指向生命观念发展的初中生物学大概念教学研究

石静 许蕾

【摘要】生命观念的形成是一个日积月累的过程，以学生理解生命科学概念性知识为基础。文章在生命观念视角下，阐述了初中生物学概念教学中存在的一些問题，建立具体的大概念教学流程，从显性化提炼生命观念的内涵、“三阶式”梳理概念体系、指向性建立概念与生命观念的关系三个方面完成了概念教学前的理论准备，并从明确学习目标、设计学习活动、实施过程评价三个环节形成概念教学设计流程，以期通过大概念教学的方式培育学生的生命观念。

【关键词】生命观念;大概念;细胞;生命活动

在生物学学科核心素养中，生命观念是独具生物学学科特点的要素，是本学科核心素养的标志和关键[1]。《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》中将生命观念表述为生物体结构与功能相统一、生物体与环境相统一以及进化等观念[2]。可见，生命观念是一种抽象的想法或观点。生命观念的形成需要具体的依托，是一个日积月累的过程[3]。浙江大学刘徽指出，大概念是将素养落实到具体教学中的锚点[4]。笔者认为，生命观念的形成可以以大概念教学为载体，以学生理解生命科学概念性知识为基础。本文以“细胞是生物体结构和生命活动的基本单位”这一大概念的教学为例，以学生生命观念的养成为指向，建立具体的大概念教学流程。

一、基于生命观念的初中生物学概念教学问题分析

（一）概念教学的指向性片面

生命观念的形成以生命科学概念的理解为基础。教师在概念教学的组织过程中，应该有明晰的生命观念发展指向。而在现实的概念教学设计中，很多教师并未明确某个具体概念的学习对学生生命观念发展的作用所在，尤其在初中阶段，存在只见知识不见体系，只见学科不见素养的情况。比如，在浙教版科学教材七年级上册“生物体的结构层次”中，以被子植物的叶片和人的皮肤为例，建立从“组织→器官”的结构层次概念。教师往往是从“结构”之间的关系出发，忽略了“组织”与“器官”在功能上的层次关系。其实教师可以利用这些实例帮助学生从“整体功能大于局部功能”这一方面理解生命观念中的结构与功能观。因此，在概念教学中，教师需要深入地厘清生命观念的内涵，全面梳理概念与生命观念的指向关系，使自己真正做到心中有“观念”，教学有“指向”。

（二）学科概念缺乏体系

初中科学教师多数为单一学科专业，在合科教学中存在一定的局限性。在生物学教学中，非生物学专业教师对生物学概念缺乏本质理解，主要表现在对某个具体概念的理解表面化及相关概念间的联系构建缺乏系统性，进而导致学生头脑中的生物学概念零碎、分散。而学生要形成更上位、更抽象的生命观念，必定需要依托具体的载体——学科概念体系。比如，在浙教版科学教材七年级上册“细胞的结构”中，提到细胞核内含遗传物质，是细胞生命活动的控制中心;在“细胞的分裂”中提出染色体的概念。而染色体与遗传物质的关系，需要到九年级下册“遗传与进化”才明确。时间跨度大，加上教师未能及时帮助学生构建遗传物质的相关概念体系，使得学生对这些零碎、分散的生物学概念停留在浅层的记忆性学习上。

（三）教材内容的编排顺序偏离学生的认知规律

在浙教版科学教材七年级上册“生物体的结构层次”中，教材内容基本按照“细胞—组织—器官—系统—生物个体”的顺序呈现，也就是从微观到宏观的事实逻辑顺序。而在构建知识体系的过程中，学生的认知活动大多是遵循具体—抽象—具体的顺序，即从具体的现实感知来认知生命现象与生命活动规律，再应用于生活实践中。从这个角度出发，教材中所呈现的内容编排顺序一定程度上偏离了学生的认知规律。如对于浙教版科学教材七年级上册“生物与非生物”，学生沉浸在对蜗牛这一生物个体基本特征的观察和探索中，但教材接着就转入“细胞”这一微观世界，两节内容之间缺乏认知动力的驱动和结构层次的过渡。这样的认知跨度一定程度上也打断了学生的思维，阻碍了学生概念知识体系的有效构建，不利于学生生命观念的形成。

