指向生命觀念發(fā)展的初中生物學(xué)大概念教學(xué)研究

石靜 許蕾

【摘要】生命觀念的形成是一個(gè)日積月累的過(guò)程，以學(xué)生理解生命科學(xué)概念性知識(shí)為基礎(chǔ)。文章在生命觀念視角下，闡述了初中生物學(xué)概念教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，建立具體的大概念教學(xué)流程，從顯性化提煉生命觀念的內(nèi)涵、“三階式”梳理概念體系、指向性建立概念與生命觀念的關(guān)系三個(gè)方面完成了概念教學(xué)前的理論準(zhǔn)備，并從明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)、實(shí)施過(guò)程評(píng)價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)形成概念教學(xué)設(shè)計(jì)流程，以期通過(guò)大概念教學(xué)的方式培育學(xué)生的生命觀念。

【關(guān)鍵詞】生命觀念;大概念;細(xì)胞;生命活動(dòng)

在生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中，生命觀念是獨(dú)具生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的要素，是本學(xué)科核心素養(yǎng)的標(biāo)志和關(guān)鍵[1]?！读x務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中將生命觀念表述為生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、生物體與環(huán)境相統(tǒng)一以及進(jìn)化等觀念[2]。可見(jiàn)，生命觀念是一種抽象的想法或觀點(diǎn)。生命觀念的形成需要具體的依托，是一個(gè)日積月累的過(guò)程[3]。浙江大學(xué)劉徽指出，大概念是將素養(yǎng)落實(shí)到具體教學(xué)中的錨點(diǎn)[4]。筆者認(rèn)為，生命觀念的形成可以以大概念教學(xué)為載體，以學(xué)生理解生命科學(xué)概念性知識(shí)為基礎(chǔ)。本文以“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位”這一大概念的教學(xué)為例，以學(xué)生生命觀念的養(yǎng)成為指向，建立具體的大概念教學(xué)流程。

一、基于生命觀念的初中生物學(xué)概念教學(xué)問(wèn)題分析

（一）概念教學(xué)的指向性片面

生命觀念的形成以生命科學(xué)概念的理解為基礎(chǔ)。教師在概念教學(xué)的組織過(guò)程中，應(yīng)該有明晰的生命觀念發(fā)展指向。而在現(xiàn)實(shí)的概念教學(xué)設(shè)計(jì)中，很多教師并未明確某個(gè)具體概念的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生生命觀念發(fā)展的作用所在，尤其在初中階段，存在只見(jiàn)知識(shí)不見(jiàn)體系，只見(jiàn)學(xué)科不見(jiàn)素養(yǎng)的情況。比如，在浙教版科學(xué)教材七年級(jí)上冊(cè)“生物體的結(jié)構(gòu)層次”中，以被子植物的葉片和人的皮膚為例，建立從“組織→器官”的結(jié)構(gòu)層次概念。教師往往是從“結(jié)構(gòu)”之間的關(guān)系出發(fā)，忽略了“組織”與“器官”在功能上的層次關(guān)系。其實(shí)教師可以利用這些實(shí)例幫助學(xué)生從“整體功能大于局部功能”這一方面理解生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀。因此，在概念教學(xué)中，教師需要深入地厘清生命觀念的內(nèi)涵，全面梳理概念與生命觀念的指向關(guān)系，使自己真正做到心中有“觀念”，教學(xué)有“指向”。

（二）學(xué)科概念缺乏體系

初中科學(xué)教師多數(shù)為單一學(xué)科專業(yè)，在合科教學(xué)中存在一定的局限性。在生物學(xué)教學(xué)中，非生物學(xué)專業(yè)教師對(duì)生物學(xué)概念缺乏本質(zhì)理解，主要表現(xiàn)在對(duì)某個(gè)具體概念的理解表面化及相關(guān)概念間的聯(lián)系構(gòu)建缺乏系統(tǒng)性，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生頭腦中的生物學(xué)概念零碎、分散。而學(xué)生要形成更上位、更抽象的生命觀念，必定需要依托具體的載體——學(xué)科概念體系。比如，在浙教版科學(xué)教材七年級(jí)上冊(cè)“細(xì)胞的結(jié)構(gòu)”中，提到細(xì)胞核內(nèi)含遺傳物質(zhì)，是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心;在“細(xì)胞的分裂”中提出染色體的概念。而染色體與遺傳物質(zhì)的關(guān)系，需要到九年級(jí)下冊(cè)“遺傳與進(jìn)化”才明確。時(shí)間跨度大，加上教師未能及時(shí)幫助學(xué)生構(gòu)建遺傳物質(zhì)的相關(guān)概念體系，使得學(xué)生對(duì)這些零碎、分散的生物學(xué)概念停留在淺層的記憶性學(xué)習(xí)上。

