基于預(yù)學(xué)單的概念教學(xué)模式的探索

張 翰

（浙江省普陀中學(xué) 浙江普陀 316100）

概念是生物學(xué)課程體系的基礎(chǔ)，新的課程標(biāo)準(zhǔn)也將“內(nèi)容聚焦大概念”作為實施新課程的基本理念之一［1］，因此概念教學(xué)在高中生物學(xué)教學(xué)中具有十分重要的地位，是培養(yǎng)和發(fā)展科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力，并由此形成一定的生命觀念和社會責(zé)任，培養(yǎng)生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑。

在學(xué)生構(gòu)建概念的過程中，前概念是學(xué)生建立科學(xué)概念的原動力，扮演著十分重要的角色。所以在實際教學(xué)中，教師若能把握學(xué)生的前概念，并從學(xué)生的實際認(rèn)知水平出發(fā)，以學(xué)生感興趣的問題入手開展教學(xué)，就會使教學(xué)有的放矢，助推概念的構(gòu)建。教師應(yīng)如何把握學(xué)生的前概念？通過教學(xué)實踐，筆者認(rèn)為運用預(yù)學(xué)單開展概念教學(xué)不失為有效的教學(xué)方法，其流程如圖1。

圖1 基于預(yù)學(xué)單的概念教學(xué)流程圖

1 設(shè)計預(yù)學(xué)單

預(yù)學(xué)單是教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)而設(shè)計的一種引導(dǎo)學(xué)生有效進行課前預(yù)習(xí)的文本。它不同于學(xué)案或?qū)W(xué)案，只是圍繞教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容以少數(shù)幾個問題或問題串的形式進行科學(xué)、合理、邏輯化的呈現(xiàn)，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)活動的“出發(fā)點”，為學(xué)生的課前預(yù)習(xí)活動提供基本線索、基本內(nèi)容和思維活動，為概念的構(gòu)建提供一種邏輯遵循或思考的方向。

例如，在學(xué)習(xí)浙科版必修2“遺傳信息的表達(dá)——RNA 和蛋白質(zhì)的合成”的第1 課時內(nèi)容前，設(shè)計了如下預(yù)學(xué)單：

①上節(jié)課討論了如何復(fù)活猛犸象。但是通過DNA 的復(fù)制只是獲得了更多的猛犸象的遺傳物質(zhì)，如何通過這些遺傳物質(zhì)重現(xiàn)這些已滅絕了的生物？ 請根據(jù)下面列出的知識點，推測DNA 與蛋白質(zhì)的關(guān)系。

A.蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，能體現(xiàn)生物的性狀

B.DNA 控制生物的性狀

由此，你認(rèn)為DNA、蛋白質(zhì)和生物性狀的關(guān)系是什么？結(jié)合上節(jié)課內(nèi)容總結(jié)DNA 作為遺傳物質(zhì)的功能是什么？

②DNA 控制蛋白質(zhì)形成的大致過程是怎樣的？

③DNA 是如何將遺傳信息轉(zhuǎn)錄給mRNA 的？

④mRNA 翻譯形成蛋白質(zhì)的過程如何？

在預(yù)學(xué)單的設(shè)計實踐中，主要遵循以下3 個原則：

1）依據(jù)教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計原則：教學(xué)目標(biāo)是課堂教學(xué)的總遵循，因而在預(yù)學(xué)單的設(shè)計上也應(yīng)清晰體現(xiàn)。例如上述的預(yù)學(xué)單中，通過問題①起承上節(jié)課“DNA 復(fù)制”的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)思維推導(dǎo)、歸納DNA 作為遺傳物質(zhì)的2 個功能，由此體會遺傳信息表達(dá)的重要意義；通過問題②～④使學(xué)生圍繞本節(jié)課的教學(xué)重點，從總體把握到局部深入，使學(xué)生理解DNA 通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成的生理功能，最終在分子水平形成對基因控制性狀的認(rèn)識，并初步認(rèn)識生物大分子之間的相互作用。這樣使學(xué)生通過完成預(yù)學(xué)單，厘清學(xué)習(xí)活動的基本線索、基本內(nèi)容，明確重、難點，初步構(gòu)建知識體系，并在預(yù)學(xué)過程中使思維得到訓(xùn)練。

