例談核心素養(yǎng)導(dǎo)向的高中生物概念教學(xué)策略

江蘇

新修訂的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱“課標(biāo)”）指出，高中教育階段的生物學(xué)課程是以提高學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)為宗旨的學(xué)科課程。但目前的高中生物課堂中，“死記硬背”生物學(xué)概念、原理；黑板或屏幕上“做”實(shí)驗(yàn)；“題?！睉?zhàn)術(shù)等有悖于“課標(biāo)”理念的教學(xué)手段仍大量存在。核心素養(yǎng)導(dǎo)向的概念教學(xué)策略，如模型建構(gòu)、自主探究、演繹與推理等在高中生物課堂中鮮有發(fā)現(xiàn)。究其原因，一方面是陳舊的教學(xué)思維慣性難以克服；另一方面是對高中生物大概念、重要概念的理解與認(rèn)識不足。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就核心素養(yǎng)導(dǎo)向的高中生物概念教學(xué)策略作淺顯闡釋，以期共同探討。

1.準(zhǔn)確把握必修教材中概念框架

“課標(biāo)”指出，大概念是處于學(xué)科中心位置、對學(xué)生學(xué)習(xí)具有引領(lǐng)作用的基礎(chǔ)知識。在生物學(xué)課程中，大概念包括了對原理、理論等的理解和解釋，是生物學(xué)科知識的主干部分。雖然“課標(biāo)”中并未明確列出高中生物學(xué)大概念有哪些，但目前高中教學(xué)領(lǐng)域，較為一致的認(rèn)知是大概念是在錯(cuò)綜復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象、生物學(xué)事件和生物學(xué)過程的基礎(chǔ)上歸納、推理出來的結(jié)論，是對同一類生物學(xué)問題本質(zhì)特征的抽象和概括。隨著研究的視閾不同，大概念又包含若干重要概念，它們構(gòu)成了學(xué)科“知識樹”的主干與分枝，統(tǒng)領(lǐng)著大量具體的學(xué)科“細(xì)葉”知識點(diǎn)。以人教版教材必修1模塊“分子與細(xì)胞”為例，通過本模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生將在微觀層面上，更深入地理解生命的本質(zhì)，了解生命的物質(zhì)性和生物界的統(tǒng)一性；細(xì)胞生活中物質(zhì)、能量和信息變化的統(tǒng)一；細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一；生物體部分和整體的統(tǒng)一等。這幾個(gè)“統(tǒng)一”是學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀等生命觀念的鋪墊與支撐。筆者結(jié)合“課標(biāo)”中的相關(guān)描述認(rèn)為統(tǒng)領(lǐng)上述教學(xué)內(nèi)容的大概念為兩個(gè)：①細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位；②細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實(shí)現(xiàn)增殖。這兩點(diǎn)是“分子與細(xì)胞”模塊中最本質(zhì)、最核心的知識，是必修1教材的骨架，具有普遍的遷移功能，是課堂中教與學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)與歸宿。在這兩大概念之下，又可分解為若干重要概念，重要概念往往是教師發(fā)揮教學(xué)智慧，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，進(jìn)行課時(shí)教學(xué)、單元教學(xué)的基準(zhǔn)點(diǎn)，如對必修1“分子與細(xì)胞”模塊兩大概念分析、整理出六個(gè)重要概念（如圖1），類似地，對必修2“遺傳與進(jìn)化”模塊大概念、重要概念的分析、整理（如圖2）。

