基于結(jié)構(gòu)化教學(xué)情境的生物學(xué)概念體系建構(gòu)

馬香華

摘要：教學(xué)情境之間的邏輯關(guān)系應(yīng)與生物學(xué)概念之間的邏輯關(guān)系相呼應(yīng)，教學(xué)情境結(jié)構(gòu)化對(duì)概念結(jié)構(gòu)化的價(jià)值主要體現(xiàn)在推動(dòng)生成、利于理解和促進(jìn)應(yīng)用結(jié)構(gòu)化概念等方面。教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)具有系統(tǒng)性、連貫性和組織性的結(jié)構(gòu)化教學(xué)情境，鋪陳線索性的學(xué)習(xí)任務(wù)，促使學(xué)生建構(gòu)出完整的概念體系，在理解概念內(nèi)涵的同時(shí)能運(yùn)用概念解決新情境下的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化情境；概念體系；核心素養(yǎng)；高中生物教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2023）19-0075-04

杜威曾指出：思維是由一種存在疑惑或不確定問(wèn)題的情境引起的，沒(méi)有這種特定的情境，也就沒(méi)有思維。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）也強(qiáng)調(diào)了教學(xué)應(yīng)重視情境的創(chuàng)設(shè)。有效的教學(xué)情境，能夠使學(xué)生主動(dòng)參與對(duì)所學(xué)知識(shí)的探索發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)過(guò)程，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣[1]67。借助真實(shí)可感、縱深應(yīng)用的教學(xué)情境開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)有助于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維及關(guān)鍵能力等的提升，是發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要形式。課程標(biāo)準(zhǔn)還指出，生物學(xué)是一個(gè)結(jié)論豐富的知識(shí)體系，教學(xué)活動(dòng)要通過(guò)對(duì)事實(shí)的抽象和概括，幫助學(xué)生建立生物學(xué)概念，建構(gòu)合理的知識(shí)框架，為學(xué)生能夠在新情境下解決問(wèn)題奠定基礎(chǔ)[1]58。因此，教師需要辨析情境結(jié)構(gòu)化和概念結(jié)構(gòu)化之間的關(guān)系，并在教學(xué)中加以實(shí)踐。

一、情境結(jié)構(gòu)化和概念結(jié)構(gòu)化的內(nèi)涵

（一）情境結(jié)構(gòu)化

結(jié)構(gòu)是指事物的組成要素或單元依據(jù)一定的規(guī)則聯(lián)結(jié)而成的整體架構(gòu)，這一逐步形成的動(dòng)態(tài)過(guò)程被稱為“結(jié)構(gòu)化”[2]。教學(xué)情境結(jié)構(gòu)化是指教師在教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用先進(jìn)的教育教學(xué)理論，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際，全面而系統(tǒng)地設(shè)計(jì)整個(gè)教學(xué)進(jìn)程的情境[3]。這一教學(xué)過(guò)程涵蓋范圍有大有小，可以是一門課程、一個(gè)大概念，也可以是一個(gè)單元、一堂課，但無(wú)論是哪種教學(xué)過(guò)程，其情境設(shè)計(jì)都應(yīng)該具備系統(tǒng)性、連貫性和組織性等特征。因此，教學(xué)情境結(jié)構(gòu)化意味著各個(gè)教學(xué)情境之間應(yīng)該有一定的邏輯線索或組織架構(gòu)上的關(guān)系，并且這種關(guān)系是要為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)所服務(wù)的。在實(shí)際教學(xué)中，教師要整體把握教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的、有意義的、并且緊密聯(lián)系的結(jié)構(gòu)化情境。本文闡述的教學(xué)情境結(jié)構(gòu)化側(cè)重于一堂課的情境組成與安排。

