基于次位概念開展生物課堂教學

牛疊亞+解凱彬

摘 要 以“群落的演替”一節為例，闡述如何明確核心概念厘清次位概念關系及如何基于次位概念開展生物課堂教學的策略，為一節課隱性體現的核心概念提供支撐，提升核心概念的在解決現實問題中的遷移性和持久性的價值。

關鍵詞 群落的演替 次位概念 生物課堂

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

我國《普通高中生物學課程標準（實驗）》（以下簡稱《高中課標》）中明確指出“注重使學生在現實生活的背景中學習生物學，倡導學生在解決實際問題過程中深入理解生物學的核心概念”，但即便是最簡單的一個核心概念通常也需要多節課甚至是更長時間的、多角度的學習才能形成認識，所以核心概念是通過每節課掌握的次位概念（也稱之為一般概念）歸納總結逐步形成的。次位概念是下位概念，是在生物學事實的基礎上進行概括、描述的概念。下面是以“群落演替”一節為例，討論基于次位概念開展生物課堂教學，指向核心概念，使得每節的生物課堂講授的次位概念教學具有內在一致性，幫助學生建立穩固的學科知識結構，達成對核心概念的深入理解。

1 明確核心概念，理清次位概念關系

教師在備課時，首先要明確本節課隱形體現的核心概念和次位概念是什么，理清次位概念之間的關系。幫助學生建立次位概念時，應是圍繞核心概念進行，教學便不會只是單純地教授細枝末節的知識，而是習得具有內在的聯系的概念，從而建立穩固的核心概念。

以下是筆者參考胡玉華列出的關于甄別生物學概念的四個標準：生物學核心概念是構成學科基本框架的概念、是具有文件夾功能的概念、是具有統攝思維功能的概念、是具有遷移價值的概念，以及在研讀《高中課標》的基礎上，列出的關于人教版生物《必修3·穩態與環境》第四章第四節“群落的演替”的核心概念和次位概念。

核心概念：組成生態系統的生物成分與非生物成分相互影響，共同實現系統的物質循環、能量流動和信息傳遞，生態系統通過自我調節保持相對穩定的狀態。

次位概念一：演替是隨著時間的推移，一個群落取代另一個群落的動態過程。

次位概念二：一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但徹底消滅了的地方的演替稱為初生演替。

次位概念三：在原有植被雖已不存在，但土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發生的演替稱為次生演替群落

次位概念四：人類活動往往使群落演替按照不同自然演替的速度和方向進行。

本節課在指向核心概念的基礎上基于列出的四個次位概念開展生物課堂，在次位概念中，“演替”是演替的過程、演替的類型、演替的應用等內容的一個上位概念，其他概念的生成需要在理解演替的基礎上進行的。所以確定本節課的主線是“演替的概念→演替的類型→影響演替的因素及其對生活的應用”。講解次位概念的順序是：次位概念一→次位概念二和次位概念三→次位概念四，通過四個次位概念的建立學生能在群落的層次上掌握核心概念。這樣使得概念的建立具有層次性，增加了核心概念形成的穩固性。

2 借助問題串生成次位概念，深化核心概念的理解

教師以復習式的問題串導入課堂，問題如下：① 常綠針葉林和常綠闊葉林是不是兩個群落？差異是什么？② 判斷群落類型的依據是什么？通過復習式提問，為學生理解群落演替中“一個群落”和“另一個群落”的區別提供知識基礎。接著，教師展示1883年喀拉喀托火山爆發的視頻，并呈現之后科學家在此處研究生物數量和種類變化的數據，設置如下問題串：① 在裸巖中會不會有生物的發生？如果有生物，你們覺得是什么生物？② 為什么地衣是第一個占據裸巖的植物？③ 為什么苔蘚能取代地衣？這個取代是指“優勢取代”還是“取而代之”？學生已有的觀念會引導他們理解教師或者教材呈現的信息，所以這些問題能調動學生已有知識，暴露學生的前概念，從而利于教師糾正學生的迷思概念，促進學生理解群落演替的內在原因——群落內部的植物體改變了生態環境而引起的演替，同時使學生理解這也是群落演替的動力，從群落層次上指向理解核心概念中“生態系統的生物成分與非生物成分是相互影響的”。最后，教師通過展示美國北卡羅來納農田研究數據圖表并提問：① 草本植物占據優勢的原因是什么？② 你能說出灌木取代草本和喬木取代灌木的原因嗎？③ 是不是到了森林階段，地衣草本等植物就不存在了呢？④ 我們有生之年能看到自然狀態裸巖上長出森林嗎？這些問題逐步引導學生理解群落演替是在時間推移下進行的漫長的動態過程，是一個群落替代另一個群落的過程，不僅建構群落的演替這個次位概念，從群落的層次上理解生物與生物、生物與環境之間是相互作用的過程，而且從群落層次上為理解核心概念中生態系統中具有物質循環、能量流動和信息傳遞奠定知識基礎。

