学习进阶的“一线三阶”模式对核心概念教学的指导

张凤美

摘要：学习进阶是最近十几年来在国际的科学领域上研究的热点方向，基于学习进阶的学习有利于培养学生核心素养，关注学生核心概念形成的轨迹。本文以“细胞的能量通货-ATP”为例，阐述核心概念的构建及其对教学设计的指导。

关键词：学习进阶;一线三阶;核心概念;ATP

中图分类号：G633.91     文献标识码：B    文章编号：1672-1578（2020）23-0205-01

学习进阶是对学生学习某一核心概念时所遵循的连续的、有逻辑的、相互关联的符合学生发展规律的“概念序列”[1]。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》更看重学生对于生物学概念的建构，依次从核心概念、重要概念、次位概念进行细化，建构联系，体现了生物学知识的系统性和结构性，有助于学生认知的建构性，形成生物科学的核心素养。

以人教版必修一《分子与细胞》中第五章第二节“细胞能量通货—ATP”的教学为例，谈谈学习进阶中“一线三阶”模式对核心概念教学的指导。

1.“一线三阶”教学模式的内涵

“一线三阶”教学模式，是以概念为主线，通过设置问题链，关注学生的认知发展与生活经验，以促进学生的三次学习进阶过程。通过引发兴趣、自主感知（次位概念）→逐步深入、互动生成（重要概念）→联系实际，拓展应用（核心概念），构建“一线三阶”教学模式。

2.如何进行“一线三阶”教学模式

2.1 引发兴趣、自主感知。学生基于之前的学习内容已知糖类是主要的能源物质，脂肪是储能物质，但直接用于生命活动的能源物质并不清楚。通过观看荧光树发光的新闻报道视频，思考萤火虫发光的原理。以视频引发学生兴趣的同时，自主感知次位概念“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。”

2.2 逐步深入、互动生成。在已知ATP的功能下，探究其相应的结构，利于形成结构与功能相适应的生命观念。通过对问题的层层递进式设计，让学生进行模型构建，从而培养学生科学思维，能够达到深度学习。问题设置如下：首先阅读课本88页第二段及相关信息，构建结构简图。利用“”“”“”，分别构建1.腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，2.腺嘌呤核糖核苷酸，3.三磷酸腺苷。其次设置问题1.腺苷与腺嘌呤之间的关系是什么？2.ATP、ADP、AMP（一磷酸腺苷）三者之间的关系是什么？3.ATP与RNA在结构的联系是什么？4.ATP为什么被称为高能磷酸化合物？最后教师总结：ATP作为高能磷酸化合物，可以在水解时产生大量能量，从而为生命活动功能。该过程使学生再次理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

基于生物事实：一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供其所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解[2]。学生可认知到：ATP消耗的同时也在生成。引出ATP与ADP彼此之间的相互转化，学生通过完成表格内容培养学生对比与归纳的科学思维，同时也形成物质与能量相关联的生命观念。ATP的水解和合成与细胞中的吸能反应和放能反应相联系，基于这样的认识，学生对重要概念“细胞的功能绝大多数基于化学反应”形成初步认知。

2.3 联系实际，拓展应用。课本中以生物发光、发电、肌肉运动、大脑思考等为例，说明生命活动离不开ATP。还可延伸ATP在生产生活中的实际应用，例如如何检查食物中细菌数量是否超标，引出ATP生物发光检测法。给予资料：ATP荧光检测仪原理是利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测ATP。ATP含量可以用来准确地表明样品中微生物与其他生物残余的多少，从而能够用于判断卫生状况[3]。

回归最初的荧光树，展示前沿科学研究。2017年5月我国云南的科学家团队在国内通过生物工程技术，经植物组织培养和筛选后，首次培育了夜光植物[4]。由此培養学生关注社会议题的社会责任，同时也增强了国家荣誉感和自豪感。通过联系实际，关注生活与科学问题，形成核心概念“细胞的生存需要能量”。

最后，通过设计概念图总结本节内容，概念图的构建能完善学生的知识体系，有利于学生理解核心概念、重要概念与次位概念之间内在逻辑关系，形成清晰的知识网络。

3.评价

学习进阶中在评价时要特别关注学生对重要概念的理解和应用，评价内容要以课程标准为依据，结合实际教学内容，主要评价学生的核心素养四个方面的树立情况。

参考文献：

[1] 刘晟，刘恩山.学习进阶： 关注学生认知发展和生活经验. 教育学报，2012，8（2）：81-87.

[2] 陈如.“细胞的能量通货——ATP”一节的教学设计[J].生物学教学，038（6）：37-38.

[3] 王稼林，薛希娟，孙伦，等.ATP荧光检测仪在泡沫消毒剂杀菌效果检测中的应用[J].中国畜牧兽医文摘，2018（5）：69-69.

[4] 冉浩.植物电灯泡，点亮新世界[J].科学大众：中学生，2017（10）：10-13.