基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的概念教學(xué)設(shè)計

陳蕾 李平

摘要基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的概念教學(xué)是落實核心素養(yǎng)的重要路徑。依據(jù)該理論，在確定學(xué)習(xí)起點和終點的基礎(chǔ)上，設(shè)計能夠通過小步走來達(dá)成目標(biāo)的學(xué)習(xí)路徑，優(yōu)化課程資源作為實現(xiàn)重要概念學(xué)習(xí)進(jìn)階的“梯”，為發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)做有效嘗試。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)進(jìn)階 概念教學(xué) 課程資源 核心素養(yǎng)

中圖分類號G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的概念教學(xué)是落實核心素養(yǎng)的重要路徑。學(xué)習(xí)進(jìn)階是對學(xué)生在各學(xué)段學(xué)習(xí)同一主題的概念時所遵循的連貫的、典型的學(xué)習(xí)路徑的描述，是強調(diào)圍繞某一核心概念，以螺旋式上升的認(rèn)知規(guī)律來對其完成從表象和具體到抽象和本質(zhì)的認(rèn)識過程。我國各學(xué)段的生物學(xué)課程均有關(guān)于遺傳的學(xué)習(xí)內(nèi)容，但各學(xué)段的具體要求不同，表現(xiàn)為水平逐步提高。因此，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，教師在設(shè)計概念教學(xué)時必須考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)起點，即初中階段相關(guān)學(xué)習(xí)應(yīng)該達(dá)到的認(rèn)知水平，或是前階段學(xué)習(xí)實際掌握水平，將高中階段應(yīng)該達(dá)到的認(rèn)知水平作為學(xué)習(xí)終點，并且找到兩者之間學(xué)生需要跨越的學(xué)習(xí)障礙，設(shè)計概念進(jìn)階的學(xué)習(xí)路徑，優(yōu)化課程資源作為實現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階的“梯”，幫助學(xué)生構(gòu)建核心概念，同時養(yǎng)成良好的學(xué)科素養(yǎng)。下面圍繞“分離定律”這一重要概念，嘗試設(shè)計利于概念進(jìn)階的學(xué)習(xí)路徑，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

1學(xué)習(xí)起點和終點的確定

1.1學(xué)習(xí)起點的確定

依據(jù)《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（簡稱初中課標(biāo)），將有關(guān)遺傳內(nèi)容的各級概念描述整理為表1。

結(jié)合本節(jié)課學(xué)習(xí)的需要，依據(jù)初中課標(biāo)，兼顧孟德爾研究所處的歷史背景，確定學(xué)生的學(xué)習(xí)起點為：生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給后代，一些生物進(jìn)行有性生殖，后代的遺傳信息可來自不同親本;生物性狀是由基因控制的;一百多年前主流觀點是“融合遺傳”。

1.2學(xué)習(xí)終點的確定

依據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，與遺傳相關(guān)的核心概念是“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”。學(xué)生要形成這一核心概念，需要對涉及遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)、細(xì)胞基礎(chǔ)、遺傳規(guī)律、可遺傳變異等方面的重要概念有一定的掌握。現(xiàn)將教材中相關(guān)重要概念進(jìn)行梳理，并將它們之間的邏輯關(guān)系整理如圖1所示。

《孟德爾的豌豆雜交實驗（一）》是高中生物學(xué)《必修2·遺傳與進(jìn)化》模塊的開篇內(nèi)容，是學(xué)生首次接觸遺傳規(guī)律的知識。其中，不僅有孟德爾界定的用于表述現(xiàn)象或解釋現(xiàn)象的概念，還有孟德爾揭示規(guī)律的思維過程，尤其是“假說一演繹法”，學(xué)生對此的理解存在一定的難度。由于本節(jié)內(nèi)容是學(xué)習(xí)自由組合定律的基礎(chǔ)，教師要盡可能讓學(xué)生深入理解分離定律的揭示過程。如果教師能運用史實材料，巧妙創(chuàng)設(shè)真實情境，引導(dǎo)學(xué)生嘗試運用科學(xué)方法自主探究，親歷科學(xué)家的思維過程，有助于培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，本節(jié)課的學(xué)習(xí)終點確定為：“能闡明控制一對相對性狀的遺傳因子在有性生殖中的傳遞規(guī)律”。

2教學(xué)目標(biāo)的確立

依據(jù)上述學(xué)習(xí)起點和終點的確定，以及發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，將本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)細(xì)化為：結(jié)合孟德爾豌豆雜交實驗現(xiàn)象，嘗試用“假說一演繹法”探究一對相對性狀的遺傳因子遺傳規(guī)律;能夠以遺傳圖解的形式對控制一對相對性狀遺傳因子的遺傳規(guī)律進(jìn)行建模;能夠運用分離定律解釋某些遺傳現(xiàn)象或研究生物學(xué)問題，發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究能力;能夠運用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，認(rèn)同孟德爾顆粒遺傳理論的合理性。其中，教學(xué)重點是通過建?；顒诱故緦Ψ蛛x現(xiàn)象的解釋、運用假說演繹法研究生物學(xué)問題，教學(xué)難點是通過建?；顒诱故緦Ψ蛛x現(xiàn)象的解釋。

3學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑的設(shè)計

教師通過課堂教學(xué)幫助學(xué)生從學(xué)習(xí)起點走到終點，首先是要分析他們在通往終點的路徑上存在哪些難以逾越的障礙。例如，孟德爾為什么要這樣設(shè)計雜交實驗？他提出假說的依據(jù)是什么？為什么測交實驗?zāi)茯炞C假說？如果把這些障礙看成是學(xué)習(xí)路徑中的“階”，那么教師要做的就是為學(xué)生提供登“階”所需的“梯”，聯(lián)系起來就是本節(jié)課的學(xué)習(xí)路徑（圖2）。教師要開發(fā)并優(yōu)化身邊各類課程資源，設(shè)計學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑中登階所需“梯”。