二、基于生命观念的初中生物学概念教学活动设计

生命观念具有科学观念的基本特点：概括性、稳定性、生成性。相比知识容易遗忘的特点，观念一旦形成就能稳定存在。并且，学生在学习、生活中，不断用这个观念来印证、发现、解决一些问题，从而使其在头脑中的存在更加稳定。针对前文所述初中生物学概念教学的现状，笔者以生物学大概念的构建为载体，设计大概念教学流程（如图1），并付诸实践，以帮助学生更好地形成正确的生命观念。

（一）概念教学前的理论准备

1显性化提炼生命观念的内涵

生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。学生应该在较好地理解生物学概念的基础上形成生命观念，如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。[5]因此，教师首先需要厘清生命观念的内涵，并将之进行显性化提炼，才能在概念教学中为学生构建生命观念提供明确的方向指引。如大概念“细胞是生物体结构和生命活动的基本单位”中所体现的生命观念的内涵主要是结构与功能观，具体阐述如图2所示。

生命观念的各个内涵的表现不是孤立的，而是相互交叉、相互渗透，共同构成对生命本质理解的全貌。例如，对于“细胞内具有多个相对独立结构中的叶绿体”内容的教学，教师既可以引导学生从结构与功能观去理解，也可以从叶绿体进化的由来切入，引导学生从进化与适应的层面理解结构与功能的适应性，让学生体会生命观念的发展。

2“三阶式”梳理概念体系

概念体系的建立是一个循序渐进的过程。初、高中的生命科学概念具有一定的联系性、完整性和层次性。但概念发展背后的深层逻辑是对生命观念发展的需求，从这个角度上讲，二者又是统一的。初中生命科学的概念体系可以借鉴高中生物学“大概念”“重要概念”“次位概念”的表述方式。因此，教师在对某一具体大概念进行梳理时，应该有意识地关注初、高中阶段概念体系建立的梯度和进程。表1为参照高中生物学概念表述方式梳理的初中生物学概念层级结构。

通常，学生对知识的理解是孤立的，很难科学合理地组织、整合所学的知识。教师可以按照表1所述对概念层级结构进行梳理，明晰具体教学内容或主题所聚焦的概念及其支撑的大概念，给学生提供一个清晰的架构，帮助学生理解概念，让学生将零碎的生物学知识以更高位的生物学概念的形式建立体系，从而将学习重心从记忆事实性知识转移到构建学科概念体系上来。

3指向性建立概念与生命观念的关系

在日常教学中，教师可以从具体的次位概念入手，生命观念的培育就渗透在学生对每一个具体概念的理解中。因此在概念层级结构建立的基础上，教师需要指向性建立每个次位概念与生命观念的关系。比如，对于表1中所列的次位概念13、14、22、23、33，教师可以从结构与功能相适应这一角度让学生领会结构与功能观。而对于次位概念11、42、43，教师可以从整体结构的功能大于局部结构的功能这一角度让学生理解结构与功能观。如此，基于生命观念的大概念教学之路才会有迹可循，有“法”可依（如图3）。

（二）概念教学中的流程设计

1明确学习目标，转化概念问题

概念的描述采用陈述性语句，相比之前短语式的知识目标，是科学教育的一大进步。而问题又比陈述性语句更能引发学生的思考与探究。在课堂实践中，教师可以将生命科学概念转化为具体的问题，引导学生通过问题解决达成概念理解的学习目标。

比如，站在发展生命观念的角度，“植物细胞具有特殊的细胞结构”这一重要概念，是学生在细胞层面感悟结构与功能观有代表性的生物学事实材料，“叶绿体含有光合作用所需要的叶绿素”是其重要的下位概念之一。基于上述分析，教师可以以结构与功能观的培育为指向，将“叶绿体含有光合作用所需要的叶绿素”这一概念转化为以下两个关键问题，并提出解决关键问题需要回答的子问题（见表2）。

需要说明的是，“叶绿体含有光合作用所需要的叶绿素”这一概念在教材中的安排属于“细胞”层次的结构认识，而从更为直观的“葉片”结构认识出发，更符合学生认知生物的习惯和逻辑，在结构与功能相适应这一观念的建立上也更具象、更有效。

