基于生物學概念教學理念的教學探索
——以“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”為例

林 青

(人民教育出版社 課程教材研究所 北京 100081)

在中學生物學教學中,概念教學處于核心地位?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準(2017 年版2020 年修訂)》(以下簡稱“2017 年版課程標準”)明確提出教學活動要圍繞大概念和重要概念展開。 近年來,人教版生物學教材主編趙占良老師對生物學概念教學論的系統(tǒng)研究,使概念教學能夠從經(jīng)驗取向逐步走上科學取向,并為理論到實踐搭建好了橋梁。 那么,在實際教學中,該如何基于概念教學的理念來設(shè)計教學呢? 筆者就以《選擇性必修2·生物與環(huán)境》模塊的“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”一節(jié)為例,展開具體探討。

1 教材概念梳理與問題設(shè)計

根據(jù)2017 年版課程標準的要求,“生物與環(huán)境”單獨作為一個模塊來呈現(xiàn),內(nèi)容在原高中教材相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進行了充實,新舊內(nèi)容的整合往往會成為教師講授新課的難點。 在“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”一節(jié)中,“生態(tài)平衡”是新加入的重要概念,雖然生態(tài)平衡這個詞大家并不陌生,但要具體解釋它的內(nèi)涵、特征,與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系等是比較困難的,它的加入也使本節(jié)的概念邏輯關(guān)系變得更為復(fù)雜。 要上好這節(jié)課,厘清概念邏輯關(guān)系并幫助學生建立概念間的聯(lián)系是關(guān)鍵所在,而這正好與生物學概念教學強調(diào)的讓學生在掌握具體概念的同時將所學概念結(jié)構(gòu)化的理念是相符的。 教師可以基于概念教學的理念,先結(jié)合教材梳理好本節(jié)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)框架,然后將其轉(zhuǎn)化為核心問題,圍繞核心問題的解決設(shè)置教學活動,引導(dǎo)學生建構(gòu)概念并實現(xiàn)學以致用。

教材先介紹了生態(tài)平衡的概念和三方面特征;接著,著重梳理了生態(tài)平衡、負反饋調(diào)節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性這三個本節(jié)核心的概念間的關(guān)系;最后,教材介紹了生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩方面表現(xiàn),進而探討如何維持生態(tài)平衡提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。 順著教材的思路,可以梳理出如圖1 左所示的結(jié)構(gòu)框架。 在具體教學中,教師可以將結(jié)構(gòu)框架轉(zhuǎn)化為6 個核心問題,如圖1 右所示,以問題驅(qū)動,從本節(jié)新加入的重要概念“生態(tài)平衡”出發(fā),以生態(tài)平衡為線通過問題串引領(lǐng)學生在探究中建構(gòu)概念。

2 教學目標確認

有時,人們會將“概念”歸到“知識”的范疇,概念目標自然也會被解釋為知識目標。 這種認識是不夠全面的,以本節(jié)教學為例,對生態(tài)平衡與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念進行辨析并在此基礎(chǔ)上探討如何提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,顯然也都體現(xiàn)了能力目標,還體現(xiàn)了社會責任方面的情感目標,實際上是一個綜合的目標要求。 生物學概念教學的目標應(yīng)該定位于發(fā)展智慧技能或思維能力,跳出長期以來將知識目標與能力目標并列、將知識教學與能力培養(yǎng)并列甚至對立起來的窠臼。 而當前以發(fā)展學生核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學目標實際上也是對“三維”目標的綜合,這與概念教學的理念也是相契合的。 這種教學目標的轉(zhuǎn)變也是充分發(fā)揮生物學教學“啟智增慧”作用需要邁出的重要一步。

在具體表述上,概念教學的目標可以借助行為動詞,將本來看不見摸不著的發(fā)生在學生頭腦中的概念內(nèi)化過程表述為可觀察、可檢測、可評價的目標,即預(yù)期學生在完成概念學習后表現(xiàn)出的行為。 基于以上考慮,確定了本節(jié)的教學目標如下:

(1) 概述生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài)。

(2) 建構(gòu)負反饋調(diào)節(jié)模型,闡明生態(tài)系統(tǒng)具有維持或恢復(fù)生態(tài)平衡的能力,即生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(3) 舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。

(4) 設(shè)計提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方案,關(guān)注人類活動對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

