基于大概念的單元復(fù)習(xí)策略探究
——以浙科版 《生物的進化》為例

韓偉琴

(浙江省嘉興市桐鄉(xiāng)市鳳鳴高級中學(xué))

一、大概念教學(xué)的邏輯理路

《普通高中生物學(xué)課程標準》指出,生物學(xué)課程的總目標是提高全體學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng),具體包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責任四個方面?；诖?我們要把課程目標的理念和要求、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法,轉(zhuǎn)化為符合高中學(xué)生認知水平的教學(xué)設(shè)計,才能有效地達成課程目標。在教學(xué)中,采用大概念組織教學(xué)內(nèi)容,聯(lián)系已有教學(xué)內(nèi)容,把章節(jié)教學(xué)內(nèi)容按照一定的邏輯線索組建成彼此有聯(lián)系的,深入淺出的教學(xué)素材,從整體上對單元教學(xué)進行大概念教學(xué)設(shè)計,可以有效解決課時教學(xué)設(shè)計的斷層性、局限性,從而有效地落實學(xué)科核心素養(yǎng)和課程目標。

二、單元教學(xué)內(nèi)容分析

(一)教材分析

遺傳與進化模塊是浙科版《生物學(xué)必修2》的內(nèi)容,旨在使學(xué)生形成“遺傳信息控制生物性狀,并代代相傳”和“生物的多樣性和適應(yīng)性是進化的結(jié)果”兩個大概念。生物的多樣性和適應(yīng)性是進化的結(jié)果,圍繞“生物進化”這個核心概念,用具體實例概述種群、種群基因庫和基因頻率的概念,用數(shù)學(xué)方法討論變異和自然選擇使基因頻率發(fā)生變化的必然性,探討耐藥菌的出現(xiàn)與抗生素濫用的關(guān)系,說明現(xiàn)存生物適應(yīng)性的成因。闡述變異、選擇和隔離可導(dǎo)致新物種的形成。舉例說明生物多樣性為人類生存提供資源和適應(yīng)環(huán)境,從而認識生物多樣性與社會可持續(xù)發(fā)展的意義。

“種群”和“物種”是本單元的兩個重要概念。概括能力是利用從生命現(xiàn)象中得到的本質(zhì)知識去解釋生命現(xiàn)象的能力。這兩個概念的概括、建立順利與否,直接影響到學(xué)生對于“進化”這一核心概念的理解。

以學(xué)習(xí)進階為工具對本單元教學(xué)內(nèi)容進行梳理,將單元教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃為三個逐步上升的層級,力圖使學(xué)生對從宏觀上形形色色的生物認知擴展到微觀的“基因頻率” “基因型頻率”的學(xué)習(xí),逐步豐富與完善學(xué)生對進化的認知。確立本單元具體內(nèi)容進階關(guān)系如圖1所示。

圖1 單元內(nèi)容進階關(guān)系設(shè)計

在圍繞大概念組織高三復(fù)習(xí)課堂教學(xué)內(nèi)容時,更為重要的是逐漸形成解決問題的大思路(這里的大思路與學(xué)科核心素養(yǎng)中強調(diào)的科學(xué)思維和科學(xué)探究相對應(yīng))。因此,除了重視知識的內(nèi)在邏輯和條條框框的知識點外,還要重視挖掘出知識中隱含的生物學(xué)認知方式、思想方法、跨學(xué)科概念等學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展價值。本單元知識蘊含的科學(xué)認知方式見下表1。

表1 模塊內(nèi)在邏輯中蘊含的認知方式

(二)學(xué)情分析

1.高三復(fù)習(xí)課堂教學(xué)分析

復(fù)習(xí)課是高中生物課堂教學(xué)的重要組成部分,它的主要任務(wù)是鞏固、加深已學(xué)過的知識,承載著回顧與整理、溝通與生長的獨特功能。而在整個高三復(fù)習(xí)階段,知識點的串聯(lián)以及輻射更是重中之重。一個好的知識框架往往能針對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的問題“對癥下藥”,起到“藥到病除” “事半功倍”的效果。

2.學(xué)生原有的認知基礎(chǔ)分析

按照進度安排,已經(jīng)復(fù)習(xí)了生物的遺傳與變異,學(xué)生進一步認同遺傳與變異是生物的基本特征之一,在生物界是普遍存在的。在此基礎(chǔ)上,引出問題:那么這些不同方向的變異個體,有的被選擇存活下來,由于遺傳的力量,他們的后代也帶有相應(yīng)的性狀。世世代代,種群中相關(guān)的有利變異被保存下來并不斷得到積累。由宏觀上的變化引導(dǎo)學(xué)生從基因角度解釋這個現(xiàn)象。從課標出發(fā),對本單元的概念進行解構(gòu)、分析,從而明確人與生物多樣性的和諧統(tǒng)一關(guān)系,認同生物多樣性為人類的所需提供間接和直接價值。

