美国AP生物学课程框架评介

黄紫筠 范曾丽 吴叶梅

（1.四川省宜宾市第三中学 四川宜宾 644000）

（2.西华师范大学生命科学学院 四川南充 637002）

（3.首都师范大学教师教育学院 北京 100048）

2011年美国《k-12科学教育框架：实践、跨学科概念、核心概念》（以下简称《框架》）文件的颁布为国际范围内新一轮科学教育课程改革拉开帷幕。《框架》指出，K-12科学教育应致力于引导学生积极投入科学与工程实践之中，并应用跨学科概念去加深对各领域的学科核心概念的理解，而非像以往课程一般倡导学生记住琐碎且互相之间没有联系的知识清单。在此大背景之下，美国基础教育阶段AP生物学课程发生大规模革新，以新的科学教育理念引领自身变革。考虑到该课程在国际范围内的高影响力及高关注度，而国内又缺乏对该课程最新进展的整体性描述，故此有必要对革新后的AP生物学课程作介绍评析。

1 AP课程与AP生物学课程背景概述

20世纪50年代，为解决高等教育与基础教育间的衔接问题，加速优秀人才培育增强教育的国际竞争力，美国大学理事会发起并在高中试点创建大学先修课程（Advanced Placement Program）即AP课程。AP生物学课程是AP课程下设的38门子课程之一，与化学、环境科学、物理学共同组成AP课程的自然类学科。一般而言，AP生物学课程相当于美国各高校为生物学专业本科一年级新生开设的入门课程，该课程的学习需要学生具备美国高中生物学和化学基础。作为衔接课程，AP生物学课程的目标旨在促进高中学生的深层次学习，使得学生能力“达到大学水平”，从而为后续大学课程的高级主题学习做好准备。基于以上考虑，美国大学理事会邀请高等院校生命科学领域的教授与中学资深AP科学教师协同合作、共同参与到AP生物学课程的开发与建设之中，以保障课程的广度和深度。

2 改革后的AP生物学课程

2.1 AP生物学课程改革缘由

21世纪以来，生命科学领域的研究与发现不断扩展着生物科学知识的界限，加之《框架》的颁布，导致AP生物学课程必须直面平衡内容覆盖广度和理解深度的挑战。直至2013年该课程经历大规模的框架改革，与之相对应地AP生物学课程科学实践内容要求的考试评价方式也发生变化。新课程的指导方针要求AP科学教师注重使用科学探究和推理的教学方法，在教学过程中避免强调知识的覆盖，而专注于学生对教学内容的深度理解。因此，改革后的AP生物学课程不再继续传统的“教学内容覆盖”模式，而是侧重于持久的概念性理解。这种理念倡导花更少的时间记忆科学事实，转而帮助学生进行核心概念的探究性学习，允许学生通过专注于设计实验来发展更高层次的探究、批判性思维和推理技能，注重学生在科学实践活动中的参与和体验。

2.2 改革后的AP生物学课程框架

为了践行课改理念，AP生物学课程团队构建出以追求理解的教学设计模型为内核的课程框架，该框架清晰详细地描述了学生必须知道什么、能够做什么以及理解什么，由科学实践和课程内容两部分组成。其中科学实践是生物学研究和生物科学实践的核心，被作为当前AP生物学课程中学生学习的重点，而以大概念为基础的课程内容则被组织成一般的教学单元，为AP科学教师的教学提供建议。基于2019版课程和考试说明建构出AP生物学课程框架如图1所示。

2.2.1 AP生物学课程框架之科学实践

AP生物学课程框架规定了学生在整个生物学课程学习过程中应发展的六大科学实践主题，并以学习进阶的方式详细说明了各主题不同层级技能水平表现（表1）。例如，核心概念是位于学科中心的概念性知识，包括重要概念、原理、理论等的基本理解，是学科结构的主干部分。因此，培养学生对概念的解释被视为科学实践主题的重要学习成果。为达成以上目的，帮助AP科学教师更好地教学，课程框架还在教学方法部分提供了每一科学实践技能水平的教学指导建议。这样的呈现方式不仅给予了教师科学实践教学和学生科学实践主题学习的方向，而且指明了帮助学生形成各项技能教学成果表现的途径，有利于师生明确教学目标和学习目标，最终为AP生物学课程的考试评价服务。另外，框架指出科学实践技能的习得具有时间效应，教师应将其整合嵌入到不同单元的课程内容当中，使之贯穿教学全过程，从而通过充分反复的形式训练培养学生，以获得技能。可见，科学实践技能的培养需以整个AP生物学课程内容的学习为载体。

表1 AP生物学课程科学实践内容要求

2.2.2 AP生物学课程框架之课程内容

改革后的AP生物学课程内容不再一味追求覆盖面，而是从生命化学、细胞生物学、遗传学、生态学等生命科学领域最为基础而又重要的分支学科中选取能够展现出当代生命科学核心知识图景的部分，构成不同的教学单元。单元下又再细分为多个主题，不同教学内容主题的范围以及学习时长都在AP生物学课程和考试说明中予以规定，以帮助教师规划教学进度安排。

