大概念教學(xué)在高中生物學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用策略探究

摘 要：大概念以其高度凝練的特點(diǎn)著稱，能將分散的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來并賦予其意義，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。大概念教學(xué)可以幫助學(xué)生理解和掌握生物知識(shí)，提升他們的自主學(xué)習(xí)效果和核心素養(yǎng)水平。文章探討了大概念教學(xué)在高中生物學(xué)科中的應(yīng)用及其對學(xué)生學(xué)習(xí)成效的影響，分析了具體的教學(xué)案例，研究了大概念教學(xué)的具體實(shí)踐策略，旨在激發(fā)學(xué)生的生物知識(shí)學(xué)習(xí)興趣，分享了教師在教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)和挑戰(zhàn)，為高中生物教學(xué)提供了新的視角和方法。

關(guān)鍵詞：大概念；高中生物；教學(xué)策略

大概念教學(xué)作為一種新興的教學(xué)方法，逐漸受到高中生物教師的關(guān)注。在高中生物教學(xué)中，大概念不僅能夠幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系，而且還能夠促進(jìn)學(xué)生深入理解和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。分析大概念教學(xué)在高中生物學(xué)科中的應(yīng)用效果，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況和教學(xué)需要設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，能發(fā)揮大概念的導(dǎo)向作用，提升教學(xué)有效性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，助力學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展，推動(dòng)教學(xué)方法的創(chuàng)新。

一、大概念教學(xué)在高中生物學(xué)科教學(xué)中的價(jià)值

（一）有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力

大概念教學(xué)以核心概念為引領(lǐng)，通過構(gòu)建完整的知識(shí)體系和強(qiáng)調(diào)實(shí)踐探究，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力[1]。相比于傳統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)方式，大概念教學(xué)更加注重知識(shí)的內(nèi)在邏輯和聯(lián)系，讓學(xué)生感受到生物的魅力和價(jià)值。同時(shí)，大概念教學(xué)還強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過程，讓他們在探究和實(shí)踐中獲得成就感和自信心。這種教學(xué)方式有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)力，提高他們的學(xué)習(xí)積極性和效果。

（二）有利于提升科學(xué)思維和探究能力

大概念教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。通過引導(dǎo)學(xué)生對核心概念進(jìn)行深入探討和分析，可以激發(fā)他們的好奇心和求知欲，培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)新能力。同時(shí)，大概念教學(xué)還強(qiáng)調(diào)實(shí)踐探究的重要性，通過讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等實(shí)踐活動(dòng)，讓他們在實(shí)踐中學(xué)習(xí)、在探究中成長。這種教學(xué)方式有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力，為他們未來的科學(xué)研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（三）有利于促進(jìn)知識(shí)整合與體系構(gòu)建

大概念教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的整合和內(nèi)在聯(lián)系，有助于學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。通過將不同章節(jié)、不同領(lǐng)域的知識(shí)圍繞核心概念進(jìn)行整合，學(xué)生可以更加清晰地理解生物知識(shí)的脈絡(luò)和邏輯關(guān)系。這種教學(xué)方式不僅有助于學(xué)生記憶和理解生物知識(shí)，還能夠促進(jìn)他們對知識(shí)的深入思考和探索。

（四）有利于優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容和方法

大概念教學(xué)倡導(dǎo)以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容和方法的優(yōu)化。教師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和學(xué)習(xí)需求，設(shè)計(jì)符合大概念教學(xué)理念的教學(xué)活動(dòng)，如探究式學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等，以提升教學(xué)的有效性和吸引力。

強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與和自主學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，通過探究和實(shí)踐來構(gòu)建知識(shí)。這種教學(xué)方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)能力。

二、大概念教學(xué)在高中生物學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）明確生物教學(xué)活動(dòng)的主題，設(shè)計(jì)大概念

大概念是生物學(xué)科知識(shí)的核心，是貫穿整個(gè)課程體系的主線，能為學(xué)生提供清晰的學(xué)習(xí)導(dǎo)向[2]。在大概念的統(tǒng)領(lǐng)下，生物教學(xué)活動(dòng)主題和教學(xué)內(nèi)容有助于學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)體系，理解生物知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，提升知識(shí)學(xué)習(xí)效果。在高中生物教學(xué)中，教師明確教學(xué)活動(dòng)的主題并設(shè)計(jì)大概念，是教學(xué)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。教師根據(jù)大概念設(shè)計(jì)對應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)確保教學(xué)內(nèi)容緊密圍繞主題展開，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)。