2）生活化情境的設(shè)計原則：在設(shè)計預(yù)學(xué)單時，教師可有目的地引入或創(chuàng)設(shè)生動具體的生活化場景，幫助學(xué)生理解教材或激發(fā)興趣。例如，上述“通過DNA 的復(fù)制只是獲得了更多的猛犸象的遺傳物質(zhì)，如何通過這些遺傳物質(zhì)重現(xiàn)這些已經(jīng)滅絕了的生物”等，使學(xué)生從自身感興趣的情境中得到情感體驗，體悟遺傳信息表達(dá)的重要性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識并增強學(xué)生的社會責(zé)任和生命觀念。

3）基于學(xué)情的分層和遞進的設(shè)計原則：設(shè)計預(yù)學(xué)單時要以學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和已有的知識經(jīng)驗，以及班級中學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、思維特點等為基礎(chǔ)，進行分層設(shè)計。教師要預(yù)估哪些知識是學(xué)生已有的生活經(jīng)驗，哪些是通過預(yù)學(xué)很容易就能掌握的，哪些內(nèi)容學(xué)生預(yù)學(xué)時會遇到困難，按照知識的脈絡(luò)設(shè)置基礎(chǔ)性、挑戰(zhàn)性等不同層次的問題，由易到難進行層層遞進。在本節(jié)課的預(yù)學(xué)單設(shè)計時，學(xué)生都知道猛犸象復(fù)活需要獲取其DNA 并進行復(fù)制，但并不知道復(fù)活還需要遺傳信息的表達(dá)，也并不十分清楚DNA、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系，因此設(shè)計問題①對學(xué)生進行引導(dǎo)。由于本節(jié)課內(nèi)容比較抽象，因此對概念的學(xué)習(xí)采用先從概念框架上總體把握，再從概念的各個局部逐層深入的方法，因此依次設(shè)計了問題②～④。這樣既使學(xué)困生能“跳一跳，摘得到”，又兼顧學(xué)優(yōu)生，使其保持對學(xué)習(xí)的濃厚興趣，從而使不同學(xué)力的學(xué)生都能有所收獲，促進生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的更好發(fā)展。

2 完成預(yù)學(xué)單

以完成預(yù)學(xué)單這種任務(wù)驅(qū)動和問題驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生在課前完成預(yù)習(xí)，厘清本節(jié)內(nèi)容的知識架構(gòu)，明晰重、難點，激起疑問和問題解決的欲望，形成比較接近于科學(xué)概念的前概念，讓學(xué)生帶著收獲和疑惑走向課堂。

3 修正教學(xué)方案

教師通過批閱預(yù)學(xué)單，精準(zhǔn)了解學(xué)情，了解學(xué)生對相關(guān)概念的理解程度及學(xué)習(xí)中的疑惑等，有利于及時有效地修正教學(xué)方案，實現(xiàn)“先學(xué)后教”“以學(xué)定教”的目的，使課堂教學(xué)更有針對性、更高效。例如，在批閱預(yù)學(xué)單后，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生對DNA、蛋白質(zhì)、性狀之間的關(guān)系的認(rèn)識比較到位，但對轉(zhuǎn)錄意義的理解還比較模糊，對遺傳信息通過特定種類的蛋白質(zhì)得以體現(xiàn)及如何使遺傳信息通過蛋白質(zhì)正確表達(dá)的理解存在偏差。為此，根據(jù)這些前概念，筆者重新調(diào)整了教學(xué)方案：刪除了原教案中為幫助理解基因、蛋白質(zhì)、性狀之間關(guān)系而設(shè)計的材料和討論環(huán)節(jié)；在預(yù)學(xué)單問題②的基礎(chǔ)上增加了“為什么要形成mRNA？”的設(shè)問，從不同角度認(rèn)識轉(zhuǎn)錄的意義等。

