基于核心素养的高中生物学大概念教学实践研究

陈梦娇

摘 要：《普通高中生物学课程标准》（2017年版）提出，现代高中生物教学应以提高学生核心素养为宗旨，聚焦生物学科大概念，积极开展课程与教学改革。在此背景下，文章探究了基于核心素养的高中生物学大概念教学实践策略，旨在顺应新课标及新一轮教改的核心要求，全面创新高中生物教学，促进学生的核心素养提升。

关键词：核心素养；高中生物；大概念教学；实践

新课标提出，高中生物教学应以核心素养的教育为导向，聚焦学科大概念，从教学理念、教学手段、教学策略上加以创新。大概念教学可以将相对零散、琐碎的生物学知识整理成具有逻辑性、系统性的知识网络，而各项生物学知识又可在真实情境中进行迁移，落实到实际问题中，学生再通过所学知识解决这类问题，这一过程正是将知识与技能转化为必要的素养和能力的过程。因此，大概念教学是提高学生核心素养的有效策略。经研究发现，目前在我国教育领域，对大概念教学的研究多集中于数学、语文、物理等学科中，相比之下，立足于核心素养的高中生物学大概念教学相关的研究数量较少。因此，积极开展生物学科大概念教学实践研究，促进生物教学改革十分必要。

一、高中生物大概念教学定义及其对核心素养培育的促进作用

（一）高中生物大概念教学定义

美国科学促进会于2005年将大概念定义为可以将众多科学知识整合为一致、整体的科学学习核心，其本质含义是帮助学生理解在该学科下包含的一系列科学现象与社会现象。因此，生物学科大概念包含一般概念与核心概念这两部分。一般概念即学科的整体性教学框架，而核心概念则侧重于生物学科专业知识的专业大概念。在此基础上，生物学科大概念教学可以定义为，在对生物学科知识进行系统梳理后，将所有必修课程与选修课程中的知识整合、梳理后，将其整理为由几个大概念构成的教学模块，并在大概念的指导下，帮助学生逐级、逐层地厘清次要概念、重要概念与核心概念，从而引导学生建立完整、系统的高中生物知识框架结构，构成符合逻辑的课程内容体系，继而健全学生的生物学科思维并生成对应的核心素养[1]。

（二）高中生物大概念教学对核心素养培育的促进作用

美国课程专家埃里克森认为，大概念是学科的核心，包括学科知识内容课程体系及超出课堂之外的持久性价值或迁移价值中映射出的学科关键概念原理或方法。大概念有着远超一般概念和基础概念的概括性与解释能力，可以将同一模块下，较为零散、琐碎的知识统筹起来，整合成具有单元结构性特征的知识内容。因此大概念下的教学模式，可以让知识更具逻辑和结构性，也可以使整个教学过程更符合学生的认知发展规律。大概念教学应以事实依据为基础，逐层构建出各个层级的概念，是一种强调学生自主建构、自主探究的教学模式。学生在围绕大概念的学习与探索中，逐渐养成科学探究的思维和行为方式，并以所学知识探索解决问题的策略。在这一过程中，学生的科学思维与科学探究能力均会获得提升，符合新课标的核心素养教育要求[2]。

此外，生命观念也是生物学科核心素养的重要组成部分。北京师范大学生命科学学院教授、博士生导师刘恩山教授认为，大概念陈述的理解与想法，是对核心概念的具体表现，落实到生物学中，便是生命观念的主要构成。既然生命观念是核心素养的重要组成部分，也是生物学科素养的标志，那么基于大概念的教学，便对核心素养的培育有着不可忽视的促进作用。

二、立足于核心素养的高中生物大概念教学推广中的问题及应对策略

（一）大概念教学推广中的问题

1.教师专业素养不足

一方面，在高考背景下，无论是教师和学生都面临着巨大的压力。许多教师没有过多的精力深入研读新课标，或探索大概念教学这种全新的教学模式。另有部分教師的自主提升、自我学习意识不强，对生物学科核心素养相关知识的了解程度不足。

另一方面，教师的理论知识储备不足，部分教师不了解核心素养背景下的生物学科大概念的具体含义，在教学时，依然以“基本概念”解读生物学科大概念，无法真正从大概念的角度开展生物教学。

2.大概念体系构建及概念拓展不受重视

高中生物大概念教学的实施现状并不乐观。调查显示，有部分教师能够在教学过程中意识到知识迁移对促进学生自主构建有着积极影响，也会在日常教学中设计多样性的教学活动、相对真实的学习情境，引导学生使用过往的生活经验、所学知识完成知识迁移。但仅有少部分教师会选择在此过程中，帮助学生构建立足于生物大概念的知识体系。绝大部分教师缺乏大概念体系构建的意识，协助学生自主构建更是无从谈起，且课堂教学内容局限性较强，往往仅限于课本中的知识点，并未对概念进行拓展或延伸[3]。