3.1挖掘相關(guān)的科學(xué)史實

圍繞科學(xué)史內(nèi)容的課堂教學(xué)，需要教師在尊重科學(xué)史實的基礎(chǔ)上充分挖掘事實材料為教學(xué)所用，切忌斷片。因此，本節(jié)課需要補充的內(nèi)容有：①孟德爾研究遺傳規(guī)律的歷史背景，課堂上可以通過呈現(xiàn)紫茉莉花色雜交實驗結(jié)果，引出一百多年前的主流觀點——“融合遺傳”，讓學(xué)生基于真實情境理解孟德爾做雜交實驗的初衷，進(jìn)而在運用“融合遺傳”觀點分析豌豆雜交實驗現(xiàn)象時，形成認(rèn)知沖突，激發(fā)主動探究的欲望。②孟德爾除了教材中呈現(xiàn)的雜交實驗外，還做了“將F2中的高莖繼續(xù)進(jìn)行自交并統(tǒng)計F3結(jié)果”的實驗。教師適時補充這個史實，能幫助學(xué)生在一定程度上理解孟德爾為何能提出如此超越時代的假說內(nèi)容。

3.2設(shè)計有梯度的問題串

針對一部分有難度的“階”，教師巧妙設(shè)計問題串，可以引導(dǎo)學(xué)生循著合理的路徑找出問題的答案。例如，在學(xué)習(xí)“一對相對性狀豌豆雜交實驗”時，教師需要設(shè)計有針對性的、逐步遞進(jìn)的問題串，引導(dǎo)學(xué)生最終找到值得深入研究的問題。①按照融合遺傳的觀點，高莖和矮莖雜交，F(xiàn)1應(yīng)當(dāng)是什么性狀？②高莖母本和矮莖父本雜交，F(xiàn)1全為高莖，是因為子代的性狀總是由母本決定嗎？如果不是，怎樣設(shè)計實驗證明？③無論正交、反交，F(xiàn)1均為高莖，是因為決定矮莖的遺傳物質(zhì)消失了嗎？怎樣設(shè)計實驗？④F2出現(xiàn)高莖：矮莖為3：1的性狀分離比，是偶然現(xiàn)象嗎？⑤針對以上的討論，你還能提出哪些值得進(jìn)一步去研究的問題？這些問題能引導(dǎo)學(xué)生思考并理解孟德爾雜交、自交設(shè)計的出發(fā)點，讓他們更容易從眾多現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)最重要的亟待解決的問題，進(jìn)而推動研究的深入。

3.3開展有高階思維的建?；顒?/p>

孟德爾對豌豆雜交實驗現(xiàn)象提出的解釋，是本節(jié)課的教學(xué)重點，也是難點。如果讓學(xué)生自己閱讀來了解這部分內(nèi)容，則不利于他們對孟德爾假說的理解和科學(xué)思維的養(yǎng)成。如果讓學(xué)生自己作出全面解釋也不現(xiàn)實。因此，筆者在提供兩條孟德爾的假說內(nèi)容基礎(chǔ)上，即“生物性狀由遺傳因子決定”“體細(xì)胞中遺傳因子成對存在”，組織學(xué)生開展控制高、矮莖遺傳因子傳遞規(guī)律的建?；顒?，進(jìn)而提煉假說的其他核心內(nèi)容：“成對的遺傳因子在形成配子時彼此分離，導(dǎo)致配子中只含有每對遺傳因子中的一個”;“受精時，雌雄配子隨機結(jié)合”。具體活動設(shè)計見表2。

這樣設(shè)計有利于學(xué)生在建構(gòu)“分離定律”這一重要概念的過程中，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，并在一定程度上理解孟德爾超越時代的假說內(nèi)容。

3.4設(shè)計聚焦核心素養(yǎng)的教學(xué)評價

學(xué)生在完成本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，教師需要設(shè)計合適的評價來檢測學(xué)生對分離定律和假說演繹法的掌握情況。評價形式可以是常規(guī)的試題，或是對重要概念的歸納和表述，也可以是運用所學(xué)重要概念對某種生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行分析與解釋，還可以是相關(guān)的實踐活動。本節(jié)課設(shè)計的聚焦生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)評價方式見表3。

以上的教學(xué)評價都是圍繞真實情境展開設(shè)計，目的是為了增強理論與實際的聯(lián)系，對考查學(xué)生運用所形成的概念解決實際問題，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力，以及發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)都十分有益。

4教學(xué)體會

基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的概念教學(xué)設(shè)計，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，對實現(xiàn)概念的自主構(gòu)建和深度理解都有積極意義。教師進(jìn)行概念教學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵，需要充分了解學(xué)生已有的知識和能力，需要全面把握教學(xué)內(nèi)容，理清每個重要概念在單元學(xué)習(xí)中與其他概念之間的邏輯關(guān)系及其地位。教師設(shè)計出合理的學(xué)習(xí)路徑，將需要跨越較大層級的概念進(jìn)階，分解成若干個小層級，落實到每節(jié)課的每個教學(xué)環(huán)節(jié)中，才能引導(dǎo)更多學(xué)生小步走完成大跨域，實現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階，進(jìn)而發(fā)展他們的學(xué)科核心素養(yǎng)。