基于核心素養(yǎng)的高中生物學(xué)大概念教學(xué)實(shí)踐研究

陳夢(mèng)嬌

摘 要：《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）提出，現(xiàn)代高中生物教學(xué)應(yīng)以提高學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨，聚焦生物學(xué)科大概念，積極開展課程與教學(xué)改革。在此背景下，文章探究了基于核心素養(yǎng)的高中生物學(xué)大概念教學(xué)實(shí)踐策略，旨在順應(yīng)新課標(biāo)及新一輪教改的核心要求，全面創(chuàng)新高中生物教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的核心素養(yǎng)提升。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中生物；大概念教學(xué)；實(shí)踐

新課標(biāo)提出，高中生物教學(xué)應(yīng)以核心素養(yǎng)的教育為導(dǎo)向，聚焦學(xué)科大概念，從教學(xué)理念、教學(xué)手段、教學(xué)策略上加以創(chuàng)新。大概念教學(xué)可以將相對(duì)零散、瑣碎的生物學(xué)知識(shí)整理成具有邏輯性、系統(tǒng)性的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，而各項(xiàng)生物學(xué)知識(shí)又可在真實(shí)情境中進(jìn)行遷移，落實(shí)到實(shí)際問題中，學(xué)生再通過所學(xué)知識(shí)解決這類問題，這一過程正是將知識(shí)與技能轉(zhuǎn)化為必要的素養(yǎng)和能力的過程。因此，大概念教學(xué)是提高學(xué)生核心素養(yǎng)的有效策略。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，目前在我國教育領(lǐng)域，對(duì)大概念教學(xué)的研究多集中于數(shù)學(xué)、語文、物理等學(xué)科中，相比之下，立足于核心素養(yǎng)的高中生物學(xué)大概念教學(xué)相關(guān)的研究數(shù)量較少。因此，積極開展生物學(xué)科大概念教學(xué)實(shí)踐研究，促進(jìn)生物教學(xué)改革十分必要。

一、高中生物大概念教學(xué)定義及其對(duì)核心素養(yǎng)培育的促進(jìn)作用

（一）高中生物大概念教學(xué)定義

美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)于2005年將大概念定義為可以將眾多科學(xué)知識(shí)整合為一致、整體的科學(xué)學(xué)習(xí)核心，其本質(zhì)含義是幫助學(xué)生理解在該學(xué)科下包含的一系列科學(xué)現(xiàn)象與社會(huì)現(xiàn)象。因此，生物學(xué)科大概念包含一般概念與核心概念這兩部分。一般概念即學(xué)科的整體性教學(xué)框架，而核心概念則側(cè)重于生物學(xué)科專業(yè)知識(shí)的專業(yè)大概念。在此基礎(chǔ)上，生物學(xué)科大概念教學(xué)可以定義為，在對(duì)生物學(xué)科知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)梳理后，將所有必修課程與選修課程中的知識(shí)整合、梳理后，將其整理為由幾個(gè)大概念構(gòu)成的教學(xué)模塊，并在大概念的指導(dǎo)下，幫助學(xué)生逐級(jí)、逐層地厘清次要概念、重要概念與核心概念，從而引導(dǎo)學(xué)生建立完整、系統(tǒng)的高中生物知識(shí)框架結(jié)構(gòu)，構(gòu)成符合邏輯的課程內(nèi)容體系，繼而健全學(xué)生的生物學(xué)科思維并生成對(duì)應(yīng)的核心素養(yǎng)[1]。