（二）应对策略

1.研读新课标

解决大概念教学推广效率不佳的问题，势必要从提升教师专业素养入手。新时代的高中生物教师要树立终身学习意识，积极学习新课标精神，认真研读新课标对高中生物教学的最新要求，不断提高个人的专业素养及理论基础，深度挖掘高中生物新教材与新课标间的联系，在高中生物教材中，寻找新课标各项要求的实际落脚点，持续提高个人的专业水平。教师日常应参与教研会或专家的课标分享会，多与同行交流，始终在学习与探索的路上前行，实现自我提升。

2.探索核心素养

素质教育的最终目标直指育人，即立德树人与以人为本。在素质教育背景下，教师必须要认真研习核心素养的育人理念，了解核心素养对学生全面发展的重要性，始终将核心素养作为育人导向，不断完善教育计划及教学方案。教师要全面提高个人的思想认知，发挥出课堂主阵地的教育作用，在课堂中积极落实学生核心素养的发展与教育。首先，教师要构建以学生为主体的课堂，将课堂由传统的教师讲授变为学生主动学习。教师可借助问题激发学生的思考、启发学生的思维，引导学生自主参与到课堂学习问题探究之中，以此实现对科学思维与科学探究的培养教育。其次，创设真实的教育情境，指引学生在真实情境中思考问题、探索知识，主动寻找解决问题的方法与途径，突出学生在课堂中的主体地位。同时，让生物学科知识与生活紧密相连，不断提高学生的社会责任，落实生命观念的培养。

3.聚焦大概念教学

教师要不断在教学实践中探索可用于培养学生核心素养的大概念教学模式，坚持聚焦大概念教学，不断完善课堂的教学内容及教学安排。大概念视野下，教师要合理统筹生物学科知识，在梳理教材内容时，抓住其中的概念性知识，并围绕这一概念寻找可用于支撑概念的事实依据。这类事实材料可以是学生过去的生活经验，也可以是生物学科的知名实验。其次，在掌握核心概念的基础上，探寻该概念与其他概念或知识点之间的联系，完成知识结构的体系建构。再通过上述材料，构建起真实情境，并引导学生在情境中自主发展探索，让学生寻找不同概念间的联系，以此协助学生完成知识的自主构建。最后，教师要正确使用大概念，在已建构完毕的知识框架体系基础上，实现知识的正向迁移，以此形成大概念教学的完整闭环。

三、基于核心素养的高中生物大概念教学策略

（一）概念引入，挖掘先前概念

大概念教学首先需要完成概念引入。高中生在学习新知识时，往往会基于过往的学习经验或生活经验，对即将学习的知识点生成具有隐秘性特征的前概念。而这种前概念或许会影响学生后续的学习活动。例如：在光合作用这部分知识点的教学中，对高中生而言，光合作用已不再是一个陌生的词汇。学生在初中生物课堂和日常生活中都会听到这个词语。部分学生可能会对这一词语有着错误解读，或对其中主要概念有着错误认知，再加上学生过去曾学习过光合作用相关的知识，但可能会由于记忆混乱或记忆错误等原因，导致学生对光合作用这一章节的知识点生成丰富的前概念。所以，在正式导入大概念教学时，教师需要对学生的前概念有一定了解，方能制定出可有效转化前概念的策略。在挖掘学生对某一知识点的前概念时，教师可选用调查问卷、互动谈话等方式，可以直截了当地询问学生对光合作用的了解程度，并根据学生反馈，制订出针对性的概念转化策略和大概念教学计划[4]。

（二）概念形成，引起认知冲突

教师可以用引发学生认知冲突的手段，促进学生的概念形成，这是扭转学生对所学知识前概念的有效策略。当教师明确了解学生前概念后，便可设计出真实的教学情境，并抛出可用于引发学生兴趣的问题。在真实情境中，学生可以发现问题，并准确无误地提出问题，由教师制造的认知冲突开启课堂，可有效助力学生的概念形成，为后续的教学活动与核心素养培育打下坚实的基础。