（二）概念結(jié)構(gòu)化

無(wú)論哪一門學(xué)科，其概念體系都不是零散知識(shí)的簡(jiǎn)單堆砌，各概念之間一定蘊(yùn)含有內(nèi)在邏輯關(guān)系，生物學(xué)學(xué)科也是如此。首先，教師需要引導(dǎo)學(xué)生把握概念的核心要素，厘清各個(gè)概念彼此間的脈絡(luò)，明晰各種事實(shí)與對(duì)應(yīng)概念之間的關(guān)系，這種關(guān)系可以是并列的或從屬的，可以是直接的或間接的，可以是顯性的或隱性的，等等。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建構(gòu)出符合學(xué)科概念體系的圖式，如采用列表比較、思維導(dǎo)圖、流程圖或者概念關(guān)系圖等形式進(jìn)行表達(dá)[4]。一個(gè)科學(xué)合理的概念體系圖式，必須是核心要素清晰、各要素層次分明、彼此關(guān)系符合邏輯的。由此可見(jiàn)，厘清學(xué)科概念間的內(nèi)在聯(lián)系，建構(gòu)知識(shí)體系的過(guò)程就是概念結(jié)構(gòu)化的過(guò)程，學(xué)生在頭腦里繪制出一張點(diǎn)位清晰的“概念地圖”。這張地圖能幫助學(xué)生在分析、解決問(wèn)題的過(guò)程中快速檢索出所需要的知識(shí)并加以應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生深度理解所學(xué)知識(shí)和提升素養(yǎng)水平。

二、情境結(jié)構(gòu)化對(duì)概念結(jié)構(gòu)化的價(jià)值

教學(xué)情境可以作為學(xué)生概念建構(gòu)、思維訓(xùn)練及遷移應(yīng)用的“腳手架”，一個(gè)良好的結(jié)構(gòu)化情境能夠使這個(gè)“腳手架”更加堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固。

（一）推動(dòng)結(jié)構(gòu)化概念的生成

普通高中生物學(xué)課程內(nèi)容以“大概念、重要概念和次位概念”的形式呈現(xiàn)相應(yīng)的概念體系，其本身就對(duì)概念教學(xué)提出了“結(jié)構(gòu)化”的要求。概念的習(xí)得不能靠簡(jiǎn)單灌輸，而應(yīng)圍繞一系列事實(shí)、證據(jù)或問(wèn)題展開(kāi)，通過(guò)觀察分析、歸納概括等方法完成概念體系的建構(gòu)。因此，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)生活的經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用、科學(xué)研究的成果等，創(chuàng)設(shè)一系列真實(shí)具體的情境，并將其嵌入相應(yīng)的事實(shí)或證據(jù)中，借助結(jié)構(gòu)化情境之間的關(guān)系來(lái)揭示概念之間的關(guān)系，將零散的概念有效整合，推動(dòng)結(jié)構(gòu)化概念的生成。

（二）利于結(jié)構(gòu)化概念的理解

“是什么、為什么、怎么樣”是概念的三個(gè)核心，一個(gè)良好的結(jié)構(gòu)化概念體系不僅要體現(xiàn)各概念之間的關(guān)系（即“是什么”），還要凸顯概念關(guān)系的內(nèi)涵和外延（即“為什么”“怎么樣”）。結(jié)構(gòu)化概念的生成不能僅靠學(xué)生對(duì)概念的死記硬背，更應(yīng)該依賴學(xué)生對(duì)概念及概念關(guān)系的深刻理解。一個(gè)有著良好邏輯線索的結(jié)構(gòu)化情境通過(guò)若干子情境來(lái)呈現(xiàn)問(wèn)題鏈，有利于持續(xù)激發(fā)學(xué)生的思維，在不斷的分析探討中厘清概念的來(lái)龍去脈、因果關(guān)系，從而深入理解概念的內(nèi)在聯(lián)系，也為概念的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