（二）高中生物大概念教學(xué)對(duì)核心素養(yǎng)培育的促進(jìn)作用

美國課程專家埃里克森認(rèn)為，大概念是學(xué)科的核心，包括學(xué)科知識(shí)內(nèi)容課程體系及超出課堂之外的持久性價(jià)值或遷移價(jià)值中映射出的學(xué)科關(guān)鍵概念原理或方法。大概念有著遠(yuǎn)超一般概念和基礎(chǔ)概念的概括性與解釋能力，可以將同一模塊下，較為零散、瑣碎的知識(shí)統(tǒng)籌起來，整合成具有單元結(jié)構(gòu)性特征的知識(shí)內(nèi)容。因此大概念下的教學(xué)模式，可以讓知識(shí)更具邏輯和結(jié)構(gòu)性，也可以使整個(gè)教學(xué)過程更符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。大概念教學(xué)應(yīng)以事實(shí)依據(jù)為基礎(chǔ)，逐層構(gòu)建出各個(gè)層級(jí)的概念，是一種強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主建構(gòu)、自主探究的教學(xué)模式。學(xué)生在圍繞大概念的學(xué)習(xí)與探索中，逐漸養(yǎng)成科學(xué)探究的思維和行為方式，并以所學(xué)知識(shí)探索解決問題的策略。在這一過程中，學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力均會(huì)獲得提升，符合新課標(biāo)的核心素養(yǎng)教育要求[2]。

此外，生命觀念也是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師劉恩山教授認(rèn)為，大概念陳述的理解與想法，是對(duì)核心概念的具體表現(xiàn)，落實(shí)到生物學(xué)中，便是生命觀念的主要構(gòu)成。既然生命觀念是核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是生物學(xué)科素養(yǎng)的標(biāo)志，那么基于大概念的教學(xué)，便對(duì)核心素養(yǎng)的培育有著不可忽視的促進(jìn)作用。

二、立足于核心素養(yǎng)的高中生物大概念教學(xué)推廣中的問題及應(yīng)對(duì)策略

（一）大概念教學(xué)推廣中的問題

1.教師專業(yè)素養(yǎng)不足

一方面，在高考背景下，無論是教師和學(xué)生都面臨著巨大的壓力。許多教師沒有過多的精力深入研讀新課標(biāo)，或探索大概念教學(xué)這種全新的教學(xué)模式。另有部分教師的自主提升、自我學(xué)習(xí)意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)生物學(xué)科核心素養(yǎng)相關(guān)知識(shí)的了解程度不足。

另一方面，教師的理論知識(shí)儲(chǔ)備不足，部分教師不了解核心素養(yǎng)背景下的生物學(xué)科大概念的具體含義，在教學(xué)時(shí)，依然以“基本概念”解讀生物學(xué)科大概念，無法真正從大概念的角度開展生物教學(xué)。

2.大概念體系構(gòu)建及概念拓展不受重視

高中生物大概念教學(xué)的實(shí)施現(xiàn)狀并不樂觀。調(diào)查顯示，有部分教師能夠在教學(xué)過程中意識(shí)到知識(shí)遷移對(duì)促進(jìn)學(xué)生自主構(gòu)建有著積極影響，也會(huì)在日常教學(xué)中設(shè)計(jì)多樣性的教學(xué)活動(dòng)、相對(duì)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生使用過往的生活經(jīng)驗(yàn)、所學(xué)知識(shí)完成知識(shí)遷移。但僅有少部分教師會(huì)選擇在此過程中，幫助學(xué)生構(gòu)建立足于生物大概念的知識(shí)體系。絕大部分教師缺乏大概念體系構(gòu)建的意識(shí)，協(xié)助學(xué)生自主構(gòu)建更是無從談起，且課堂教學(xué)內(nèi)容局限性較強(qiáng)，往往僅限于課本中的知識(shí)點(diǎn)，并未對(duì)概念進(jìn)行拓展或延伸[3]。

（二）應(yīng)對(duì)策略

1.研讀新課標(biāo)

解決大概念教學(xué)推廣效率不佳的問題，勢(shì)必要從提升教師專業(yè)素養(yǎng)入手。新時(shí)代的高中生物教師要樹立終身學(xué)習(xí)意識(shí)，積極學(xué)習(xí)新課標(biāo)精神，認(rèn)真研讀新課標(biāo)對(duì)高中生物教學(xué)的最新要求，不斷提高個(gè)人的專業(yè)素養(yǎng)及理論基礎(chǔ)，深度挖掘高中生物新教材與新課標(biāo)間的聯(lián)系，在高中生物教材中，尋找新課標(biāo)各項(xiàng)要求的實(shí)際落腳點(diǎn)，持續(xù)提高個(gè)人的專業(yè)水平。教師日常應(yīng)參與教研會(huì)或?qū)＜业恼n標(biāo)分享會(huì)，多與同行交流，始終在學(xué)習(xí)與探索的路上前行，實(shí)現(xiàn)自我提升。