经统计当前AP生物学课程内容包括8个单元65个主题，各单元主题也并非孤立存在，而是通过进化、能量、信息储存与传递、系统的相互作用4个跨学科大概念建构起主题内容之间的意义联系。以抽象的核心概念作为贯穿整个课程内容的主线，然后将其放置于多样化的生物学情境中，在此基础之上发展出AP生物学课程的基本知识框架。这样的编排方式能够为学生在不同语境下的概念深度理解助力。表2显示AP生物学课程内容涉及了光合作用、呼吸作用、孟德尔遗传、基因调控表达、达尔文进化学说等生命科学领域的核心原理、理论和过程，整体呈现出“少而精”的特点。

表2 AP生物学课程内容概况

针对每一教学单元，除教学主题、建议课时和考试权重介绍，AP生物学课程和考试说明还清晰描述了学生应长期理解掌握的核心概念以及习得的科学实践技能。由于需要持久性理解的概念较为抽象，因此又被细分为相应的学习目标。学习目标传达出学生需要做到的具体内容，以此将大概念应用到各种不同的生物学情境之中，让学生发展出更深层次的概念理解。而为了实现学习目标，课程内容部分还辅以基本知识的说明，这些基本知识是指学生应该知道并能回忆起来的大量生物学事实，以支撑学生的概念性学习。

3 AP生物学课程框架特征分析

3.1 以概念的持久性理解作为课程教学核心

科学教育研究表明，与传统科学课程中强调记忆背诵大量事实性知识相比，课程内容和课堂教学围绕核心概念组织展开将有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。在此大背景之下，AP生物学课程由以往的强调知识覆盖转向概念的持久性理解，并主要从以上两方面为学生的概念学习提供支持。首先，以大概念统整课程内容。当前AP生物学课程通过进化、能量、信息储存与传递和系统的相互作用四大核心概念作为课程知识衔接串联的主线，在此基础上形成课程内容结构，以引导师生避免过分关注细碎型知识的浅层次教与学，旨在建立大量事实性知识背后的相互联系，抽提出更为上位的概念性知识，从而为学生对生物学科形成连贯性理解作铺垫。

其次，以“发展理解（Developing Understanding）”板块助力教师课堂教学。课程与考试说明文件针对每一教学单元设置了“发展理解”栏目，旨在介绍教学主题的地位、相互联系及对学生知识、思维技能、素养培养的重要性，并对各个单元教学应当围绕哪些核心概念开展以及支持概念学习的学习目标细目进行说明，有利于教师将概念教学具体化。经分析可知，通过AP生物学课程的学习，学生应逐渐形成至少包括进化观、能量观、信息观和系统观在内的生命科学观念，并能够基于以上视角解释生命现象和生命活动规律。这些目标的实现均需以学生对概念的持久性理解作为前提。

3.2 教学过程注重学生科学实践技能培养

改革后的AP生物学课程十分重视学生科学实践能力的养成。一方面，美国大学理事会认为当前课程期望学生所达到的各项科学实践能力水平是当前科学家从事探究工作必不可少的要素，这些科学实践要素能够使学生应用他们对课程内容知识的理解来建立证据链，从而形成和完善自身对自然现象的可检测的解释与预测。因此，强烈建议教师将它们与课程内容有效结合，并与各种学习目标配合使用，在此基础上进行教学设计。另一方面，在课程框架部分以一半的篇幅对学生应当具备的科学实践技能进行描述，并对每一项科学实践主题的不同层级技能水平提出了明确的要求，细化至每一步骤，拟帮助教师更好且有效地对学生做出针对性评价。最后还提供给教师具体的教学策略、各式各样教学活动建议，同时规定了每一教学单元应当落实的科学实践技能目标。以上分析表明，AP生物学课程对《框架》将“实践”作为首位关键词的做法作出了积极响应，以期将对学生科学实践能力的培养落到实处。

4 结语

显然，AP生物学课程作为中学与大学的衔接课程，其课程内容深广度有别于当前我国中学高中生物学课程。然而，对于同样处于新一轮国际科学教育改革背景之下的生物学课程而言，二者需要努力转变的课堂教学理念方向是一致的。通过以上介绍评析可知，美国AP生物学课程呈现出以概念的持久性理解作为课程教学核心、教学过程注重学生科学实践技能培养的特点；而处于核心素养视域下的我国高中生物学课程则以核心素养为宗旨、内容聚焦大概念、教学过程重实践、学业评价促发展作为四大基本理念。可以看出，两门课程具有教学的同向性，因此通过对AP生物学课程框架的评介，能够在一定程度上为当前中学生物学课程建设提供借鉴。