（三）促進(jìn)結(jié)構(gòu)化概念的應(yīng)用

《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》的“綜合性”考查要求以多項(xiàng)相互關(guān)聯(lián)的活動(dòng)組成復(fù)雜情境，能夠反映對(duì)學(xué)生學(xué)科知識(shí)、能力內(nèi)部的整合及其綜合運(yùn)用[5]。旨在通過(guò)試題的結(jié)構(gòu)化情境創(chuàng)設(shè)，對(duì)標(biāo)學(xué)生掌握的結(jié)構(gòu)化概念，借此完成對(duì)學(xué)生概念體系及綜合能力的測(cè)量與評(píng)價(jià)。如果學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中沒(méi)有體驗(yàn)情境的熏陶、沒(méi)有經(jīng)歷在結(jié)構(gòu)化情境中建構(gòu)并理解概念體系的過(guò)程，一定不能從容應(yīng)對(duì)試題中的復(fù)雜情境，也不能有效檢索結(jié)構(gòu)化概念中的對(duì)應(yīng)知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。因此，能力和素養(yǎng)的形成必須重在平時(shí)，將結(jié)構(gòu)化情境的創(chuàng)設(shè)和分析融入日常教學(xué)，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)化概念的綜合應(yīng)用。

三、概念體系建構(gòu)過(guò)程中結(jié)構(gòu)化情境的創(chuàng)設(shè)要點(diǎn)

一個(gè)良好的結(jié)構(gòu)化情境應(yīng)滿足以下要求：一是核心情境明確，能指向概念體系的中心；二是系列情境與概念各要素之間有良好關(guān)聯(lián)，能有效匹配；三是情境之間的關(guān)系清晰，能幫助完成概念體系的準(zhǔn)確建構(gòu)。因此，為一堂課、一個(gè)單元乃至一個(gè)大概念而設(shè)計(jì)的情境應(yīng)具有系統(tǒng)性、連貫性和組織性的特點(diǎn)。

（一）注重系統(tǒng)性，明確核心情境，錨定概念體系的中心

契合課堂教學(xué)內(nèi)容的情境在創(chuàng)設(shè)時(shí)必須核心明確，能夠錨定要建構(gòu)的概念體系的中心要素。并且，創(chuàng)設(shè)的系列情境均是圍繞核心情境展開(kāi)的，從核心情境中來(lái)，又指向核心情境。所以，創(chuàng)設(shè)情境的初期就需要教師對(duì)情境進(jìn)行系統(tǒng)化打造，主要體現(xiàn)在教師在課前對(duì)情境有整體的設(shè)計(jì)與安排，包括明確需要設(shè)置哪些情境，這些情境分別安排在哪些授課環(huán)節(jié)，通過(guò)這些情境分別要達(dá)成哪些教學(xué)目標(biāo)，等等。這樣的系統(tǒng)性可以避免情境出現(xiàn)的隨意性和凌亂化，能幫助學(xué)生進(jìn)行完整系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。

以人教版生物學(xué)選擇性必修2《生物與環(huán)境》第1章第1節(jié)“種群的數(shù)量特征”為例，教材雖以“東北豹”為情境主體，闡述了東北豹的出生率和遷出率特點(diǎn)，但對(duì)于種群的另外幾項(xiàng)數(shù)量特征，則用其他種類的生物進(jìn)行闡述。學(xué)生雖然知道了種群主要有五大數(shù)量特征，但不能理解種群數(shù)量是如何被這些特征所影響的，也不能建立起特征之間的聯(lián)系，對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)和深化無(wú)法產(chǎn)生良好的鋪墊作用。因此，創(chuàng)設(shè)一個(gè)能有機(jī)聯(lián)系種群五大數(shù)量特征的結(jié)構(gòu)化情境，并在層層推進(jìn)系列情境的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建出五大特征關(guān)系的概念圖，就顯得非常有必要了。“第七次全國(guó)人口普查”是一個(gè)非常好的核心情境，其錨定概念體系中的“種群數(shù)量”這一中心要素。而人口普查中的自然屬性項(xiàng)目就是圍繞這一核心情境展開(kāi)的系列情境，學(xué)生在分析解決“第七次人口普查”系列情境問(wèn)題的過(guò)程中，逐步建構(gòu)“種群的數(shù)量特征”各要素之間的關(guān)系，最后“水到渠成”呈現(xiàn)出一張知識(shí)概念圖，如圖1所示：