2.探索核心素養(yǎng)

素質(zhì)教育的最終目標(biāo)直指育人，即立德樹人與以人為本。在素質(zhì)教育背景下，教師必須要認(rèn)真研習(xí)核心素養(yǎng)的育人理念，了解核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生全面發(fā)展的重要性，始終將核心素養(yǎng)作為育人導(dǎo)向，不斷完善教育計(jì)劃及教學(xué)方案。教師要全面提高個(gè)人的思想認(rèn)知，發(fā)揮出課堂主陣地的教育作用，在課堂中積極落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展與教育。首先，教師要構(gòu)建以學(xué)生為主體的課堂，將課堂由傳統(tǒng)的教師講授變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。教師可借助問題激發(fā)學(xué)生的思考、啟發(fā)學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生自主參與到課堂學(xué)習(xí)問題探究之中，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)思維與科學(xué)探究的培養(yǎng)教育。其次，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教育情境，指引學(xué)生在真實(shí)情境中思考問題、探索知識(shí)，主動(dòng)尋找解決問題的方法與途徑，突出學(xué)生在課堂中的主體地位。同時(shí)，讓生物學(xué)科知識(shí)與生活緊密相連，不斷提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任，落實(shí)生命觀念的培養(yǎng)。

3.聚焦大概念教學(xué)

教師要不斷在教學(xué)實(shí)踐中探索可用于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的大概念教學(xué)模式，堅(jiān)持聚焦大概念教學(xué)，不斷完善課堂的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)安排。大概念視野下，教師要合理統(tǒng)籌生物學(xué)科知識(shí)，在梳理教材內(nèi)容時(shí)，抓住其中的概念性知識(shí)，并圍繞這一概念尋找可用于支撐概念的事實(shí)依據(jù)。這類事實(shí)材料可以是學(xué)生過去的生活經(jīng)驗(yàn)，也可以是生物學(xué)科的知名實(shí)驗(yàn)。其次，在掌握核心概念的基礎(chǔ)上，探尋該概念與其他概念或知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，完成知識(shí)結(jié)構(gòu)的體系建構(gòu)。再通過上述材料，構(gòu)建起真實(shí)情境，并引導(dǎo)學(xué)生在情境中自主發(fā)展探索，讓學(xué)生尋找不同概念間的聯(lián)系，以此協(xié)助學(xué)生完成知識(shí)的自主構(gòu)建。最后，教師要正確使用大概念，在已建構(gòu)完畢的知識(shí)框架體系基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移，以此形成大概念教學(xué)的完整閉環(huán)。

三、基于核心素養(yǎng)的高中生物大概念教學(xué)策略

（一）概念引入，挖掘先前概念

大概念教學(xué)首先需要完成概念引入。高中生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，往往會(huì)基于過往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)或生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)即將學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)生成具有隱秘性特征的前概念。而這種前概念或許會(huì)影響學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。例如：在光合作用這部分知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)中，對(duì)高中生而言，光合作用已不再是一個(gè)陌生的詞匯。學(xué)生在初中生物課堂和日常生活中都會(huì)聽到這個(gè)詞語。部分學(xué)生可能會(huì)對(duì)這一詞語有著錯(cuò)誤解讀，或?qū)ζ渲兄饕拍钣兄e(cuò)誤認(rèn)知，再加上學(xué)生過去曾學(xué)習(xí)過光合作用相關(guān)的知識(shí)，但可能會(huì)由于記憶混亂或記憶錯(cuò)誤等原因，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)光合作用這一章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)生成豐富的前概念。所以，在正式導(dǎo)入大概念教學(xué)時(shí)，教師需要對(duì)學(xué)生的前概念有一定了解，方能制定出可有效轉(zhuǎn)化前概念的策略。在挖掘?qū)W生對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)的前概念時(shí)，教師可選用調(diào)查問卷、互動(dòng)談話等方式，可以直截了當(dāng)?shù)卦儐枌W(xué)生對(duì)光合作用的了解程度，并根據(jù)學(xué)生反饋，制訂出針對(duì)性的概念轉(zhuǎn)化策略和大概念教學(xué)計(jì)劃[4]。