基于預(yù)學(xué)單的概念教學(xué)，主要是從學(xué)生的前概念入手組織教學(xué)，這就對教師的備課提出了更高的要求：不僅要設(shè)計好預(yù)學(xué)單，寫好教案，做好首次備課，還應(yīng)根據(jù)學(xué)生完成預(yù)學(xué)單時所暴露的前概念，對首次備課的教案進行推敲、打磨和修正，做好二次備課。因此，教案的書寫格式也應(yīng)該與之相適應(yīng)，既要反映基于預(yù)學(xué)單的概念教學(xué)的基本流程，也要體現(xiàn)二次備課的內(nèi)容。為此，設(shè)計了相應(yīng)的教學(xué)備課表（表1）。

表1 基于預(yù)學(xué)單的概念教學(xué)備課表

4 辨析預(yù)學(xué)單

本環(huán)節(jié)是課堂上在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過匯報預(yù)學(xué)成果，展開質(zhì)疑、討論、概括等辨析過程，在前概念的基礎(chǔ)上更好地構(gòu)建科學(xué)概念并進行總結(jié)、拓展、應(yīng)用和提升。其基本流程如圖2。

圖2 辨析預(yù)學(xué)單的基本流程圖

本文以“遺傳信息的表達(dá)——RNA 和蛋白質(zhì)的合成”第1 課時為例（節(jié)選）闡述。

4.1 小組交流匯報 教師根據(jù)預(yù)學(xué)單，請學(xué)生在小組內(nèi)討論DNA、蛋白質(zhì)、性狀之間的關(guān)系，并概括DNA 作為遺傳物質(zhì)的功能。由課代表主持討論和發(fā)言，并將討論的最后結(jié)果寫在黑板上（圖3）。

圖3 “DNA 作為遺傳物質(zhì)的功能”的預(yù)學(xué)和討論結(jié)果

設(shè)置這一問題的目的是引導(dǎo)學(xué)生由預(yù)學(xué)單問題①形成的前概念向科學(xué)概念回歸，形成“DNA具有遺傳信息決定和遺傳信息表達(dá)的雙重功能”的共識，從而為“遺傳信息的表達(dá)是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯實現(xiàn)的”這一核心概念的探究和建立奠定基礎(chǔ)，也為下節(jié)課“中心法則”的教學(xué)打下伏筆。

4.2 引發(fā)沖突再探究 根據(jù)上圖的討論結(jié)果，教師承接上節(jié)課猛犸象復(fù)活的話題，由師生共同討論得出：要使猛犸象復(fù)活，除獲得其DNA 外，還應(yīng)使其DNA 上的遺傳信息通過控制蛋白質(zhì)的合成表達(dá)出來。由此，教師順利將話題引導(dǎo)至預(yù)學(xué)單的問題②，并在圖中的“控制”后面畫上“？ ”。由于該問題是從總體框架上把握遺傳信息表達(dá)這一概念的，需要學(xué)生有一定的邏輯分析和概括能力，因此在課堂上通過設(shè)置以下4 個相關(guān)聯(lián)的分問題進行討論從而解決問題②：

分問題1：DNA 存在的場所在哪里？

分問題2：蛋白質(zhì)合成的場所在哪里？

分問題3：為什么要合成mRNA？

分問題4：細(xì)胞核內(nèi)的DNA 如何控制細(xì)胞質(zhì)內(nèi)核糖體上的蛋白質(zhì)的合成？

教師組織學(xué)生進行小組合作學(xué)習(xí)和討論，通過組間的交流形成遺傳信息表達(dá)的概念框架。

本環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計是基于批閱預(yù)學(xué)單時學(xué)生所暴露的前概念，即對DNA 控制蛋白質(zhì)合成時為什么先要合成mRNA 的理解比較機械，前后缺乏一定的邏輯思考，因此設(shè)計了上面4 個分問題促進學(xué)生的理解和科學(xué)思維，幫助學(xué)生有邏輯地搭建科學(xué)概念的框架。