（二）注重連貫性，設(shè)置系列情境，匹配概念體系的要素

如果僅系統(tǒng)分析并設(shè)計(jì)整體情境，對(duì)教學(xué)過(guò)程中課程的實(shí)施還是不夠的，教師還需要考慮到課程具體落實(shí)過(guò)程中情境之間的連貫性，主要體現(xiàn)在一堂課所選用的情境在氛圍上具有相似性、在內(nèi)容上屬于同一類，各個(gè)情境能夠準(zhǔn)確匹配概念體系中的各個(gè)要素。許多課堂在情境創(chuàng)設(shè)時(shí)一味地考慮情境的時(shí)代性、潮流性和趣味性，在實(shí)施過(guò)程中，課堂的氛圍和學(xué)生的反應(yīng)可能會(huì)比較好，但往往忽略了情境之間是否具有流暢的聯(lián)結(jié)。而情境的連貫性創(chuàng)設(shè)有助于保持學(xué)生在思維和情感上的連續(xù)性，建構(gòu)的概念體系一般比較穩(wěn)固，也有利于后續(xù)對(duì)概念的遷移應(yīng)用。

在“種群的數(shù)量特征”教學(xué)的過(guò)程中，創(chuàng)設(shè)了五個(gè)連貫性的系列情境，分別匹配種群的五個(gè)數(shù)量特征，幫助學(xué)生厘清順序，將五個(gè)重要特征圍繞“種群數(shù)量”聯(lián)結(jié)起來(lái)。首先，創(chuàng)設(shè)初始情境，教師設(shè)問(wèn)：我國(guó)960萬(wàn)平方公里中的所有的人是不是屬于同一個(gè)種群？由此回顧種群概念，學(xué)生找出概念中的關(guān)鍵詞，并舉例說(shuō)明。接著，創(chuàng)設(shè)系列情境1，教師設(shè)問(wèn)：我們期望通過(guò)人口普查獲得哪些方面的數(shù)據(jù)呢？在此情境中，學(xué)生了解到人口普查的項(xiàng)目較多，如“人口總量、地域分布、性別構(gòu)成、年齡結(jié)構(gòu)、流動(dòng)人口等”自然屬性，“婚姻狀況、受教育程度、所屬民族等”社會(huì)屬性。在限定討論“人口自然屬性”的情境下，推進(jìn)創(chuàng)設(shè)系列情境2，教師設(shè)問(wèn)：我國(guó)第七次人口普查（包括港澳臺(tái)）顯示了全國(guó)和各省區(qū)市的人口密度，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，你能得出種群密度的哪些特點(diǎn)？此時(shí)讓學(xué)生們閱讀書(shū)本，了解出生率和死亡率、遷入率和遷出率的含義。教師繼續(xù)創(chuàng)設(shè)系列情境3：出示全國(guó)總?cè)丝跀?shù)量變化和某城市總?cè)丝跀?shù)量變化的相關(guān)數(shù)據(jù)，學(xué)生分析出生率和死亡率、遷入率和遷出率的相關(guān)性質(zhì)和聯(lián)系。當(dāng)學(xué)生明確了一個(gè)種群中生態(tài)時(shí)期的劃分標(biāo)準(zhǔn)，教師推進(jìn)創(chuàng)設(shè)系列情境4：出示人口年齡組成的相關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)問(wèn)不同年齡結(jié)構(gòu)組成對(duì)人口發(fā)展的影響，學(xué)生分析年齡結(jié)構(gòu)三種類型的特點(diǎn)。同樣可以繼續(xù)創(chuàng)設(shè)系列情境5讓學(xué)生了解性別比例的內(nèi)涵，并分析我國(guó)性別比例的特點(diǎn)。

（三）注重組織性，厘清情境關(guān)系，指向概念體系的建構(gòu)