學(xué)生具有一定的科學(xué)推理和科學(xué)論證能力,了解科學(xué)探究的基本思路,但探究方法比較單一,探究時的思維深度較淺。

3.學(xué)習(xí)困難分析

有限的復(fù)習(xí)課堂教學(xué)手段,學(xué)校里現(xiàn)有的化石等材料的缺乏,影響學(xué)生對共同祖先的認識。學(xué)生思維能力的缺乏,本單元涉及基因頻率的內(nèi)容較為抽象,特別是伴X染色體上相關(guān)基因頻率的計算,在復(fù)習(xí)中,學(xué)生很難直接在頭腦中建立合理的種群圖景。高三的復(fù)習(xí)課堂,學(xué)生總覺得自己已經(jīng)掌握知識點了,對于事物的因果解釋缺乏耐心,關(guān)注表象和結(jié)論,不關(guān)注過程,對機理的深入理解缺乏耐心。

三、圍繞大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計

(一)目標設(shè)計

在分析知識內(nèi)容層級的前提下,基于學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)情的分析,制訂單元復(fù)習(xí)課堂教學(xué)目標如下:

通過提煉與分析,歸納生物的多樣性與統(tǒng)一性的層次,并能對一些實例進行分析討論;認同優(yōu)勢性狀個體能夠更易于參與繁殖,并且生存機會更大,正確解讀適者生存的本質(zhì);舉例分析人類對生物多樣性的影響,根據(jù)生物多樣性的特點,提出相應(yīng)的保護措施,形成嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問題的擔當和能力。

(二)過程設(shè)計

1.構(gòu)建單元概念網(wǎng)格圖

經(jīng)過研讀教材,層層篩選,確定生物的進化為本單元的大概念,由此輻射出種群、物種兩個次要概念,可遺傳變異、自然選擇、生殖隔離為本單元的主要概念。將大概念、主要概念、次要概念結(jié)合起來構(gòu)建單元概念圖如圖2。

圖2 單元概念圖

2.基于大概念的單元任務(wù)設(shè)計

認知學(xué)習(xí)理論,建構(gòu)主義理論認為教學(xué)是以學(xué)生為主體的行為,所以在設(shè)計單元任務(wù)時要從發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,提高課堂教學(xué)效率的角度出發(fā),遵循循序漸進的原則,設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)如下。

任務(wù)1

情境:給出人和大猩猩的骨骼圖(圖3),發(fā)現(xiàn)人體結(jié)構(gòu)和功能與大猩猩是十分相似的。人身體上的每一塊骨骼,大猩猩身體上都有,只是大小比例有所不同。

圖3 人和大猩猩的骨骼圖

活動:分組交流從圖中看到了什么?討論、總結(jié)人和大猩猩的骨骼的相似性。

歸納總結(jié):人、大猩猩在結(jié)構(gòu)和功能上有統(tǒng)一的模式。

任務(wù)2

情境:在生存斗爭中,誰能獲勝?什么樣的個體能生存?一定是具有優(yōu)勢性狀的個體。比如古代的長頸鹿的前肢和頸,有的長,有的短(圖4)。

圖4

活動:通過網(wǎng)絡(luò)查找有關(guān)環(huán)境變化,分組討論、交流,解釋長頸鹿的脖子為什么那么長?

歸納總結(jié):在食物不足的情況下,頸和前肢長的個體能夠吃到高處的樹葉,就容易生存下去,并且繁殖后代,這是適者生存;四肢和頸短的個體,吃不到高處的樹葉,導(dǎo)致營養(yǎng)不良,體質(zhì)虛弱,本身活下來的可能性很小,留下后代的機會更小,這是不適者被淘汰。經(jīng)過許多代后頸短些的長頸鹿被淘汰了,四肢和頸長的個體容易生存下去,并且繁殖后代。漸漸地,這個種群都是脖子很長的個體。

結(jié)合教材,原來在自然界中的物種,其個體之間普遍存在變異,有些性狀有利于個體在特定環(huán)境中存活和繁殖,另一些則是不利的。性狀特征有助于其生存的個體較之沒有這種特征的個體,能繁殖出更多的后代。這個過程就是自然選擇。