圖1 必修 1 中大概念與重要概念框架

圖2 必修 2 中大概念與重要概念框架

2. 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的概念教學(xué)五步流程

學(xué)科核心素養(yǎng)是指由學(xué)科概念內(nèi)化而成的一類能力，它使得學(xué)生在今后的生活、工作中能自覺地運(yùn)用生命觀念分析實(shí)際問題，運(yùn)用科學(xué)思維方法探討生命現(xiàn)象，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，能進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、討論，從而在參與個(gè)人或社會事務(wù)時(shí)有作出理性解釋和判斷的擔(dān)當(dāng)和能力。由此可見，概念教學(xué)是學(xué)生核心素養(yǎng)形成的載體。如何從操作層面設(shè)計(jì)流程，讓概念教學(xué)真正地為學(xué)生核心素養(yǎng)提升奠基呢？筆者嘗試?yán)L制核心素養(yǎng)導(dǎo)向的概念教學(xué)五步流程示意圖（如圖3）：①按建構(gòu)主義理論，學(xué)習(xí)是學(xué)生與學(xué)習(xí)情境互動(dòng)的過程，教師從實(shí)際生活出發(fā)，利用學(xué)生已有的知識或經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)具體概念教學(xué)所涉及或所需要的恰當(dāng)情境。②教師從教材梳理出概念所指向的基本事實(shí)，以文字、圖片、動(dòng)畫、視頻等形式展示給學(xué)生，供學(xué)生從中獲取信息、尋找證據(jù)。③教師依據(jù)學(xué)生獲得的基本事實(shí)或材料，組織學(xué)生繼續(xù)探究、分析知識的來龍去脈、因果關(guān)系，揭示概念的本質(zhì)內(nèi)涵，以進(jìn)一步認(rèn)同概念所隱含的生命觀念。④在學(xué)生逐步領(lǐng)會概念所涉及的顯、隱性知識，原理基礎(chǔ)之上，教師引導(dǎo)學(xué)生自主歸納與總結(jié)、演繹與推理，通過學(xué)生的思維實(shí)踐，驅(qū)動(dòng)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的個(gè)性化重組、概念體系的自主構(gòu)建，這一環(huán)節(jié)最常用的方法是引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)、完成概念圖。⑤教師設(shè)計(jì)適量的檢測任務(wù)（問題、陳述、判斷、計(jì)算等）來反饋并校正學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，訓(xùn)練學(xué)生遷移運(yùn)用能力。

圖3 概念教學(xué)五步流程示意圖

3.概念教學(xué)五步流程案例——“DNA分子的結(jié)構(gòu)”

在人教版教材必修2“遺傳與進(jìn)化”模塊中，大概念之一“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”中包含了三個(gè)重要概念，其中“親代傳遞給子代的遺傳信息主要編碼在DNA分子上”這一重要概念落實(shí)在DNA分子的結(jié)構(gòu)、DNA分子的半保留復(fù)制、基因控制蛋白質(zhì)的合成等子概念之中，對“DNA分子的結(jié)構(gòu)”這一概念的教學(xué)流程設(shè)計(jì)如下。

3.1 創(chuàng)設(shè)情境

借助課件展示北京中關(guān)村大街“DNA雙螺旋雕塑”、美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室外“螺旋時(shí)代”雕塑；列舉DNA在刑事案件偵破中的配型運(yùn)用；展示央視公益欄目《寶貝回家》中的親子鑒定、“8·12”天津特大火災(zāi)爆炸事故受難者殘骸鑒定等具體圖文，讓學(xué)生直觀地感受DNA相關(guān)知識和技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，引入概念教學(xué)，激發(fā)學(xué)生探究欲望。

3.2 呈現(xiàn)事實(shí)

結(jié)構(gòu)決定功能是生物學(xué)的基本觀念之一，DNA分子之所以能有上述具體的應(yīng)用，一切源于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。課件展示DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史實(shí)（如圖4），引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)史實(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)間為線索，在現(xiàn)有知識基礎(chǔ)之上，對每一史實(shí)資料展開討論，如資料1中脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)、種類、元素組成，通過將概念進(jìn)行有序分解，從而循序漸進(jìn)、由點(diǎn)及面地逐步感知DNA分子的結(jié)構(gòu)。

圖4 DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史實(shí)

3.3 組織探究

以探究為主線的課堂教學(xué)直接影響著學(xué)生“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”等核心素養(yǎng)的落實(shí)，這是學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)、發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)的重要途徑，是訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)探究基本思路和方法的最佳載體。教師需提供DNA的相關(guān)圖文資料、數(shù)據(jù)、模型，科學(xué)設(shè)計(jì)探究線索（如圖5），要敢于放手，鼓勵(lì)師生、生生間的交流與討論。學(xué)生通過閱讀教材、觀察圖文并進(jìn)行思維加工，對概念的認(rèn)知自然地得到豐富，潛移默化中科學(xué)素養(yǎng)得到了發(fā)展。