2设计学习活动，导向问题解决

在大概念教学中，教师教学的出发点和着力点是要关注学生如何学。学生只有在学习过程中积极参与动手和动脑的活动，才能更好地加深对生命科学概念的理解。在确定了概念理解所要解决的问题之后，教师需要设计不同的学习活动方式，让学生在主动实践过程中逐步解决问题，进而达成学习目标。以下通过举例说明具体问题的解决方案。

子问题11绿色植物的叶片结构是怎样的？

学习活动设计实物观察，显微结构解析，模型识别。

教师让学生先对迎春叶片进行整体观察，再对其横切面的局部进行观察，最后对横切面装片进行显微观察。这遵循了学生从宏观到微观的认知规律。植物切片能让学生看到绿色植物叶片中“表皮细胞、叶肉细胞都为绿色”的生物学事实。在直观认知的基础上，学生可以借助模型，明确完整的叶片结构及绿色部分的分布。进而通过横切面的单层细胞显微图与叶片模型结构对应关系的建立，更好地形成细胞在叶片中立体分布的科学认知。

子问题12绿色部分分布在叶片结构的什么地方？

学习活动设计实验观察。

教师通过让学生对菠菜叶表皮、蚕豆叶表皮、水绵细胞中的叶绿体进行实验操作和观察，可以使学生体验到微观世界的真实存在，感知生命的精细、有序，认识到科学发现来源于事实，具有规律性，可以被认知。这也是生命观念的内在体验。

子问题21绿色植物的叶片光合作用的场所在哪里？

学习活动设计资料分析、科学史实验分析。

需要说明的是，证明光合作用场所在叶绿体的实验并不是“细胞”这一节的学习内容，在这里只作为资料分析。科学史实验的呈现一方面能够更好地让学生认同叶绿体是光合作用的场所，另一方面也让学生体会到科学发现往往建立在实验研究的基础上，是一个不断完善、曲折前进的过程。

3实施过程评价，表现概念理解

评价是教学过程中不可或缺的重要环节。在生命观念的维度上，教师应重点评价学生是否逐步形成了认识生命的基本观念，能否运用这些生命观念探索生命规律、解决实际问题。因此，教师需要打破原先较为单一的纸笔测试的评价方式，可以设计基于概念理解的多元评价方式，如情景式评价、科学写作式评价、实践式评价等。同时，从大概念角度出发，生物学概念体系的科学构建是生命观念形成的具体表现之一。教师在教学中可以将评价渗透于后续的关联概念学习。比如，在学生学习完“叶绿体含有光合作用所需要的叶绿素”的内容后，教师可以提出“为什么叶片的上面绿色较深，叶片的下面绿色较浅？”这一“延伸问题”，从而评价学生对概念是否理解，以及对结构与功能相适应这一生命观念是否内化。

学生在深刻理解以上概念的基础上，可以在后续相关概念的学习中自主解决一些实践性问题。比如，在浙教版科学教材八年级下册“证明光合作用需要阳光和叶绿体”的实验研究中，为实现对无关变量的控制，理想的材料应该是“部分有叶绿体、部分无叶绿体”的叶片。从这一功能出发，学生思考身边符合相关结构的植物，提出了银边吊兰、花叶常春藤等材料。这些可以反映出，学生理解了相关概念、内化了结构与功能相适应的观念。因此，生命观念既是生物学观念，也是方法论，是解决问题的一种思路。

综上所述，生命观念的培育需要教师合理地将生命观念渗透在每一节生物课中。教师应从关注知识教学转变到注重素养培育，在内化核心素养理念的基础上，改变教学方式，带领学生在解决问题的过程中理解生物学概念，在理解概念的过程中形成生命观念，让学生能够用生命观念认识生命世界，解释生命现象。

参考文献：

[1]刘恩山生命观念是生物学学科核心素养的标志[J]生物学通报，2018（1）：18-20

[2]中华人民共和国教育部义务教育初中科学课程标准（2011年版）[M]北京：北京师范大学出版社，2012

[3]吴文清生命观念视角下初中生物学重要概念教学问题与策略[J]中学生物学，2019（1）：61-63

[4]刘徽“大概念”视角下的单元整体教学构型：兼论素养导向的课堂变革[J]教育研究，2020（6）：64-77

[5]中华人民共和国教育部普通高中生物学课程标准（2017年版）[M]北京：人民教育出版社，2018