（三）教材內(nèi)容的編排順序偏離學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律

在浙教版科學(xué)教材七年級(jí)上冊(cè)“生物體的結(jié)構(gòu)層次”中，教材內(nèi)容基本按照“細(xì)胞—組織—器官—系統(tǒng)—生物個(gè)體”的順序呈現(xiàn)，也就是從微觀到宏觀的事實(shí)邏輯順序。而在構(gòu)建知識(shí)體系的過(guò)程中，學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)大多是遵循具體—抽象—具體的順序，即從具體的現(xiàn)實(shí)感知來(lái)認(rèn)知生命現(xiàn)象與生命活動(dòng)規(guī)律，再應(yīng)用于生活實(shí)踐中。從這個(gè)角度出發(fā)，教材中所呈現(xiàn)的內(nèi)容編排順序一定程度上偏離了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。如對(duì)于浙教版科學(xué)教材七年級(jí)上冊(cè)“生物與非生物”，學(xué)生沉浸在對(duì)蝸牛這一生物個(gè)體基本特征的觀察和探索中，但教材接著就轉(zhuǎn)入“細(xì)胞”這一微觀世界，兩節(jié)內(nèi)容之間缺乏認(rèn)知?jiǎng)恿Φ尿?qū)動(dòng)和結(jié)構(gòu)層次的過(guò)渡。這樣的認(rèn)知跨度一定程度上也打斷了學(xué)生的思維，阻礙了學(xué)生概念知識(shí)體系的有效構(gòu)建，不利于學(xué)生生命觀念的形成。

二、基于生命觀念的初中生物學(xué)概念教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

生命觀念具有科學(xué)觀念的基本特點(diǎn)：概括性、穩(wěn)定性、生成性。相比知識(shí)容易遺忘的特點(diǎn)，觀念一旦形成就能穩(wěn)定存在。并且，學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活中，不斷用這個(gè)觀念來(lái)印證、發(fā)現(xiàn)、解決一些問(wèn)題，從而使其在頭腦中的存在更加穩(wěn)定。針對(duì)前文所述初中生物學(xué)概念教學(xué)的現(xiàn)狀，筆者以生物學(xué)大概念的構(gòu)建為載體，設(shè)計(jì)大概念教學(xué)流程（如圖1），并付諸實(shí)踐，以幫助學(xué)生更好地形成正確的生命觀念。

（一）概念教學(xué)前的理論準(zhǔn)備

1顯性化提煉生命觀念的內(nèi)涵

生命觀念是指對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過(guò)實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識(shí)、觀念和思想方法。學(xué)生應(yīng)該在較好地理解生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上形成生命觀念，如結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等。[5]因此，教師首先需要厘清生命觀念的內(nèi)涵，并將之進(jìn)行顯性化提煉，才能在概念教學(xué)中為學(xué)生構(gòu)建生命觀念提供明確的方向指引。如大概念“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位”中所體現(xiàn)的生命觀念的內(nèi)涵主要是結(jié)構(gòu)與功能觀，具體闡述如圖2所示。

生命觀念的各個(gè)內(nèi)涵的表現(xiàn)不是孤立的，而是相互交叉、相互滲透，共同構(gòu)成對(duì)生命本質(zhì)理解的全貌。例如，對(duì)于“細(xì)胞內(nèi)具有多個(gè)相對(duì)獨(dú)立結(jié)構(gòu)中的葉綠體”內(nèi)容的教學(xué)，教師既可以引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)與功能觀去理解，也可以從葉綠體進(jìn)化的由來(lái)切入，引導(dǎo)學(xué)生從進(jìn)化與適應(yīng)的層面理解結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性，讓學(xué)生體會(huì)生命觀念的發(fā)展。

2“三階式”梳理概念體系

概念體系的建立是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。初、高中的生命科學(xué)概念具有一定的聯(lián)系性、完整性和層次性。但概念發(fā)展背后的深層邏輯是對(duì)生命觀念發(fā)展的需求，從這個(gè)角度上講，二者又是統(tǒng)一的。初中生命科學(xué)的概念體系可以借鑒高中生物學(xué)“大概念”“重要概念”“次位概念”的表述方式。因此，教師在對(duì)某一具體大概念進(jìn)行梳理時(shí)，應(yīng)該有意識(shí)地關(guān)注初、高中階段概念體系建立的梯度和進(jìn)程。表1為參照高中生物學(xué)概念表述方式梳理的初中生物學(xué)概念層級(jí)結(jié)構(gòu)。

