基于学习进阶的概念教学设计

陈蕾 李平

摘要基于学习进阶的概念教学是落实核心素养的重要路径。依据该理论，在确定学习起点和终点的基础上，设计能够通过小步走来达成目标的学习路径，优化课程资源作为实现重要概念学习进阶的“梯”，为发展学生学科核心素养做有效尝试。

关键词：学习进阶 概念教学 课程资源 核心素养

中图分类号G633.91 文献标志码B

基于学习进阶的概念教学是落实核心素养的重要路径。学习进阶是对学生在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述，是强调围绕某一核心概念，以螺旋式上升的认知规律来对其完成从表象和具体到抽象和本质的认识过程。我国各学段的生物学课程均有关于遗传的学习内容，但各学段的具体要求不同，表现为水平逐步提高。因此，基于学习进阶理论，教师在设计概念教学时必须考虑学生的学习起点，即初中阶段相关学习应该达到的认知水平，或是前阶段学习实际掌握水平，将高中阶段应该达到的认知水平作为学习终点，并且找到两者之间学生需要跨越的学习障碍，设计概念进阶的学习路径，优化课程资源作为实现学习进阶的“梯”，帮助学生构建核心概念，同时养成良好的学科素养。下面围绕“分离定律”这一重要概念，尝试设计利于概念进阶的学习路径，达成教学目标。

1学习起点和终点的确定

1.1学习起点的确定

依据《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（简称初中课标），将有关遗传内容的各级概念描述整理为表1。

结合本节课学习的需要，依据初中课标，兼顾孟德尔研究所处的历史背景，确定学生的学习起点为：生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代，一些生物进行有性生殖，后代的遗传信息可来自不同亲本;生物性状是由基因控制的;一百多年前主流观点是“融合遗传”。

1.2学习终点的确定

依据《普通高中生物学课程标准（2017年版）》，与遗传相关的核心概念是“遗传信息控制生物性状，并代代相传”。学生要形成这一核心概念，需要对涉及遗传物质基础、细胞基础、遗传规律、可遗传变异等方面的重要概念有一定的掌握。现将教材中相关重要概念进行梳理，并将它们之间的逻辑关系整理如图1所示。

《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》是高中生物学《必修2·遗传与进化》模块的开篇内容，是学生首次接触遗传规律的知识。其中，不仅有孟德尔界定的用于表述现象或解释现象的概念，还有孟德尔揭示规律的思维过程，尤其是“假说一演绎法”，学生对此的理解存在一定的难度。由于本节内容是学习自由组合定律的基础，教师要尽可能让学生深入理解分离定律的揭示过程。如果教师能运用史实材料，巧妙创设真实情境，引导学生尝试运用科学方法自主探究，亲历科学家的思维过程，有助于培养他们的科学思维和科学探究能力，发展学科核心素养。因此，本节课的学习终点确定为：“能阐明控制一对相对性状的遗传因子在有性生殖中的传递规律”。

2教学目标的确立

依据上述学习起点和终点的确定，以及发展学科核心素养的要求，将本节课的教学目标细化为：结合孟德尔豌豆杂交实验现象，尝试用“假说一演绎法”探究一对相对性状的遗传因子遗传规律;能够以遗传图解的形式对控制一对相对性状遗传因子的遗传规律进行建模;能够运用分离定律解释某些遗传现象或研究生物学问题，发展科学思维和科学探究能力;能够运用结构与功能相适应的生命观念，认同孟德尔颗粒遗传理论的合理性。其中，教学重点是通过建模活动展示对分离现象的解释、运用假说演绎法研究生物学问题，教学难点是通过建模活动展示对分离现象的解释。

3学习进阶路径的设计

教师通过课堂教学帮助学生从学习起点走到终点，首先是要分析他们在通往终点的路径上存在哪些难以逾越的障碍。例如，孟德尔为什么要这样设计杂交实验？他提出假说的依据是什么？为什么测交实验能验证假说？如果把这些障碍看成是学习路径中的“阶”，那么教师要做的就是为学生提供登“阶”所需的“梯”，联系起来就是本节课的学习路径（图2）。教师要开发并优化身边各类课程资源，设计学习进阶路径中登阶所需“梯”。

