構建概念學習進階 提升學生核心素養

秦悅

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《義教課標》）在內容上突出生物學科的主題教育與重要概念的發展，其內容體系與《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“細胞怎樣構成生物體”中也有關于“細胞分裂”的教學內容。同一個教學概念出現在不同學段，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建概念學習進階。“細胞的增殖”是初、高中教學共有的重要內容，仿照《框架》LPs模型，結合不同年級學習者分析，通過初步教學實踐，對構建七年級（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“生物體的結構層次”中的“細胞分裂、分化形成組織”這一內容。具體的內容標準如下[3]：

“細胞增殖”在《高中課標》中屬于重要概念2，內容要求如下[4]：

概念2 細胞的生存需要能量和物質，并通過分裂實現增殖。

2-3 細胞會經歷生長、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

構建概念LPs有必要對學習者進行認知結構、動作技能、情感態度、生活經驗等方面的分析。

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、結果與意義。另外，基于學生的生活經驗與信息素養，了解細胞克隆技術在生產與生活中的應用，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量的增加，產生與遺傳物質一模一樣的新細胞，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的提升呈正相關，也更關注對事物本質的理解。他們初步能以系統觀審視細胞——最基本的生命系統;以物質、能量與信息變化相統一的思想認識細胞內有序代謝過程;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律進行模型建構與解釋。學生在此階段應構建的相關重要概念是：體細胞增殖過程是細胞內物質、能量與信息有序變化的結果。

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，逐漸實現跨模塊主題構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、變異與穩態的意義。所以，他們應構建的重要概念是：細胞增殖是遺傳信息從親代細胞傳向子代細胞的方式，會受到環境因素的影響，與生物的遺傳、變異與穩態都密切相關。

4.學習進階圖的構建

在構建“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，自下而上呈現出不同學段應構建的概念層級，逐漸上升，最終達成相應的學科核心思想（圖的左側），同時列舉出了構建各級概念所依托的多個事實（圖的右側）。

總之，在核心概念的組織和呈現上，聯系學生的生活和經驗，低年級以日常現象的概括為主，隨著年級的增長再逐步導向對現象發生機制的科學解釋，在保持學生對科學的持久注意力的同時，修正學生對自然現象原有的接近科學或錯誤的理解，最終構建起科學、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