通常，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解是孤立的，很難科學(xué)合理地組織、整合所學(xué)的知識(shí)。教師可以按照表1所述對(duì)概念層級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理，明晰具體教學(xué)內(nèi)容或主題所聚焦的概念及其支撐的大概念，給學(xué)生提供一個(gè)清晰的架構(gòu)，幫助學(xué)生理解概念，讓學(xué)生將零碎的生物學(xué)知識(shí)以更高位的生物學(xué)概念的形式建立體系，從而將學(xué)習(xí)重心從記憶事實(shí)性知識(shí)轉(zhuǎn)移到構(gòu)建學(xué)科概念體系上來(lái)。

3指向性建立概念與生命觀念的關(guān)系

在日常教學(xué)中，教師可以從具體的次位概念入手，生命觀念的培育就滲透在學(xué)生對(duì)每一個(gè)具體概念的理解中。因此在概念層級(jí)結(jié)構(gòu)建立的基礎(chǔ)上，教師需要指向性建立每個(gè)次位概念與生命觀念的關(guān)系。比如，對(duì)于表1中所列的次位概念13、14、22、23、33，教師可以從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一角度讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)結(jié)構(gòu)與功能觀。而對(duì)于次位概念11、42、43，教師可以從整體結(jié)構(gòu)的功能大于局部結(jié)構(gòu)的功能這一角度讓學(xué)生理解結(jié)構(gòu)與功能觀。如此，基于生命觀念的大概念教學(xué)之路才會(huì)有跡可循，有“法”可依（如圖3）。

（二）概念教學(xué)中的流程設(shè)計(jì)

1明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，轉(zhuǎn)化概念問(wèn)題

概念的描述采用陳述性語(yǔ)句，相比之前短語(yǔ)式的知識(shí)目標(biāo)，是科學(xué)教育的一大進(jìn)步。而問(wèn)題又比陳述性語(yǔ)句更能引發(fā)學(xué)生的思考與探究。在課堂實(shí)踐中，教師可以將生命科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為具體的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)問(wèn)題解決達(dá)成概念理解的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

比如，站在發(fā)展生命觀念的角度，“植物細(xì)胞具有特殊的細(xì)胞結(jié)構(gòu)”這一重要概念，是學(xué)生在細(xì)胞層面感悟結(jié)構(gòu)與功能觀有代表性的生物學(xué)事實(shí)材料，“葉綠體含有光合作用所需要的葉綠素”是其重要的下位概念之一?；谏鲜龇治?，教師可以以結(jié)構(gòu)與功能觀的培育為指向，將“葉綠體含有光合作用所需要的葉綠素”這一概念轉(zhuǎn)化為以下兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，并提出解決關(guān)鍵問(wèn)題需要回答的子問(wèn)題（見(jiàn)表2）。

需要說(shuō)明的是，“葉綠體含有光合作用所需要的葉綠素”這一概念在教材中的安排屬于“細(xì)胞”層次的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)，而從更為直觀的“葉片”結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)出發(fā)，更符合學(xué)生認(rèn)知生物的習(xí)慣和邏輯，在結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一觀念的建立上也更具象、更有效。

2設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，導(dǎo)向問(wèn)題解決

在大概念教學(xué)中，教師教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和著力點(diǎn)是要關(guān)注學(xué)生如何學(xué)。學(xué)生只有在學(xué)習(xí)過(guò)程中積極參與動(dòng)手和動(dòng)腦的活動(dòng)，才能更好地加深對(duì)生命科學(xué)概念的理解。在確定了概念理解所要解決的問(wèn)題之后，教師需要設(shè)計(jì)不同的學(xué)習(xí)活動(dòng)方式，讓學(xué)生在主動(dòng)實(shí)踐過(guò)程中逐步解決問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。以下通過(guò)舉例說(shuō)明具體問(wèn)題的解決方案。

子問(wèn)題11綠色植物的葉片結(jié)構(gòu)是怎樣的？

學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)物觀察，顯微結(jié)構(gòu)解析，模型識(shí)別。

