學反應也需由不同的酶來催化。教師以細胞內(nèi)的過氧化氫酶為例，引導學生探究酶的催化效率，后續(xù)則可順利地引導學生進一步探究溫度和pH對酶催化效率的影響。從提升學生思維品質(zhì)考慮，教師可增設(shè)問題“為什么消化酶沒有分解自身細胞？”和酶原的相關(guān)信息，以引導學生在新信息處理和討論的過程中進一步理解酶催化作用發(fā)揮的重要機制。最后，教師聯(lián)系“多酶片”的應用，使學生體會到學科知識在醫(yī)學領(lǐng)域的應用，并提倡健康飲食。

單元教學設(shè)計可以認為是一種由上而下的系統(tǒng)設(shè)計，強調(diào)把一個主題或項目的單元教學內(nèi)容作為一個整體，指向關(guān)聯(lián)緊密的教學目標、實施適切的教學過程和教學評價，凸顯了學科核心素養(yǎng)養(yǎng)成的長期性、滲透性和整體性等特點。而次位概念的有效構(gòu)建正是重要概念形成的基礎(chǔ)保障?；诖挝桓拍钤O(shè)計的教學，教師需引導學生回顧該概念在整體單元中的位置，幫助學生找到與重要概念的直接關(guān)聯(lián)點，確保學生有層次地建構(gòu)知識，使得建立的大概念提升至觀念的層次，進而落實學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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