3 教學過程設(shè)計

2017 年版課程標準指出,教師在設(shè)計和組織每個單元的教學活動時,應(yīng)該圍繞大概念和重要概念展開,根據(jù)重要概念精選恰當?shù)慕虒W活動內(nèi)容和活動方式,所有的教學活動都要有利于促進學生對生物學概念的建立、理解和應(yīng)用。 為了實現(xiàn)這一要求,可以借助的生物學概念教學的策略有很多,如情境創(chuàng)設(shè)策略、問題驅(qū)動策略、探究構(gòu)建策略、HPS(科學史和科學哲學,History and Philosophy of Science)策略、概念結(jié)構(gòu)化策略以及應(yīng)用和評價策略。

在實際應(yīng)用時,應(yīng)結(jié)合具體的課程內(nèi)容來選擇合適的教學策略組合。 “生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”一節(jié)概念多、概念間聯(lián)系較為復(fù)雜,我們先將本節(jié)整體的結(jié)構(gòu)框架梳理清晰,并以此作為教學的基石,這一步看似是在梳理教材內(nèi)容,但實際上為后面的教學搭建起了整體框架,使教學中的概念不是簡單的羅列,而是將概念結(jié)構(gòu)化,增加學生思維上的連貫性,這其實就用到了“概念結(jié)構(gòu)化策略”。 落實到具體的教學過程上,我們將本節(jié)的結(jié)構(gòu)框架轉(zhuǎn)化為了以“生態(tài)平衡”為線的6 個核心問題,環(huán)環(huán)相扣,以問題驅(qū)動本節(jié)的教學,這則是應(yīng)用了“問題驅(qū)動策略”。 具體來看,本節(jié)教學的核心環(huán)節(jié)設(shè)計見表1。

表1 教學核心環(huán)節(jié)設(shè)計

4 概念教學育人價值的體現(xiàn)

概念的背后是思想觀念,它們統(tǒng)攝、聚攏著眾多的概念;而每個學科的概念總體上都有學科特點,這些特點實際上反映了特定學科的研究范式和思維方式。 可以說,概念承載著思想觀念和思維方式,概念教學可以培植觀念、提升思維,進而實現(xiàn)“培根鑄魂、啟智增慧”的育人價值。

4.1 培植觀念

生物學觀念是生物學概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華,具有統(tǒng)領(lǐng)性和抽象性,它的形成不會一蹴而就,從事實到概念再上升到觀念是一個逐漸深化的過程。 本節(jié)教學提供了豐富的、有代表性的實例,為學生概念的建構(gòu)提供支撐;與此同時,學生概念的建構(gòu)緊緊圍繞結(jié)構(gòu)框架,有利于結(jié)構(gòu)化概念體系的形成。 如此,學生才能夠“認識”概念背后的“組織者”——生物學觀念,在建構(gòu)生態(tài)平衡、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、負反饋調(diào)節(jié)這些核心概念的同時還能夠建立它們之間的聯(lián)系,進一步提升對結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等重要生命觀念的認識。

概念一般回答客觀世界“是什么”和“為什么”的問題,而觀念還可以回答人對客觀世界“怎么做”的問題。 因此,“培植觀念”的目標還應(yīng)重視生物學觀念的方法論價值。 本節(jié)教學在幫助學生理解“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是什么”“為什么要提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”之后,還引導(dǎo)學生設(shè)計“提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方案”,讓學生基于所學在真實的問題情境下分析解決問題,思考該“怎么做”,進而讓學生在解釋現(xiàn)象、理解本質(zhì),解決問題的過程中培植觀念。

4.2 提升思維

概念是人類的一種思維形態(tài),它既是思維的產(chǎn)物,也是思維的工具。 通過對概念的學習,我們希望學生在智慧技能上能夠獲得發(fā)展,在遇到相關(guān)的問題時能夠表現(xiàn)出一定的思維能力水平。 所以說,概念教學本質(zhì)上也是思維的教學。 本節(jié)教學將復(fù)雜的概念關(guān)系轉(zhuǎn)化為6 個核心問題,在問題的驅(qū)動下充分利用實例創(chuàng)設(shè)情境,讓學生在探究中建構(gòu)概念,充分調(diào)動了學生的思維,使概念內(nèi)化于學生的頭腦,并幫助學生以此為基礎(chǔ)去建構(gòu)新的概念和解決實際問題。 在這個過程中,概念的建構(gòu)也伴隨著思維能力的提升,長此以往,學生習得的不僅是學科概念,而是一種學科的思維方式,這也是概念教學的重要價值所在。