高中生物學核心概念學習進階的實例研究

孫 娟

(陜西省西安市第五十三中學 陜西西安 710068)

當代基礎教育科學課程改革的核心理念“整合與發展”是指圍繞大概念組織知識內容，構建課程概念體系，研究、設計和實施學習進階，最終促進學生科學素養連貫一致的發展。[1]《普通高中生物學課程標準（2017版）》提出的基本理念“內容聚焦大概念、教學過程重實踐”也提示我們，開展基于學習進階的核心概念教學，不但表現為核心概念的學習進階，而且更是可持續學習的基礎。

一、高中生物學核心概念內涵

英文術語“big ideas”“key concepts”“core concepts”對應的中文表述“大概念”“關鍵概念”“核心概念”等均用來表示核心概念。張穎之、劉恩山認為核心概念是“位于學科中心的概念性知識，包括了重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋”，“是學科結構的主干部分”。[2]高中生物學課程核心概念即《課標》列出的必修模塊四個核心概念和選擇性必修模塊六個核心概念，集中體現了《課標》“內容聚焦大概念”的基本理念，“精簡內容、突出重點”，“讓學生能夠深刻理解和應用重要的生物學概念，發展生物學學科的核心素養”。[3]

二、學習進階的內涵

學習進階是以核心概念為主要教學內容，學生在學習中經歷無數中間水平，最終掌握學科知識結構框架，實現自我認知發展的一個不斷積累，不斷演化的過程，包括進階起點、進階終點、進階維度、進階水平四個相互關聯的要素。[4]“學習進階”實際上是對“應該為學生設定怎樣的學習路徑”這一問題的探索，它可以直觀呈現各概念之間的發展路徑及聯系，顯示概念學習的來龍去脈，為教師的教和學生的學提供可參考的目標，為最終理解核心概念提供“線路圖”。

三、基于核心概念進階學習的教學設計

筆者以人教版高中生物必修一第四章第1節“物質跨膜運輸的實例”為例，探索基于概念進階圖如何實現學習進階的核心概念教學。（1）本節屬于《課標》中第二個核心概念“細胞的生存需要能量和營養”中物質變化的范疇，筆者針對此內容繪制概念進階圖 (見圖1)；（2）根據學生科學概念理解由簡到繁的過程，將本節學習進階劃分為四個階段，分別對應科學概念理解發展層級模型中的經驗、映射、關聯和整合[5](見圖2)；（3）依據教材、學情分析設計三個探究活動。探究活動一“滲透作用”，通過演示實驗、動畫、模型構建、合作探究等環節讓學生認識裝置、觀察現象、理解原理，為學習水分子跨膜運輸打下基礎。探究活動二“動物細胞的吸水和失水”，將以回憶為主的內容轉化為科學探究的素材。在教師的引導下，學生能提出合理假設“動物細胞相當于滲透裝置，細胞膜相當于半透膜，細胞質與外界環境溶液存在濃度差”。結合已有知識，依據“體驗制備細胞膜的方法”實驗，學生在教師啟發下嘗試完成實驗設計，包括選擇實驗材料、確定實驗方法、討論實驗結果記錄方式等。以上過程，依托學生熟悉的實驗入手，學生初步了解科學探究的基本方法和一般過程，在此基礎上展開探究活動三。探究活動三“植物細胞的吸水和失水”，以小資料的形式給出植物細胞的結構，學生嘗試寫出“植物細胞的吸水和失水”實驗方案，表達交流，構建知識。

圖1 “細胞的物質輸入和輸出”概念進階圖

圖2 “自由擴散”概念進階圖

我們從以上過程中不難看出，基于學習進階建構的概念體系更好地綜合了概念的學科邏輯和學生的認知發展，將概念體系劃分出不同的思維等級，并制定相應遞進水平，使學生對生物核心概念進行連貫的、螺旋遞進式學習，從而有效確保學生核心素養的形成。