創(chuàng)設(shè)結(jié)構(gòu)化情境時(shí)還需要注重情境的組織性，許多教師往往會(huì)混淆連貫性和組織性的屬性，認(rèn)為它們是雷同的，但實(shí)際上組織性是在連貫性基礎(chǔ)上的進(jìn)一步緊扣情境的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。組織性主要體現(xiàn)在各情境要素的關(guān)系上，是某一教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)領(lǐng)下的并列關(guān)系還是遞進(jìn)關(guān)系，是圍繞某一中心的發(fā)散關(guān)系還是聚攏關(guān)系，是前后教學(xué)內(nèi)容之間的繼承關(guān)系還是轉(zhuǎn)接關(guān)系[3]，等等。各個(gè)情境之間應(yīng)該具有明確的邏輯關(guān)系，并且指向概念體系各要素之間的關(guān)系建構(gòu)。

在實(shí)施“種群的數(shù)量特征”教學(xué)時(shí)，教師要借助系列情境之間的關(guān)系使學(xué)生理解種群的五個(gè)數(shù)量特征之間有著平行的地位也有著不同程度的聯(lián)系，種群密度作為最基本的數(shù)量特征，其余四個(gè)特征對(duì)其產(chǎn)生的影響程度是不同的。所以在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)，既要考慮不同概念之間情境的有效轉(zhuǎn)化，也要考慮不同情境之間的良好組織，讓學(xué)生在理解概念的同時(shí)更好地理清它們之間的關(guān)系。創(chuàng)設(shè)一個(gè)以“全國(guó)第七次人口普查”為中心的結(jié)構(gòu)化情境，明確各情境之間的組織聯(lián)系，在系列情境下通過(guò)問(wèn)題串的形式，讓學(xué)生進(jìn)一步理解種群數(shù)量各特征的地位及關(guān)系，如出生率和死亡率、遷入率和遷出率對(duì)種群密度分別具有決定性影響，年齡結(jié)構(gòu)能幫助預(yù)測(cè)種群密度的變化方向，性別比例首先影響出生率和死亡率進(jìn)而間接影響種群密度，等等。

綜上所述，本節(jié)課利用多個(gè)小情境串聯(lián)出一條教學(xué)主線，將零散的種群數(shù)量特征圍繞“種群密度”這一最基本的特征進(jìn)行了有機(jī)整合，學(xué)生在對(duì)情境進(jìn)行連續(xù)性辨析的過(guò)程中理解了各個(gè)概念之間的聯(lián)結(jié)，最后搭建出一個(gè)結(jié)構(gòu)化的概念圖，使整堂課無(wú)論是學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)、情境的分析還是學(xué)科核心素養(yǎng)的形成，都具有了“向心力”，這有利于學(xué)生形成整體思路，深化對(duì)知識(shí)的理解。

核心素養(yǎng)的真正“落腳點(diǎn)”在課堂，“用武之地”在學(xué)生面對(duì)新情境時(shí)表現(xiàn)出的必備品格與關(guān)鍵能力。概念體系的生成不是靠教師的單向輸出，而是在有效情境的引領(lǐng)下，教師合理指導(dǎo)、學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)而完成的，只有這樣，學(xué)生才能在學(xué)習(xí)過(guò)程中將知識(shí)內(nèi)化于心。教師借助結(jié)構(gòu)化的情境，依據(jù)知識(shí)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)情設(shè)計(jì)系列化的問(wèn)題（亦可稱之為“問(wèn)題鏈”或“問(wèn)題串”），利用情境的“引”，發(fā)揮教師的“導(dǎo)”，啟動(dòng)學(xué)生的“思”，促進(jìn)知識(shí)的“構(gòu)”。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]張仁波，黃丹青.降低認(rèn)知負(fù)荷的結(jié)構(gòu)化情境創(chuàng)設(shè)[J].化學(xué)教與學(xué)，2021（15）：3.

[3]崔志鈺.教學(xué)情境結(jié)構(gòu)化：特征·策略·朝向[J].職業(yè)教育，2019（21）：16.

[4]陳進(jìn)前.知識(shí)結(jié)構(gòu)化的涵義、表達(dá)和功能[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2022（2）：5.

[5]教育部考試中心.中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系[M].北京：人民教育出版社，2019：30.

責(zé)任編輯：賈凌燕