（二）概念形成，引起認(rèn)知沖突

教師可以用引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的手段，促進(jìn)學(xué)生的概念形成，這是扭轉(zhuǎn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)前概念的有效策略。當(dāng)教師明確了解學(xué)生前概念后，便可設(shè)計(jì)出真實(shí)的教學(xué)情境，并拋出可用于引發(fā)學(xué)生興趣的問題。在真實(shí)情境中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)問題，并準(zhǔn)確無誤地提出問題，由教師制造的認(rèn)知沖突開啟課堂，可有效助力學(xué)生的概念形成，為后續(xù)的教學(xué)活動(dòng)與核心素養(yǎng)培育打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

例如，在學(xué)習(xí)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》這一課時(shí)，教師通過調(diào)查問卷了解到，絕大部分學(xué)生對(duì)酶的前概念有一定偏差，大部分學(xué)生認(rèn)為所有的酶都是蛋白質(zhì)。針對(duì)這一問題，教師結(jié)合生活實(shí)際，從葡萄酒的發(fā)酵問題入手，引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀巴斯德的葡萄酒發(fā)酵實(shí)驗(yàn)相關(guān)的材料，學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)過程、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論后發(fā)現(xiàn)，葡萄酒發(fā)酵并非一個(gè)純化學(xué)反應(yīng)的過程。此時(shí)，教師提問：畢希納猜測酶是蛋白質(zhì)，但如何才能證實(shí)酶是蛋白質(zhì)這個(gè)結(jié)論呢？以問題繼續(xù)導(dǎo)入后續(xù)的實(shí)驗(yàn)材料閱讀學(xué)習(xí)，帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)多名科學(xué)家開展的有關(guān)酶是不是蛋白質(zhì)的論證實(shí)驗(yàn)。隨著教學(xué)過程的持續(xù)深入，學(xué)生也意識(shí)到了在科研之路上需要鍥而不舍地探尋真理，也需要勇敢質(zhì)疑的勇氣。隨后，教師在適宜的時(shí)機(jī)導(dǎo)入了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)RNA具有生物催化功能的科普視頻，打破了酶都是蛋白質(zhì)這一錯(cuò)誤的前概念認(rèn)知。正式導(dǎo)入了大概念，并引導(dǎo)學(xué)生開展了探索酶的本質(zhì)的學(xué)習(xí)，整個(gè)教學(xué)過程流暢、自然，學(xué)生也在教師的引領(lǐng)下，一步步地建立起了對(duì)應(yīng)的科學(xué)概念。

（三）概念鞏固，解決現(xiàn)實(shí)問題

大概念教學(xué)除了要讓學(xué)生逐步構(gòu)建起科學(xué)概念以外，還需要讓學(xué)生將學(xué)到的新概念應(yīng)用于實(shí)際問題的解決之中，以此方可完成知識(shí)內(nèi)化、遷移的閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)核心素養(yǎng)的培育。教師需要在課堂中為學(xué)生設(shè)立相應(yīng)的問題，情境盡量真實(shí)，符合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)及認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。在教師提供的真實(shí)情境下，學(xué)生會(huì)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解答情境中的各項(xiàng)問題，在持續(xù)不斷地思考、分析和探究活動(dòng)中，學(xué)生的關(guān)鍵能力會(huì)獲得相應(yīng)提升，而關(guān)鍵能力恰恰是學(xué)生核心素養(yǎng)生成的必要因素，因此，在概念鞏固這一環(huán)節(jié)，教師要借助真實(shí)的情境，激發(fā)學(xué)生的想象思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索欲望，讓學(xué)生使用新概念解決問題，以此培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，加深學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)知與理解，拓展學(xué)生思維，落實(shí)對(duì)核心素養(yǎng)的培育。

