高中生物学核心概念学习进阶的实例研究

孙 娟

(陕西省西安市第五十三中学 陕西西安 710068)

当代基础教育科学课程改革的核心理念“整合与发展”是指围绕大概念组织知识内容，构建课程概念体系，研究、设计和实施学习进阶，最终促进学生科学素养连贯一致的发展。[1]《普通高中生物学课程标准（2017版）》提出的基本理念“内容聚焦大概念、教学过程重实践”也提示我们，开展基于学习进阶的核心概念教学，不但表现为核心概念的学习进阶，而且更是可持续学习的基础。

一、高中生物学核心概念内涵

英文术语“big ideas”“key concepts”“core concepts”对应的中文表述“大概念”“关键概念”“核心概念”等均用来表示核心概念。张颖之、刘恩山认为核心概念是“位于学科中心的概念性知识，包括了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释”，“是学科结构的主干部分”。[2]高中生物学课程核心概念即《课标》列出的必修模块四个核心概念和选择性必修模块六个核心概念，集中体现了《课标》“内容聚焦大概念”的基本理念，“精简内容、突出重点”，“让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学学科的核心素养”。[3]

二、学习进阶的内涵

学习进阶是以核心概念为主要教学内容，学生在学习中经历无数中间水平，最终掌握学科知识结构框架，实现自我认知发展的一个不断积累，不断演化的过程，包括进阶起点、进阶终点、进阶维度、进阶水平四个相互关联的要素。[4]“学习进阶”实际上是对“应该为学生设定怎样的学习路径”这一问题的探索，它可以直观呈现各概念之间的发展路径及联系，显示概念学习的来龙去脉，为教师的教和学生的学提供可参考的目标，为最终理解核心概念提供“线路图”。

三、基于核心概念进阶学习的教学设计

笔者以人教版高中生物必修一第四章第1节“物质跨膜运输的实例”为例，探索基于概念进阶图如何实现学习进阶的核心概念教学。（1）本节属于《课标》中第二个核心概念“细胞的生存需要能量和营养”中物质变化的范畴，笔者针对此内容绘制概念进阶图 (见图1)；（2）根据学生科学概念理解由简到繁的过程，将本节学习进阶划分为四个阶段，分别对应科学概念理解发展层级模型中的经验、映射、关联和整合[5](见图2)；（3）依据教材、学情分析设计三个探究活动。探究活动一“渗透作用”，通过演示实验、动画、模型构建、合作探究等环节让学生认识装置、观察现象、理解原理，为学习水分子跨膜运输打下基础。探究活动二“动物细胞的吸水和失水”，将以回忆为主的内容转化为科学探究的素材。在教师的引导下，学生能提出合理假设“动物细胞相当于渗透装置，细胞膜相当于半透膜，细胞质与外界环境溶液存在浓度差”。结合已有知识，依据“体验制备细胞膜的方法”实验，学生在教师启发下尝试完成实验设计，包括选择实验材料、确定实验方法、讨论实验结果记录方式等。以上过程，依托学生熟悉的实验入手，学生初步了解科学探究的基本方法和一般过程，在此基础上展开探究活动三。探究活动三“植物细胞的吸水和失水”，以小资料的形式给出植物细胞的结构，学生尝试写出“植物细胞的吸水和失水”实验方案，表达交流，构建知识。

图1 “细胞的物质输入和输出”概念进阶图

图2 “自由扩散”概念进阶图

我们从以上过程中不难看出，基于学习进阶建构的概念体系更好地综合了概念的学科逻辑和学生的认知发展，将概念体系划分出不同的思维等级，并制定相应递进水平，使学生对生物核心概念进行连贯的、螺旋递进式学习，从而有效确保学生核心素养的形成。