例如，在学习《降低化学反应活化能的酶》这一课时，教师通过调查问卷了解到，绝大部分学生对酶的前概念有一定偏差，大部分学生认为所有的酶都是蛋白质。针对这一问题，教师结合生活实际，从葡萄酒的发酵问题入手，引导学生自主阅读巴斯德的葡萄酒发酵实验相关的材料，学生阅读实验过程、分析实验结论后发现，葡萄酒发酵并非一个纯化学反应的过程。此时，教师提问：毕希纳猜测酶是蛋白质，但如何才能证实酶是蛋白质这个结论呢？以问题继续导入后续的实验材料阅读学习，带领学生总结多名科学家开展的有关酶是不是蛋白质的论证实验。随着教学过程的持续深入，学生也意识到了在科研之路上需要锲而不舍地探寻真理，也需要勇敢质疑的勇气。随后，教师在适宜的时机导入了科学家发现RNA具有生物催化功能的科普视频，打破了酶都是蛋白质这一错误的前概念认知。正式导入了大概念，并引导学生开展了探索酶的本质的学习，整个教学过程流畅、自然，学生也在教师的引领下，一步步地建立起了对应的科学概念。

（三）概念巩固，解决现实问题

大概念教学除了要让学生逐步构建起科学概念以外，还需要让学生将学到的新概念应用于实际问题的解决之中，以此方可完成知识内化、迁移的闭环，实现对核心素养的培育。教师需要在课堂中为学生设立相应的问题，情境尽量真实，符合学生的生活经验及认知发展规律。在教师提供的真实情境下，学生会应用所学知识解答情境中的各项问题，在持续不断地思考、分析和探究活动中，学生的关键能力会获得相应提升，而关键能力恰恰是学生核心素养生成的必要因素，因此，在概念巩固这一环节，教师要借助真实的情境，激发学生的想象思维，调动学生的探索欲望，让学生使用新概念解决问题，以此培养学生的应用能力，加深学生对概念的认知与理解，拓展学生思维，落实对核心素养的培育。

依旧以《降低化学反应活化能的酶》一课的教学为例，教师已经为学生建立起了对酶的正确认知，即酶是一种化学物，大部分的酶都是蛋白质，少部分的酶是RNA。就此，可直接围绕酶的大概念延展出后续的问题，即酶的合成原料是什么？酶的合成场所是什么？此时，教师要求学生认真思索在阅读实验材料时，各位科学家的表现及其科学探究过程，同时，教师构建了课堂中的表演性探究情境，要求学生各自组队扮演上述科学实验中的科学家，以情境表演的形式，重现整个科学探索过程，并结合教材中的内容，得出这两个问题的结论。在各组学生开展情境表演时，教师也可以在原有的实验基础上，对学生提出新的问题，如：你（学生扮演的科学家）是如何突然意识到少数RNA也有生物催化功能的呢？通过随机性的问题，不断引导学生深入思考，让学生在教材及实验材料的帮助下，逐步探索酶的本质，以此巩固学生对酶的认知。而学生在表演的过程中，也会更深层次地感受到科学家们探索真理的艰辛与不易，能设身处地地了解到科学家们勇于打破桎梏的质疑精神与创新精神，继而实现对核心素养的培育。最后，教师要求学生结合本课学习内容，绘制出以“探究酶的本质”为中心词的思维导图，以及一份“葡萄酒发酵过程”的流程图，完成知识的正向迁移[5]。

结束语

生物学科大概念是高中生物教学的重要引领，是连接教与学的桥梁，对核心素养生成与提高生物教学质量有着重要的引领与促进作用。大概念教学会逐步培养学生的知识迁移应用能力，学生在探究的过程中会逐渐生成科学思维，还能有效提高自身的科学探究能力，并建立起生命观念，继而生成相应的社会责任。在教学过程中，教师要从概念引入、概念形成、概念巩固这三个层次入手，打破学生固有的前概念，引发学生的认知冲突，并要求学生使用新概念解决现实问题，构建以学习、探索、应用为主要结构的教学体系，并将核心素养落实到课堂教学的各个环节中去，以此构建出立足于核心素养培育、聚焦生物学科大概念的高效课堂。

参考文献

[1]陈望春，朱晨丹.核心素养视域下的高中生物学大概念实践教学研究：以“糖、脂代谢”一轮复习课的教学设计为例[J].现代教学，2022（23）：64-65.

[2]刘晓娟.基于深度学习的高中生物学概念教学研究[D].武汉：华中师范大学，2022.

[3]禤志冰.基于高中生物学核心素养的大概念教学实践研究[D].阜阳：阜阳师范大学，2021.

[4]蒋艳艳.创设真实性情境开展高中生物学大概念教学的实践研究[D].临汾：山西师范大学，2021.

[5]李雯敏.大概念基础上的高中生物学单元教學设计研究[D].天水：天水师范学院，2021.

本文系增城区教育科学规划2022年度课题“核心素养背景下高中生物学大概念教学模式研究”（课题编号：ZC202234）研究成果。