圖5 “DNA分子的結(jié)構(gòu)”課堂探究主線索

3.4 自主構(gòu)建

經(jīng)過自主探究、教師點(diǎn)撥，學(xué)生已掌握了DNA分子零散的、碎片化的知識，但概念還是模糊的、非系統(tǒng)化的。為了讓學(xué)生能理清DNA分子的不同結(jié)構(gòu)層次，將眾多瑣碎知識進(jìn)行整合，更深層次地內(nèi)化概念，從而在頭腦中形成可視化的、系統(tǒng)化的概念體系，發(fā)展學(xué)生歸納與概括、模型與建模等科學(xué)思維。教師可在教學(xué)中設(shè)計(jì)兩個(gè)自主構(gòu)建任務(wù)：①課內(nèi)完成構(gòu)建“DNA分子的結(jié)構(gòu)”概念圖；②課后運(yùn)用適當(dāng)?shù)牟牧希ú噬?，絲帶，紙盒，訂書器，透明膠帶，剪刀，雙面膠等）制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的物理模型。教師可提示學(xué)生們概念圖的繪制圍繞五種組成元素、四種基本組成單位、三種小分子物質(zhì)、二條主鏈、一種規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。教師也可先提供概念圖模板，如以“一段DNA分子平面結(jié)構(gòu)圖”為中心，標(biāo)好各類箭頭和方框，留空由學(xué)生分析、推理后填入關(guān)鍵詞和術(shù)語（如圖6）。

圖6 “DNA分子的結(jié)構(gòu)”自主構(gòu)建概念圖模板

3.5 遷移運(yùn)用

遷移運(yùn)用能力是將所學(xué)知識應(yīng)用到新的情境中、解決新問題時(shí)所體現(xiàn)的一種素養(yǎng)和能力，它包含對新情境的感知和處理能力，舊知識與新情境的鏈接能力。通過遷移運(yùn)用訓(xùn)練，可對學(xué)生自主構(gòu)建的概念體系進(jìn)行反饋、校正與提升。學(xué)生具備DNA結(jié)構(gòu)知識遷移能力后，一方面可避免對知識的死記硬背與生搬硬套，另一方面也為后續(xù)討論DNA的復(fù)制、基因的表達(dá)等涉及DNA結(jié)構(gòu)知識所需的遷移做好準(zhǔn)備。教學(xué)中設(shè)計(jì)了“一個(gè)DNA片段”，以它為藍(lán)本，組織學(xué)生遷移討論了下列系列化問題：①游離的磷酸基團(tuán)數(shù)目有多少？②磷酸二酯鍵的數(shù)目與脫氧核苷酸的數(shù)量關(guān)系是什么？③片段中氫鍵的數(shù)目與不同堿基對的關(guān)系是什么？④如何由一種堿基比例推導(dǎo)其他三種堿基的比例？⑤嘌呤與嘧啶堿基的數(shù)量關(guān)系是什么？⑥D(zhuǎn)NA多樣性與特異性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？⑦DNA為什么是生物界主要遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)？⑧生物界DNA分子一定是雙鏈嗎？

4.實(shí)踐后的反思

課堂作為教與學(xué)的主陣地，如何真正做到讓“學(xué)”引“思”充分發(fā)揮學(xué)生的自主性？怎樣切實(shí)減輕學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)，讓學(xué)生思維、觀念等核心素養(yǎng)得到發(fā)展？筆者認(rèn)為教師是其中的關(guān)鍵，教師應(yīng)主動(dòng)“讓”出時(shí)間、空間、機(jī)會、活動(dòng)等，給學(xué)生以足夠的思維實(shí)踐機(jī)會。從教學(xué)實(shí)踐看，概念教學(xué)五步流程策略是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的一種積極、有益的嘗試，值得推廣。但該教學(xué)策略在實(shí)施過程中也會遇到一些具體問題，例如自主探究、討論時(shí)，個(gè)別學(xué)生參與度不高；學(xué)生自主建構(gòu)環(huán)節(jié)，教師不易把控時(shí)間；評價(jià)學(xué)生自主構(gòu)建的概念圖的工作量較大等，這些問題還需在實(shí)踐中進(jìn)一步思考、解決。