依舊以《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》一課的教學(xué)為例，教師已經(jīng)為學(xué)生建立起了對(duì)酶的正確認(rèn)知，即酶是一種化學(xué)物，大部分的酶都是蛋白質(zhì)，少部分的酶是RNA。就此，可直接圍繞酶的大概念延展出后續(xù)的問題，即酶的合成原料是什么？酶的合成場所是什么？此時(shí)，教師要求學(xué)生認(rèn)真思索在閱讀實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，各位科學(xué)家的表現(xiàn)及其科學(xué)探究過程，同時(shí)，教師構(gòu)建了課堂中的表演性探究情境，要求學(xué)生各自組隊(duì)扮演上述科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)家，以情境表演的形式，重現(xiàn)整個(gè)科學(xué)探索過程，并結(jié)合教材中的內(nèi)容，得出這兩個(gè)問題的結(jié)論。在各組學(xué)生開展情境表演時(shí)，教師也可以在原有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生提出新的問題，如：你（學(xué)生扮演的科學(xué)家）是如何突然意識(shí)到少數(shù)RNA也有生物催化功能的呢？通過隨機(jī)性的問題，不斷引導(dǎo)學(xué)生深入思考，讓學(xué)生在教材及實(shí)驗(yàn)材料的幫助下，逐步探索酶的本質(zhì)，以此鞏固學(xué)生對(duì)酶的認(rèn)知。而學(xué)生在表演的過程中，也會(huì)更深層次地感受到科學(xué)家們探索真理的艱辛與不易，能設(shè)身處地地了解到科學(xué)家們勇于打破桎梏的質(zhì)疑精神與創(chuàng)新精神，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)核心素養(yǎng)的培育。最后，教師要求學(xué)生結(jié)合本課學(xué)習(xí)內(nèi)容，繪制出以“探究酶的本質(zhì)”為中心詞的思維導(dǎo)圖，以及一份“葡萄酒發(fā)酵過程”的流程圖，完成知識(shí)的正向遷移[5]。

結(jié)束語

生物學(xué)科大概念是高中生物教學(xué)的重要引領(lǐng)，是連接教與學(xué)的橋梁，對(duì)核心素養(yǎng)生成與提高生物教學(xué)質(zhì)量有著重要的引領(lǐng)與促進(jìn)作用。大概念教學(xué)會(huì)逐步培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移應(yīng)用能力，學(xué)生在探究的過程中會(huì)逐漸生成科學(xué)思維，還能有效提高自身的科學(xué)探究能力，并建立起生命觀念，繼而生成相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任。在教學(xué)過程中，教師要從概念引入、概念形成、概念鞏固這三個(gè)層次入手，打破學(xué)生固有的前概念，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，并要求學(xué)生使用新概念解決現(xiàn)實(shí)問題，構(gòu)建以學(xué)習(xí)、探索、應(yīng)用為主要結(jié)構(gòu)的教學(xué)體系，并將核心素養(yǎng)落實(shí)到課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中去，以此構(gòu)建出立足于核心素養(yǎng)培育、聚焦生物學(xué)科大概念的高效課堂。

參考文獻(xiàn)

[1]陳望春，朱晨丹.核心素養(yǎng)視域下的高中生物學(xué)大概念實(shí)踐教學(xué)研究：以“糖、脂代謝”一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)為例[J].現(xiàn)代教學(xué)，2022（23）：64-65.

[2]劉曉娟.基于深度學(xué)習(xí)的高中生物學(xué)概念教學(xué)研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2022.

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本文系增城區(qū)教育科學(xué)規(guī)劃2022年度課題“核心素養(yǎng)背景下高中生物學(xué)大概念教學(xué)模式研究”（課題編號(hào)：ZC202234）研究成果。