培育生物学学科核心素养的大概念教学过程及意义

瞿大枞 张边江

摘要分析大概念含义，关联核心素养组成维度，归纳大概念生成路径，概括大概念教学要义和策略，生成大概念教学流程。以“人体概述”为例，分析大概念教学过程的“确定大概念→外显大概念→活化大概念→建构大概念→评价大概念”教学环境。在此过程中，阐明大概念教学的意义，不仅是大概念的生成过程，也是学科育人实践路径和核心素养培育路径。

关键词 生物大概念 大概念教学 生物核心素养 人体概述 教学案例

中图分类号G633. 91文献标志码B

1大概念与大概念教学

1.1大概念含义及生成

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》为“促进学科核心素养的落实”，应“进一步精选学科内容，重视以大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化”。故可认为大概念是依赖真实情境、将相互联系的事实和概念进行整合、抽象概括出来的、能广泛迁移的概念。根据大概念定义，结合科学学科核心素养和关键能力的多个维度，将大概念的生成过程与核心素养的内涵进行联系，归纳总结出大概念生成路径图，如图1所示。

這里的支撑性概念可以是初中生物课标中的一般概念和重要概念、高中生物课标中的次位概念和核心概念。教师从学科现象和事实中通过观察、科学思维和科学探究等进行论证，总结归纳出支撑性概念。抽象的大概念远离学科现象和事实，故支撑性概念向上抽象概括大概念，运用的科学思维主要是高阶思维。支撑性概念和大概念均支撑起学科核心素养，抽象的大概念还蕴含核心素养，而支撑性概念的理论性和抽象性不足，不足以支撑表达凝练、内涵丰富的学科核心素养，只起到一定的支持作用。

1.2大概念教学要义和策略

根据上述大概念定义和生成路径，可分析得出大概念教学要义和基本策略。

要义和策略1：大概念是抽象概括出来的知识框架，是对本学科或主题单元的总体的本质的认识，是结构化的知识体系和概念集。要求进行大概念教学时，教师需对课程内容、教学内容与生活世界进行联系和统整，抽离出大概念；再将已明晰的大概念转化为具体的、可操作、可达成的学习目标。

要义和策略2：大概念的形成需对若干支撑性概念抽象概括。而支撑性概念是从学科现象和事实中归纳总结出来的，离不开具体的事实和知识支撑。所以，大概念教学依赖富含事实和知识的学习情境，即大概念教学首先要创设复杂的真实情境。

要义和策略3：大概念的价值是能进行高通道迁移，能迁移应用到类似的和相近的情境中。大概念教学的价值的评价标准可以是“高通道迁移”，解释生活现象和解决现实问题，在真实的生活世界中践行大概念知识的实践价值和社会价值。

要义和策略4：大概念的形成是通过学科思维和方法（如科学思维和科学探究）建构，蕴含学科观念，且指向社会责任。大概念本身即学科观念、科学思维、科学探究和社会责任等学科核心素养的多维一体，是素养目标的具体化。那么，大概念的生成过程，就是学科核心素养的生成路径；大概念教学过程就是学科核心素养的培育路径。

1.3大概念教学流程

结合上述大概念教学要义和策略，根据李松林教授设计大概念教学流程“确定大概念→转化大概念→活化大概念→建构大概念→评价大概念”，设计适合科学学科的大概念教学流程（图2）。

大概念教学以单元教学设计为载体，图中大概念教学过程，也是主题单元教学设计流程。其中的“活化大概念→建构大概念→评价大概念”是课堂教学流程，为便于理解，有学者从构成要素对之简述为“情境-问题-活动-评价”。

2例析大概念教学过程

以苏教版初中生物学七年级下册的“人体概述”为例，应用上述大概念教学流程，阐明大概念教学要义。

2.1确定大概念

分析本节教学内容，深度理解抽象概括出大概念。人体组成层级是“细胞→组织→器官→系统→人体”。课标要求学生从系统层面说明人体组成。人体的一百多个器官组成八大系统，八大系统分工协作完成各项生命活动，从功能维度构成人体。要阐明各系统的功能，需先认识各系统的器官组成；为阐明各系统的功能，必先分析各系统的结构组成和器官功能。学生比较与分类人体各器官，归纳各器官的功能，概括与综合出系统的功能。部分学生会发现：系统的功能由组成器官决定。教师抓住教学契机，明晰学生发现的半隐性概念，将“生物体结构与功能的一致性”生命观念显性化为本节大概念（以下简称“本节大概念”）。

大概念具有统摄性，是知识框架，也是结构化的知识体系和概念集。在教学时间维度，大概念教学不是一节课所能完成的，需要对之长时间持续教学。“本节大概念”贯穿于中学生物教学的全过程。本册教材的主要内容是人体各系统的功能是由组成的器官和结构决定，各章节的相关教学内容均指向“本节大概念”教学。为了达成“本节大概念”的教学目标，学生需要迁移大概念，如翻开教材章节目录，看到以“系统功能”为标题的章节时，脑海中蹦出“要想知晓功能，必先分析其结构”的方法论、“结构与功能具有一致性”的认识论。在概念的内容和层级上，“本节大概念”下位支撑性概念是“生物体的物质组成与特性的一致性”（以下简称“支撑性概念”），通过实验“骨的成分与特性的关系”证明“骨的物质组成与特性的一致性”，从而论证“支撑性概念”，支撑“本节大概念”。“本节大概念”向上延展是“物体结构与功能具有一致性”跨学科大概念。“物体结构与功能的一致性”不仅可统摄生物学科，还有物理和化学等科学学科的跨学科大概念。大概念在横向和纵向均具有层次性，这种层级结构构成了大概念内在框架和整体性。将本节科学大概念层级关系和整体性表征如图3所示。