以新人教版高中生物必修1《細(xì)胞中的元素和化合物》一課的教學(xué)為例，根據(jù)課題可知，本課主要讓學(xué)生理解細(xì)胞的構(gòu)成，以及細(xì)胞構(gòu)成元素和化合物在細(xì)胞中的作用和重要性。從本課的課題入手進(jìn)行研究，可以確定大概念為：細(xì)胞中的元素和化合物在細(xì)胞中發(fā)揮重要作用。這一核心概念將貫穿整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過程，能引導(dǎo)學(xué)生深入理解細(xì)胞的組成。教師在確定大概念的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建包含相關(guān)子概念的概念網(wǎng)絡(luò)。如將“細(xì)胞的元素組成”“細(xì)胞中的化合物種類”“元素和化合物在細(xì)胞中的作用”等知識(shí)建立起聯(lián)系。這些知識(shí)相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成完整的概念體系。教師可以根據(jù)概念體系，設(shè)計(jì)教學(xué)過程。

首先，教師可以根據(jù)大概念展示細(xì)胞圖片或動(dòng)畫，激發(fā)學(xué)生對細(xì)胞的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生思考細(xì)胞的組成。其次，教師可以組織學(xué)生通過分組討論、案例分析等方式，深入探究細(xì)胞的元素組成、化合物種類以及它們在細(xì)胞中的作用。學(xué)生需要結(jié)合自己的討論、分析結(jié)果，將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，形成完整的生物概念體系。最后，教師可以設(shè)計(jì)一些實(shí)際問題或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題或進(jìn)行探究，加深對細(xì)胞元素和化合物的理解。教師利用多種教學(xué)資源來幫助學(xué)生理解大概念，使用多媒體課件展示細(xì)胞圖片和動(dòng)畫，能讓學(xué)生明確生物教學(xué)活動(dòng)的主題，直觀了解細(xì)胞的構(gòu)成，感受細(xì)胞元素和化合物的存在和作用，深入理解細(xì)胞中的元素和化合物這一大概念。

（二）根據(jù)大概念的不同層級，構(gòu)建基礎(chǔ)知識(shí)體系

大概念具有層級性的特點(diǎn)，其中包含核心概念、衍生概念和具體實(shí)例等。在高中生物教學(xué)中，教師需要根據(jù)大概念的層級關(guān)系，構(gòu)建基礎(chǔ)知識(shí)體系。生物基礎(chǔ)知識(shí)體系有助于學(xué)生系統(tǒng)地掌握生物知識(shí)，理解知識(shí)的層次和邏輯關(guān)系，提高學(xué)習(xí)效

率[3]。教師要梳理大概念的層級關(guān)系，從核心概念出發(fā)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生明確各個(gè)層級之間的邏輯關(guān)系，逐步擴(kuò)展到衍生概念和具體實(shí)例，構(gòu)建、完善基礎(chǔ)知識(shí)體系。

以新人教版高中生物必修2《基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段》一課教學(xué)為例，本課大概念可以設(shè)計(jì)為：基因是生物遺傳信息的載體，通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段?；诖蟾拍畹牟煌瑢蛹?，可以從以下三方面構(gòu)建基礎(chǔ)知識(shí)體系。第一方面，核心概念層級。這一層級知識(shí)主要包括“基因”即生物遺傳信息的載體決定生物體的性狀。第二方面，衍生概念層級。這一層級知識(shí)主要包括DNA（脫氧核糖核酸）、遺傳效應(yīng)。學(xué)生需要明白DNA是基因的主要化學(xué)組成，且攜帶生物體的遺傳信息。懂得基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物體的性狀，表現(xiàn)出遺傳效應(yīng)。第三方面，具體實(shí)例和細(xì)節(jié)層級。這一層級知識(shí)主要包括：染色體、基因編碼、基因表達(dá)。學(xué)生需要了解每條染色體上有一個(gè)DNA分子，DNA分子上分布著許多基因。明白基因通過特定的堿基序列編碼蛋白質(zhì)的信息，懂得基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，將遺傳信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，控制生物體的性狀。