任務(wù)3

情境:《熊出沒之雪嶺熊風(fēng)》的故事中,在狗熊嶺百年不遇的大雪中,熊二偶遇了小時候曾有過一面之緣的神秘小伙伴,除了重逢的喜悅,小伙伴也給熊二帶來了不少麻煩:窮兇極惡的追獵者、神秘而未知的重大傳說等,此時人類世界已經(jīng)遭遇了很大的變化,因為生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重的破壞(圖5)。

圖5 熊出沒之雪嶺

活動:通過網(wǎng)絡(luò)查找極端環(huán)境的惡劣,分組討論環(huán)境遭破壞后對人類的危害以及人類活動對生物多樣性的影響,在此基礎(chǔ)上,提出合理的保護生態(tài)的措施。

歸納總結(jié):隨著人們生活水平的日益提高,人們不再只關(guān)心自己的衣食冷暖,而是把更多的目光放到了和自己生活息息相關(guān)的周邊環(huán)境。遺憾的是我們發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題日益突出,“環(huán)?！背闪艘粋€沉重的話題。

我們生活在沿海城市,這幾年依托一定的自然環(huán)境條件,經(jīng)濟發(fā)展得較快,但是太注重經(jīng)濟發(fā)展的同時嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境。為了更好地生存和發(fā)展,人類社會未來的正確發(fā)展道路就是可持續(xù)發(fā)展。

(三)評價設(shè)計

一輪復(fù)習(xí)本模塊的重點在于運用進化與適應(yīng)觀闡釋生物多樣性和統(tǒng)一性以及與環(huán)境的關(guān)系,能以生命觀念為指導(dǎo),解釋生命現(xiàn)象,探究生命活動的規(guī)律。鑒于此,本單元復(fù)習(xí)教學(xué)采用過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的方式。

1.過程性評價:在課程實施過程中的不同階段對學(xué)生參與討論、交流,積極動腦等行為表現(xiàn)方面進行考核評價;對學(xué)生完成的任務(wù)式學(xué)習(xí)、從現(xiàn)象中分析出相應(yīng)規(guī)律、概括出相關(guān)概念等及時給予評價。

2.總結(jié)性評價:在課程結(jié)束后對學(xué)生進行相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的書面考核,以能否正確解釋和解決實際問題為主。下面以一道新情境下的試題來介紹單元學(xué)習(xí)評價。

【試題】(2022·浙江強基聯(lián)盟10月統(tǒng)測,20)野生水稻具有“落?！碧匦?即種子成熟后易從穗上掉落;栽培水稻是由野生稻馴化而來的,通常表現(xiàn)為“不落?！?。下列敘述正確的是

(C)

A.水稻群體的遺傳多樣性在栽培馴化過程中逐漸提高

B.水稻“不落?！碧匦允邱Z化過程中由人類誘變產(chǎn)生的

C.決定“不落?！毙誀畹幕虻念l率在馴化過程中逐漸升高

D.栽培水稻與野生水稻之間產(chǎn)生了生殖隔離,但仍屬于同一物種

本題圍繞一個大概念“生物的進化”,主要考查學(xué)生的理性思維,讀懂題目,從題目情境中尊重選擇這個事實與證據(jù),理解栽培水稻與野生水稻之間沒有生殖隔離,仍屬于同一物種。帶著嚴謹和務(wù)實的求知態(tài)度,用科學(xué)的思維方法去理解種群基因頻率的概念,從而解決實際問題:決定“不落?！毙誀畹幕虻念l率在馴化過程中逐漸升高。同時也考查了學(xué)生的社會責任思維,基于生物習(xí)題,認識人是社會的一分子,理性看待人類對生物多樣性的影響。

四、大概念教學(xué)反思

進化部分的特點是相近概念多且抽象,相互之間容易混淆,比如新物種形成的標志和進化的標志,從而造成學(xué)生學(xué)習(xí)困難較大。通過模塊教學(xué)設(shè)計清晰地呈現(xiàn)了模塊學(xué)習(xí)層級,伴隨認知發(fā)展的素養(yǎng)發(fā)展規(guī)劃,使得模塊教學(xué)能按照一定的邏輯線索展開,改善學(xué)生碎片化的知識儲備。

生物學(xué)科知識點多,特例也多,學(xué)生會覺得比較零碎,很難系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)。通過大概念教學(xué)設(shè)計,可以很好地進行大單元教學(xué),幫助學(xué)生舉一反三,更好地培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。