3.1挖掘相关的科学史实

围绕科学史内容的课堂教学，需要教师在尊重科学史实的基础上充分挖掘事实材料为教学所用，切忌断片。因此，本节课需要补充的内容有：①孟德尔研究遗传规律的历史背景，课堂上可以通过呈现紫茉莉花色杂交实验结果，引出一百多年前的主流观点——“融合遗传”，让学生基于真实情境理解孟德尔做杂交实验的初衷，进而在运用“融合遗传”观点分析豌豆杂交实验现象时，形成认知冲突，激发主动探究的欲望。②孟德尔除了教材中呈现的杂交实验外，还做了“将F2中的高茎继续进行自交并统计F3结果”的实验。教师适时补充这个史实，能帮助学生在一定程度上理解孟德尔为何能提出如此超越时代的假说内容。

3.2设计有梯度的问题串

针对一部分有难度的“阶”，教师巧妙设计问题串，可以引导学生循着合理的路径找出问题的答案。例如，在学习“一对相对性状豌豆杂交实验”时，教师需要设计有针对性的、逐步递进的问题串，引导学生最终找到值得深入研究的问题。①按照融合遗传的观点，高茎和矮茎杂交，F1应当是什么性状？②高茎母本和矮茎父本杂交，F1全为高茎，是因为子代的性状总是由母本决定吗？如果不是，怎样设计实验证明？③无论正交、反交，F1均为高茎，是因为决定矮茎的遗传物质消失了吗？怎样设计实验？④F2出现高茎：矮茎为3：1的性状分离比，是偶然现象吗？⑤针对以上的讨论，你还能提出哪些值得进一步去研究的问题？这些问题能引导学生思考并理解孟德尔杂交、自交设计的出发点，让他们更容易从众多现象中发现最重要的亟待解决的问题，进而推动研究的深入。

3.3开展有高阶思维的建模活动

孟德尔对豌豆杂交实验现象提出的解释，是本节课的教学重点，也是难点。如果让学生自己阅读来了解这部分内容，则不利于他们对孟德尔假说的理解和科学思维的养成。如果让学生自己作出全面解释也不现实。因此，笔者在提供两条孟德尔的假说内容基础上，即“生物性状由遗传因子决定”“体细胞中遗传因子成对存在”，组织学生开展控制高、矮茎遗传因子传递规律的建模活动，进而提炼假说的其他核心内容：“成对的遗传因子在形成配子时彼此分离，导致配子中只含有每对遗传因子中的一个”;“受精时，雌雄配子随机结合”。具体活动设计见表2。

这样设计有利于学生在建构“分离定律”这一重要概念的过程中，养成科学思维的习惯，并在一定程度上理解孟德尔超越时代的假说内容。

3.4设计聚焦核心素养的教学评价

学生在完成本节内容的学习后，教师需要设计合适的评价来检测学生对分离定律和假说演绎法的掌握情况。评价形式可以是常规的试题，或是对重要概念的归纳和表述，也可以是运用所学重要概念对某种生物学现象进行分析与解释，还可以是相关的实践活动。本节课设计的聚焦生物学学科核心素养的教学评价方式见表3。

以上的教学评价都是围绕真实情境展开设计，目的是为了增强理论与实际的联系，对考查学生运用所形成的概念解决实际问题，培养他们的科学探究能力，以及发展学科核心素养都十分有益。

4教学体会

基于学习进阶的概念教学设计，符合学生的认知规律，对实现概念的自主构建和深度理解都有积极意义。教师进行概念教学设计的关键，需要充分了解学生已有的知识和能力，需要全面把握教学内容，理清每个重要概念在单元学习中与其他概念之间的逻辑关系及其地位。教师设计出合理的学习路径，将需要跨越较大层级的概念进阶，分解成若干个小层级，落实到每节课的每个教学环节中，才能引导更多学生小步走完成大跨域，实现學习进阶，进而发展他们的学科核心素养。