在構(gòu)建基礎(chǔ)知識(shí)體系的過程中，教師首先要根據(jù)大概念介紹“基因”，解釋其在生物遺傳中的核心作用。其次，教師要闡述衍生概念“DNA”和“遺傳效應(yīng)”，說明DNA作為基因的主要化學(xué)組成，攜帶遺傳信息，并通過控制蛋白質(zhì)的合成來表現(xiàn)遺傳效應(yīng)。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論，提出問題，培養(yǎng)他們的批判性思維和解決問題的能力。再次，教師可以利用動(dòng)畫、視頻等多媒體資源，直觀地展示基因和DNA的結(jié)構(gòu)和功能，幫助學(xué)生理解抽象概念。通過解釋染色體、基因編碼和基因表達(dá)等細(xì)節(jié)，使學(xué)生理解基因在細(xì)胞層面上實(shí)現(xiàn)其功能的過程。最后，教師要通過案例分析、實(shí)驗(yàn)探究等方式，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，加深對基因和DNA的理解。實(shí)驗(yàn)方面可以讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)視頻，如“DNA提取實(shí)驗(yàn)”“基因工程實(shí)驗(yàn)”等，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和科學(xué)精神。

（三）堅(jiān)持問題導(dǎo)向，利用大概念情境啟發(fā)思考

在高中生物教學(xué)中，教師堅(jiān)持問題導(dǎo)向，利用大概念情境啟發(fā)學(xué)生的思考，是培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的重要途徑[4]。堅(jiān)持問題導(dǎo)向旨在利用大概念創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)學(xué)生在解題中形成獨(dú)立思考的習(xí)慣，提升解決問題的能力，有助于培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和生物實(shí)踐能力。教師要利用大概念創(chuàng)設(shè)問題情境，在教學(xué)過程中利用問題激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，并通過問題討論和探究環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生思考并解決問題。

以新人教版高中生物選修1《神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)》一課教學(xué)為例，教師可以根據(jù)課題以及教學(xué)內(nèi)容確定大概念：神經(jīng)系統(tǒng)通過分級調(diào)節(jié)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對機(jī)體復(fù)雜生命活動(dòng)的精確控制。首先，教師可以根據(jù)大概念展示人體神經(jīng)系統(tǒng)的工作實(shí)例，如足球運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)速度、盲人的觸覺代償?shù)取４藭r(shí)教師可以提出問題：“復(fù)雜的動(dòng)作是如何通過神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確控制的？”基于大概念和問題，教師可以創(chuàng)設(shè)“神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)”“神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)”“神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)”情境，分別引導(dǎo)學(xué)生回顧神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，展示神經(jīng)沖動(dòng)的電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)過程，使學(xué)生理解它們在信息傳遞中的作用和機(jī)制。其次，在問題設(shè)計(jì)方面，教師可以提問：“神經(jīng)系統(tǒng)由哪些基本結(jié)構(gòu)組成？這些結(jié)構(gòu)是如何協(xié)同工作的？神經(jīng)沖動(dòng)是如何在神經(jīng)元之間傳遞的？這種傳遞方式有什么特點(diǎn)？”在情境中，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生從脊髓到大腦皮層入手，分析神經(jīng)系統(tǒng)通過不同層級的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對機(jī)體復(fù)雜生命活動(dòng)的精確控制過程，結(jié)合具體的病例分析，豐富情境內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生的深入思考。教師可以圍繞“脊髓損傷、帕金森病”等案例，讓學(xué)生分析該疾病可能涉及的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能異常，使其思考通過調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的功能來治療或緩解這些疾病的可行性。最后，教師鼓勵(lì)學(xué)生分享彼此的想法，回顧整個(gè)學(xué)習(xí)過程，總結(jié)問題解答情況，使其認(rèn)識(shí)到神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)機(jī)制及其在生命活動(dòng)中的作用。學(xué)生通過思考教師提出的問題，在情境中解決不同的問題、分析案例、交流想法，可以深入地理解神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)機(jī)制，形成問題生物意識(shí)和探究精神。

（四）基于大概念設(shè)計(jì)進(jìn)階活動(dòng)，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)