教師讓學(xué)生先對(duì)迎春葉片進(jìn)行整體觀察，再對(duì)其橫切面的局部進(jìn)行觀察，最后對(duì)橫切面裝片進(jìn)行顯微觀察。這遵循了學(xué)生從宏觀到微觀的認(rèn)知規(guī)律。植物切片能讓學(xué)生看到綠色植物葉片中“表皮細(xì)胞、葉肉細(xì)胞都為綠色”的生物學(xué)事實(shí)。在直觀認(rèn)知的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以借助模型，明確完整的葉片結(jié)構(gòu)及綠色部分的分布。進(jìn)而通過(guò)橫切面的單層細(xì)胞顯微圖與葉片模型結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)關(guān)系的建立，更好地形成細(xì)胞在葉片中立體分布的科學(xué)認(rèn)知。

子問(wèn)題12綠色部分分布在葉片結(jié)構(gòu)的什么地方？

學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察。

教師通過(guò)讓學(xué)生對(duì)菠菜葉表皮、蠶豆葉表皮、水綿細(xì)胞中的葉綠體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和觀察，可以使學(xué)生體驗(yàn)到微觀世界的真實(shí)存在，感知生命的精細(xì)、有序，認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)來(lái)源于事實(shí)，具有規(guī)律性，可以被認(rèn)知。這也是生命觀念的內(nèi)在體驗(yàn)。

子問(wèn)題21綠色植物的葉片光合作用的場(chǎng)所在哪里？

學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)資料分析、科學(xué)史實(shí)驗(yàn)分析。

需要說(shuō)明的是，證明光合作用場(chǎng)所在葉綠體的實(shí)驗(yàn)并不是“細(xì)胞”這一節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在這里只作為資料分析?？茖W(xué)史實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)一方面能夠更好地讓學(xué)生認(rèn)同葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，另一方面也讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)往往建立在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，是一個(gè)不斷完善、曲折前進(jìn)的過(guò)程。

3實(shí)施過(guò)程評(píng)價(jià)，表現(xiàn)概念理解

評(píng)價(jià)是教學(xué)過(guò)程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。在生命觀念的維度上，教師應(yīng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)學(xué)生是否逐步形成了認(rèn)識(shí)生命的基本觀念，能否運(yùn)用這些生命觀念探索生命規(guī)律、解決實(shí)際問(wèn)題。因此，教師需要打破原先較為單一的紙筆測(cè)試的評(píng)價(jià)方式，可以設(shè)計(jì)基于概念理解的多元評(píng)價(jià)方式，如情景式評(píng)價(jià)、科學(xué)寫(xiě)作式評(píng)價(jià)、實(shí)踐式評(píng)價(jià)等。同時(shí)，從大概念角度出發(fā)，生物學(xué)概念體系的科學(xué)構(gòu)建是生命觀念形成的具體表現(xiàn)之一。教師在教學(xué)中可以將評(píng)價(jià)滲透于后續(xù)的關(guān)聯(lián)概念學(xué)習(xí)。比如，在學(xué)生學(xué)習(xí)完“葉綠體含有光合作用所需要的葉綠素”的內(nèi)容后，教師可以提出“為什么葉片的上面綠色較深，葉片的下面綠色較淺？”這一“延伸問(wèn)題”，從而評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)概念是否理解，以及對(duì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一生命觀念是否內(nèi)化。

學(xué)生在深刻理解以上概念的基礎(chǔ)上，可以在后續(xù)相關(guān)概念的學(xué)習(xí)中自主解決一些實(shí)踐性問(wèn)題。比如，在浙教版科學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)“證明光合作用需要陽(yáng)光和葉綠體”的實(shí)驗(yàn)研究中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)關(guān)變量的控制，理想的材料應(yīng)該是“部分有葉綠體、部分無(wú)葉綠體”的葉片。從這一功能出發(fā)，學(xué)生思考身邊符合相關(guān)結(jié)構(gòu)的植物，提出了銀邊吊蘭、花葉常春藤等材料。這些可以反映出，學(xué)生理解了相關(guān)概念、內(nèi)化了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。因此，生命觀念既是生物學(xué)觀念，也是方法論，是解決問(wèn)題的一種思路。

綜上所述，生命觀念的培育需要教師合理地將生命觀念滲透在每一節(jié)生物課中。教師應(yīng)從關(guān)注知識(shí)教學(xué)轉(zhuǎn)變到注重素養(yǎng)培育，在內(nèi)化核心素養(yǎng)理念的基礎(chǔ)上，改變教學(xué)方式，帶領(lǐng)學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中理解生物學(xué)概念，在理解概念的過(guò)程中形成生命觀念，讓學(xué)生能夠用生命觀念認(rèn)識(shí)生命世界，解釋生命現(xiàn)象。

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