探索单元教学设计中次位概念的有效构建

周耀红

摘要以“生物催化剂——酶”为例，探索了单元教学中提升次位概念构建有效性的途径，从梳理单元概念图谱入手，注重情境在单元内的连贯，并以教学目标为依据，合理构建次位概念，实现单元教学中次位概念对重要概念的支撑作用。

关键词 次位概念 重要概念 单元教学 生物学教学

中图分类号G633. 91文献标志码B

利用单元教学设计，落实生物学学科核心素养是目前备受认可的做法。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《新课标》）中“内容聚焦大概念”是基本理念之一，也是单元教学设计的引领。以大概念为统领，聚焦若干重要概念，再分别依赖次位概念的构建支撑重要概念的形成，进而完成相对完整的单元教学设计，是落实学科核心素养的有效方式。

在单元教学设计所依赖的概念图谱中，次位概念（也称一般概念）是基于若干生物学事实性知识而形成的。次位概念的有效支撑是学生重要概念形成的基本保障。聚焦于同一重要概念下的次位概念足够清晰，逻辑顺畅，才有可能逐层、逐级构建出大概念下完整、系统的知识网络，进而完成生命观念的渗透和内化。下面尝试以“生物催化剂——酶”的教学为例，探索单元教学设计中次位概念的有效构建。

1梳理概念图谱，明确不同概念间的关联

《新课标》中导向“物质与能量观”的大概念之一是“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”。依据《新课标》，同时结合樊婷婷的相关研究，对“酶”所属单元相应概念图谱的梳理为图1。

由图1可知，重要概念2强调“细胞的功能基于化学反应”，而化学反应的高效有序进行有赖于酶的催化。同时，对酶的催化功能的理解也有助于理解次位概念2中ATP、ADP的相互转换，有助于理解次位概念3和4中的光合作用和细胞呼吸所实现的物质和能量转换。

2注重情境设计，合理融入单元主线

学科知识本来就产生于某种特定的情境中，而脱离了特定的情境，学科知识就会僵化，缺乏生命力。对于单元整体教学设计而言，创设一条能贯穿单元内容的情境主线则有助于顺利地派生出单元内的各条分支内容。

“酶”所属单元在整体设计时可尝试以“健康食谱的设计”为情境主线。与食谱中营养物质的消化吸收相关联，以学生相对熟悉的消化酶作为构建该次位概念的情境，既连贯又合理。从认识“消化酶”开始，再类推到细胞内各类生化反应均由酶来催化也显得相对自然。与“消化酶”相关联，教师可以派生出“消化不良”和“多酶片”等情境，并由此设计多角度、多层次的学习问题或任务。相对连贯或有关联的情境设计有助于学生顺利地沿着单元情境主线，有效地“吸附”并构建单元内的次级概念。

3依据教学目标，有效构建次位概念

《新课标》中有关酶的内容要求是“说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素（如pH和温度等）的影响”。从学业要求角度分析，相应的教学目标包括：认识酶的化学本质绝大多数是蛋白质；从蛋白质结构与功能相适应的角度，说出酶作用的特点，认识到酶是细胞内实现物质和能量变化的重要分子；比较酶和无机催化剂的异同，理解酶的催化特性；运用实验数据解释温度、pH等条件对酶活性的影响，理解实验设计中控制变量原则，能对实验现象和结果进行解释和分析。

《新课标》给出的教学建议中强调了“实验教学”在生物学学科素养达成上的重要支撑意义，并说明了“组织以探究为特点的主动学习是落实生物学学科核心素养的关键”。因此，在“酶”这一节内容的教学设计上较多地采用了实验教学的方式。教学过程主要流程如图2所示。

教师从与单元情境“健康食谱设计”相关联的情境分支“消化酶”出发，通过课堂实验（物质鉴定实验的应用）和资料分析，辅助学生确认酶的化学本质问题；再从学生已知的多种消化酶，引导学生探究酶的特异性（专一性）；辅以“酶作用机制”的动画视频，进一步引导学生理解酶与底物特异结合后发挥催化作用。学生进而通过类比推理，明确细胞内的各种化学反应也需由不同的酶来催化。教师以细胞内的过氧化氢酶为例，引导学生探究酶的催化效率，后续则可顺利地引导学生进一步探究温度和pH对酶催化效率的影响。从提升学生思维品质考虑，教师可增设问题“为什么消化酶没有分解自身细胞？”和酶原的相关信息，以引导学生在新信息处理和讨论的过程中進一步理解酶催化作用发挥的重要机制。最后，教师联系“多酶片”的应用，使学生体会到学科知识在医学领域的应用，并提倡健康饮食。

单元教学设计可以认为是一种由上而下的系统设计，强调把一个主题或项目的单元教学内容作为一个整体，指向关联紧密的教学目标、实施适切的教学过程和教学评价，凸显了学科核心素养养成的长期性、渗透性和整体性等特点。而次位概念的有效构建正是重要概念形成的基础保障。基于次位概念设计的教学，教师需引导学生回顾该概念在整体单元中的位置，帮助学生找到与重要概念的直接关联点，确保学生有层次地建构知识，使得建立的大概念提升至观念的层次，进而落实学科核心素养的培养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]牛叠亚，解凯彬.基于次位概念开展生物课堂教学——以“群落的演替”一节为例[J].中学生物学，2017，33（8）：7.

[3]樊婷婷.基于生命观念的高中生物学单元教学设计——以“物质与能量观”为例[D].武汉：华中师范大学，2018.

[4]李润洲.指向学科核心素养的教学设计[J].课程·教材·教法，2018，（7）：35.

[5]周初霞.聚焦生物学重要概念的单元整体教学设计实践研究[J].生物学教学，2019，44（4）：7.