基于大概念設(shè)計(jì)進(jìn)階活動(dòng)，能促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，深化其對大概念的理解，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力。教師在確定大概念后，通過設(shè)計(jì)進(jìn)階活動(dòng)，能讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中形成合作精神，為他們未來的生物研究和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效率，教師要設(shè)計(jì)與大概念相關(guān)的進(jìn)階活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主選擇活動(dòng)內(nèi)容和方式，為他們提供必要的指導(dǎo)和支持。教師可以要求學(xué)生自主進(jìn)行案例分析、研究項(xiàng)目等，鼓勵(lì)他們進(jìn)行自主探究和學(xué)習(xí)。

以新人教版高中生物選修2《生物多樣性及其保護(hù)》一課教學(xué)為例，本課大概念可以設(shè)計(jì)為：生物多樣性是地球生命系統(tǒng)的核心，其保護(hù)對于維持生態(tài)平衡和人類福祉至關(guān)重要。教師可以基于大概念設(shè)計(jì)以下進(jìn)階活動(dòng)：

1.知識(shí)建構(gòu)

以“大熊貓飼養(yǎng)、人工繁殖”為主題，通過收集資料、觀看視頻等方式，了解生物多樣性的基本概念和價(jià)值。分享各自對生物遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性的初步理解。以食物來源、藥物研發(fā)、生態(tài)旅游等為主題，列舉生物多樣性與人類生活密切相關(guān)的實(shí)例，組織辯論活動(dòng)或角色扮演活動(dòng)，探討生物多樣性對人類福祉的影響。

2.問題探究

分組研究棲息地破壞、過度開發(fā)、污染、氣候變化等問題成因，以“生物多樣性喪失的主要原因”為主題，選擇一個(gè)具體的生物多樣性喪失案例，進(jìn)行深入分析，如瀕危物種、被破壞的生態(tài)系統(tǒng)等。針對生物多樣性問題提出保護(hù)措施，并討論其可行性和效果，將問題研究成果制作成海報(bào)或電子課件。

3.實(shí)踐應(yīng)用

基于“問題探究”成果，綜合分析不同的海報(bào)或電子課件。為某個(gè)特定的生態(tài)系統(tǒng)或物種設(shè)計(jì)保護(hù)方案，其中包括保護(hù)目標(biāo)、保護(hù)措施、預(yù)期效果等要素，并考慮實(shí)際操作的可行性。根據(jù)保護(hù)方案設(shè)計(jì)宣傳材料，在學(xué)校或社區(qū)進(jìn)行宣傳，提高公眾對生物多樣性保護(hù)的認(rèn)識(shí)和參與度，如短視頻、公眾號(hào)文章、微博話題等。

以上三個(gè)階段的進(jìn)階活動(dòng)以大概念為主線，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供明確導(dǎo)向，能讓學(xué)生理解生物多樣性是地球生命系統(tǒng)的核心，在建構(gòu)知識(shí)、解決問題、實(shí)踐探索中明確保護(hù)生物多樣性對維持生態(tài)平衡和人類福祉的積極意義[5]。教師可以在進(jìn)階活動(dòng)中，為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)材料，允許學(xué)生根據(jù)自己的興趣和專長選擇研究方向和案例。同時(shí)，教師要在學(xué)生合作中通過指導(dǎo)和評價(jià)，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和反思。教師也要對學(xué)生的研究成果和表現(xiàn)給予及時(shí)的反饋和評價(jià)，讓學(xué)生根據(jù)評價(jià)發(fā)現(xiàn)自己在建構(gòu)知識(shí)和解決問題中的不足，有針對性地進(jìn)行完善，提高自主學(xué)習(xí)效果。

結(jié)束語

綜上所述，通過對大概念教學(xué)在高中生物學(xué)科中的實(shí)踐探究，可以了解該教學(xué)方法在提升學(xué)生核心素養(yǎng)方面有積極的促進(jìn)作用。大概念教學(xué)有望成為推動(dòng)高中生物教學(xué)改革的重要力量，教師在開展大概念教學(xué)的過程中，面臨不同的挑戰(zhàn)，需要結(jié)合實(shí)際學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化大概念設(shè)計(jì)，探索更多適合學(xué)生的教學(xué)方法，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最大化。同時(shí)，教師也要積極參與到大概念教學(xué)相關(guān)理論研究與實(shí)踐中，豐富教學(xué)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)生物教學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)展。

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本文系2023年薌城區(qū)基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究課題“生態(tài)文明視域下高中生物學(xué)教學(xué)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：ZJZKTY2320）的研究成果。