3 借助生物學事實構建次位概念，促進核心概念的構建

由于“演替”的概念是借助“初生演替”中的一種“裸巖上的演替”介紹的，學生只是了解“裸巖上的演替”這個生物學事實，尚未內化為初生演替這個概念。教師可以展示“火山爆發后發生的演替”“覆蓋的冰層融化而暴露的某一地區上開始的演替”等多個生物學事實，引導學生歸納總結這些生物事實的共同點，逐漸生成次位概念二。接著，通過展示“棄耕的農田”中隨時間推移不同階段的照片，引導學生總結“棄耕的農田上的演替”與“裸巖上的演替”的不同之處，從而生成次位概念三；通過判斷“野火燒不盡，春風吹又生”古詩中體現是初生演替還是次生演替的題目檢測學生的掌握情況，并從本質上說明初生演替和次生演替的劃分標準是土壤的條件不同；接著，列出表格，從起始條件、時間、速度三個方面對比理解兩個次位概念，學生填表進一步深化學生的次位概念。

通過表格的歸納和總結以及眾多生物學事實的列舉，學生在建立初生演替和次生演替兩個次位概念的基礎上，進一步深化了對“演替是一個物種取代另一個物種，一個群落取代另一個群落的過程”次位概念的理解，指向核心概念中一個方面“生態系統通過自我調節保持相對穩定的狀態”，在群落層次理解核心概念指向的是生態系統中，生物之間通過相互作用形成動態的群落，促進學生“穩態與平衡觀”的建立。

在次位概念一、二、三的建立基礎上，教師舉例“路周圍雜草分布”“過度放牧后的草原”“棄耕的農田與精耕細作的農田的對比”等生物學事實，并以提問方式引導學生思考人類活動對演替的影響：① 影響演替的速度和方向的有哪些因素呢？你能分別舉例子嗎？② 為什么內蒙古草原的演替沒有發展到森林階段？③ 你能解釋路邊小草與人類活動的關系嗎？教師以問題促進學生思考自然環境和人類活動是影響演替的重要因素，同時通過學生的回答總結人類活動往往是有目的、有意識地進行，人類可以砍伐森林也可以封山育林，可以填湖造地，也可以退耕還林。最終建立次位概念四，得出結論人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行，而這個規律以及演替這個生物學知識也是“退耕還林、退耕還草”背后的理論依據。

正如布魯納的教學觀點：任何一門學科都有它的知識結構體系，而教學的目的是使這些知識結構內化為人們頭腦中的認知結構。認知結構具有一定的層次性，如本節隱形體現的核心概念的建立需要從個體、種群、群落、生態系統四個層次才能達到對其真正的掌握，是需要多節課中的多個次位概念經過歸納總結和深化達到的，而“群落的演替”一節只是在群落水平上理解生物之間的相近影響、生態系統的能量流動和物質循環等、生物與非生物之間是的影響、人類的活動影響生物演替中群落的穩定性。如果不是在群落層次上對核心概念有了建構，學生在學習生態系統時，就很難有意義的建構生態系統的知識體系。所以基于次位概念開展生物課堂，巧用問題串，合理選擇事實性知識，才能保證學生的大腦積極的建構知識而不是簡單地記住教學一個概念，使得建立的核心概念具有持久價值和遷移價值。

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