構(gòu)建概念學習進階 提升學生核心素養(yǎng)

秦悅

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《義教課標》）在內(nèi)容上突出生物學科的主題教育與重要概念的發(fā)展，其內(nèi)容體系與《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《高中課標》）的內(nèi)容要求對應性增強。如“細胞的增殖”是高中生物學必修一模塊“細胞的增殖、分化、衰老與死亡”中非常重要的組成部分。在生物學七年級上冊第二單元第二章“細胞怎樣構(gòu)成生物體”中也有關(guān)于“細胞分裂”的教學內(nèi)容。同一個教學概念出現(xiàn)在不同學段，教師應如何圍繞概念教學的學習進階設計對學生概念發(fā)展有意義的教學？

《K-12年級科學教育的框架：實踐、交叉概念和核心概念》（以下簡稱《框架》）明確提出，不論是“概念”還是“實踐”的學習進程（即學習進階，Learning Progressions，簡稱LPs），都展現(xiàn)了一個螺旋式上升的模型，從簡單到綜合，從生活化到學科化，從樸素到科學，從宏觀到微觀[1]。概念發(fā)展性連貫，是教師進行概念教學設計的著力點。

以“細胞的增殖”為例簡要闡述如何構(gòu)建概念學習進階?！凹毎脑鲋场笔浅酢⒏咧薪虒W共有的重要內(nèi)容，仿照《框架》LPs模型，結(jié)合不同年級學習者分析，通過初步教學實踐，對構(gòu)建七年級（初一）、十年級（高一）、十二年級（高三）的概念LPs形成了初步的思考。

1.價值分析

《框架》確定了科學教育的三個維度： 學科核心思想、跨學科概念以及科學與工程實踐[2]。

上圖表示“細胞增殖”對應在《框架》科學教育的三維度中的內(nèi)容，與《義教課標》和《高中課標》的目標對比，具有一定的吻合度，且更凸顯構(gòu)建交叉概念以及對概念的應用，以幫助學生更好理解概念，有助于教師進行概念教學的評價。

2.內(nèi)容標準

“細胞增殖”在《義教課標》中對應的是主題二“生物體的結(jié)構(gòu)層次”中的“細胞分裂、分化形成組織”這一內(nèi)容。具體的內(nèi)容標準如下[3]：

“細胞增殖”在《高中課標》中屬于重要概念2，內(nèi)容要求如下[4]：

概念2 細胞的生存需要能量和物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖。

2-3 細胞會經(jīng)歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命歷程。

2-3-1 描述細胞通過不同的方式進行分裂，其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細胞中的一致性。

3.學習者分析

構(gòu)建概念LPs有必要對學習者進行認知結(jié)構(gòu)、動作技能、情感態(tài)度、生活經(jīng)驗等方面的分析。

七年級的學生，好奇心強、思維感性，喜歡動手實踐，但對抽象的概念理解能力有限。為他們提供對細胞分裂永久裝片的觀察、對細胞分裂視頻的觀看等學習活動，引導他們描述細胞分裂的基本過程、結(jié)果與意義。另外，基于學生的生活經(jīng)驗與信息素養(yǎng)，了解細胞克隆技術(shù)在生產(chǎn)與生活中的應用，有助于他們對細胞增殖過程與意義的理解與社會責任意識的樹立。此階段形成的重要概念是：細胞通過分裂導致細胞數(shù)量的增加，產(chǎn)生與遺傳物質(zhì)一模一樣的新細胞，是單細胞生物繁殖、多細胞生物個體生長發(fā)育的基礎。

十年級的學生，對抽象概念的邏輯分析與歸納能力與自然科學學科的綜合素養(yǎng)的提升呈正相關(guān)，也更關(guān)注對事物本質(zhì)的理解。他們初步能以系統(tǒng)觀審視細胞——最基本的生命系統(tǒng);以物質(zhì)、能量與信息變化相統(tǒng)一的思想認識細胞內(nèi)有序代謝過程;對細胞增殖的認識，基于上述初中學習形成的概念，進一步利用根尖有絲分裂裝片的制作、觀察與推理活動，對染色體的行為變化規(guī)律進行模型建構(gòu)與解釋。學生在此階段應構(gòu)建的相關(guān)重要概念是：體細胞增殖過程是細胞內(nèi)物質(zhì)、能量與信息有序變化的結(jié)果。

十二年級的學生，基于他們對高中生物學必修與選修模塊的學習，逐漸實現(xiàn)跨模塊主題構(gòu)建生物學基本知識框架，從分析、解決真實情景問題的角度認識“細胞增殖”對生物遺傳、變異與穩(wěn)態(tài)的意義。所以，他們應構(gòu)建的重要概念是：細胞增殖是遺傳信息從親代細胞傳向子代細胞的方式，會受到環(huán)境因素的影響，與生物的遺傳、變異與穩(wěn)態(tài)都密切相關(guān)。

4.學習進階圖的構(gòu)建

在構(gòu)建“細胞增殖”學習進階基礎上，我們嘗試搭建更為具體的概念體系圖，自下而上呈現(xiàn)出不同學段應構(gòu)建的概念層級，逐漸上升，最終達成相應的學科核心思想（圖的左側(cè)），同時列舉出了構(gòu)建各級概念所依托的多個事實（圖的右側(cè)）。

總之，在核心概念的組織和呈現(xiàn)上，聯(lián)系學生的生活和經(jīng)驗，低年級以日?，F(xiàn)象的概括為主，隨著年級的增長再逐步導向?qū)ΜF(xiàn)象發(fā)生機制的科學解釋，在保持學生對科學的持久注意力的同時，修正學生對自然現(xiàn)象原有的接近科學或錯誤的理解，最終構(gòu)建起科學、正確的生物學核心概念。

參考文獻：

[1]謝艷琳.美國《科學教育框架》與我國《初中科學課標》的比較研究[J].基礎教育研究，2014（13）.

[2]約瑟夫·科瑞柴科.革命性的變化：美國確立新一代科學教育框架[J].基礎教育課程，2013（Z1）：109-110.

[3]中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.

編輯 _ 李剛剛