在對概念建立總體框架的基礎(chǔ)上，還需對概念進行解構(gòu)，理解概念的內(nèi)涵。教師通過激疑，將學(xué)生引導(dǎo)至預(yù)學(xué)單問題③和④的學(xué)習(xí)中。由于這2 個問題所涉及的內(nèi)容比較抽象，不易正確理解，因此在教學(xué)中根據(jù)在完成預(yù)學(xué)單時暴露的對概念理解不深入、較模糊的情況，教師將問題③拆解成5 個分問題，分別是：

分問題1：RNA 與DNA 在化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)上有何不同？

分問題2：DNA 轉(zhuǎn)錄形成mRNA 的過程是怎樣的？

分問題3：轉(zhuǎn)錄形成的mRNA 是否攜帶DNA 2 條鏈的遺傳信息？

分問題4：RNA 還有哪些類型？各自的功能如何？

分問題5：mRNA 是怎樣從細(xì)胞核進入細(xì)胞質(zhì)的？

將問題④拆解成3 個分問題，分別是：

分問題1：翻譯過程除了mRNA 外，還有哪些結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的參與？

分問題2：翻譯的大致過程是什么？

分問題3：翻譯過程中決定氨基酸種類和順序的是哪種物質(zhì)？

對問題③和④的教學(xué)，還應(yīng)借助動畫、示意圖等資料，進行深入分析，引導(dǎo)學(xué)生比較和聯(lián)系DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等小概念，形成對DNA 控制蛋白質(zhì)合成的全過程的認(rèn)識，從而豐富概念的內(nèi)涵，培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。

4.3 小結(jié)提高 師生共同對轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程進行回顧，理順核心概念建立的基本脈絡(luò)和內(nèi)在邏輯。

4.4 應(yīng)用與反饋 本階段的學(xué)習(xí)，主要通過典型的例題展開，一是能增強學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用意識和運用概念解決實際問題的能力，增強學(xué)生的社會責(zé)任；二是在解答過程中暴露出思維過程，有利于教師準(zhǔn)確把握學(xué)生對概念的哪些方面掌握還有欠缺，哪些方面的能力有待加強，便于在后續(xù)學(xué)習(xí)中進行查漏補缺。

4.5 總結(jié)與評價 各小組匯報交流學(xué)習(xí)成果，并推選學(xué)生在黑板上完善課始所畫的關(guān)系圖，結(jié)果呈現(xiàn)如圖4。通過本階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生對概念的內(nèi)涵和外延的把握更精準(zhǔn)，對生物大分子的形成和生物大分子之間的相互作用，以及遺傳信息流動的過程和作用的理解更深刻，并從微觀的分子水平認(rèn)識生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀（圖4）。

圖4 “DNA 作為遺傳物質(zhì)的功能”的總結(jié)和評價結(jié)果

通過辨析預(yù)學(xué)單，圍繞落實生物學(xué)核心素養(yǎng)這一主題，將學(xué)生個人預(yù)學(xué)、小組交流、全班討論、教師指導(dǎo)等有機結(jié)合，讓學(xué)習(xí)由被動變?yōu)橹鲃樱龠M了科學(xué)概念的自主構(gòu)建。

以預(yù)學(xué)單為抓手助推概念自主構(gòu)建的教學(xué)實踐，是通過預(yù)學(xué)單、評價學(xué)生的預(yù)學(xué)效果發(fā)現(xiàn)學(xué)生的前概念、及時調(diào)整修正教師的教學(xué)方案并在課堂上通過對相關(guān)概念的辨析而達(dá)成概念自主構(gòu)建的目的。但在實踐中，怎樣保持學(xué)生對預(yù)學(xué)的高度熱情，怎樣設(shè)計預(yù)學(xué)單才能更好地滿足不同學(xué)力水平學(xué)生的需求，在辨析預(yù)學(xué)單過程中怎樣更好地落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)等有待于深入探索。