2.2转化大概念

转化大概念即将大概念转化为具体的、可操作、可达成的学习目标。将“本节大概念”转化为：学生通过观察人长骨结构模型，说出长骨的结构组成，说明骨生长的过程和原因，形成“本节大概念”的生命观念。将“支撑性概念”转化为：观察“骨的煅烧”和“骨的脱钙”演示实验过程和感知实验结果，分析得出实验结论，形成“支撑性概念”的生命观念。

2.3活化大概念

“本节大概念”和“支撑性概念”的情境问题分别是：人为什么会长高？青少年儿童和老年人都容易骨折，原因是一样的吗？

“本节大概念”的情境任务是：观察人长骨结构模型，说出长骨的结构组成，说明骨长长和长粗的过程和原因。“支撑性概念”的情境任务有：①观察“骨的煅烧”和“骨的脱钙”演示实验过程和感知实验结果，分析得出实验结论；②分析表格中三类人群（青少年和儿童、成年人、老年人）骨内无机物和有机物含量的變化规律，归纳出骨的成分与特性的关系。

学习活动承载大概念的生成和素养的培育，“应高度关注学生学习过程中的实践经历”“倡导真实实验优于模拟实验，模拟实验优于思维实验，促成学生做中学，说中学，悟中学”。即“活化大概念”的过程是学生主动学习、探究学习和具身学习的过程。

2.4建构大概念

通过观察和科学思维（分析与类比），建构“本节大概念”：长骨主要由骨膜、骨质和骨髓三部分组成；长骨两端的软骨层能不断形成新的骨细胞，使骨长长，同时骨膜内的成骨细胞也能不断形成新的骨细胞，使骨长粗。教师引导学生完成情境任务，回答情境问题，类比木本植物茎的长长长粗，综合概括出“本节大概念”。

教师引导学生利用科学探究和科学思维（分析与对比），建构“支撑性概念”。（1）学生观察、列表记录两实验过程和感知的实验结果，分析、比较该实验过程和结果，得出实验结论：①骨由无机物和有机物组成；②无机物的特性是脆硬，有机物的特性是柔软；③无机物和有机物按一定比例组合，骨既坚硬又柔韧。（2）学生基于表格中的数据，分析、得出：青少年和儿童骨的特性是“硬度小、弹性大、易变形”；成年人骨的特性是“坚硬且有弹性”；老年人骨的特性是“硬度大、弹性小、易骨折”。学生完成情境任务，回答情境问题，归纳概括出“支撑性概念”。

大概念的形成离不开具体的事实和知识。大概念教学首先要创设复杂的真实的情境，学生利用学科思维和方法等多样化学习策略和方式完成情境任务，回答情境问题，在此过程中建构大概念。从案例中不难发现，大概念的建构过程，即利用关键能力（如科学思维的比较与分类、分析与综合、抽象与概括等，科学探究中的分析实验现象和归纳实验结论等）建构生命观念和大概念的过程，并在建构过程中发展相关的关键能力。

2.5评价大概念

基于教学评一致性，在学教评一体化中评价大概念教学的结果与过程。从“本节大概念”维度，小组讨论：促进身高增加的方法和策略；某些学生和家长为了加快长高，滥用维生素和微量元素强化食物的后果。从“支撑性概念”维度，小组讨论：青少年和儿童骨折的预防措施和老年人骨折的预防方法，体谅老年人动作缓慢的原因，学会关爱老人，如扶老人过马路和给老人让座等。迁移应用大概念解释生活现象、解决真实问题和提出健康生活方式，还评价了大概念的价值，指向核心素养的社会责任维度。

3大概念教学意义：培育核心素养

学科核心素养包括学科观念、科学思维、科学探究和社会责任，它们都具有统摄性和高通道迁移性。因此，学科观念可看作学科大概念，科学思维、科学探究和社会责任，可看作跨学科大概念。这些大概念既蕴含学科观念、思维和方法，又蕴含了学生的必备知识、关键能力、必备品格和价值观念，即指向学科核心素养又指向学生的核心素养。那么，大概念教学过程，不仅是大概念的生成过程，也是学科育人的实践路径；大概念教学过程，不仅是学科核心素养培育过程，还是学生核心素养培育路径。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中课程方案（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：4.

[2]李松林.以大概念为核心的整合性教学[J].课程.教材.教法，2020，40（10）：56-61.

[3]苏玮，赵沛荣.情境-问题-活动-评价：基于大概念的单元整体教学实施路径——以新课标概念1为例[J].中学生物学，2019，35（11）：36-37，80.