生物学大概念教学研究综述

雷超 李晓璐 苟梦瑶

本文系陕西省教育科学“十四五”规划2022年度课题《UbD视域下初高中生物学大概念学习进阶的实践研究》，课题编号：SGH22Y0158。

21世纪课程改革进入核心素养的时代，如何落实核心素养，大概念的提出和研究应运而生。一方面是应对21世纪知识大爆发给课堂教学带来的挑战，通过大概念来帮助学生建立核心概念间的结构，进而达到课程的核心聚焦。另一方面是为了解决知识与现实生活的割裂、打破学科间的壁垒，实现学科间、学科与生活间的联系。大概念作为课程核心和锚点，当下正在广泛地被讨论，对其在教学活动中的应用与研究如火如荼、层出不穷。

一、国内外大概念的研究现状与分析

（一）国外大概念的研究现状

对大概念的研究，怀特海在《教育的目的》一书中，阐释有关学科概念时提到顽固的只存在与某个单元、某个学科，难易迁移在单元间、学科间、知识与生活实践间迁移的知识为“惰性知识”，与之相对的“非惰性观念”可以看作是对大概念的一种表达。杜威认为“观念是指导我们行为的工具，是对感觉作出反应，而不是感觉本身”。可见他的哲学思想赋予观念以工具主义色彩。美国教育心理学家杰罗姆·布鲁纳倡导的学科结构运动，提出“学科结构”与“核心概念”等教育主张，他认为理解学科知识间相互联系的前提是让学生掌握学科知识的基本结构。这里学科的基本结构，指的是学科的基本概念、原理、态度和方法。他还提出迁移是大概念的本质和价值所在。此后，国外学者从不同侧面对大概念的内涵进行阐述。奥苏贝尔提出的有意义学习的两种概念，学习方式中提出了上位概念和下位概念，大概念正是位于学科知识上位的概念。威金斯和麦克泰格提到，大概念可以帮助学生将各个知识点联系起来发挥“概念魔术贴”和“车辖”的作用，是学科的核心，具有内在可迁移的特性，可以将离散的主题和技能联系起来，并且还阐述了大概念所具备的特征。怀特利将其隐喻为“理解的建筑材料的功能”，强调大概念可以使人们能够联结其他零散的知识点，并借此构建有意义的大概念群，从而简化学生的认知模式。

爱德华·克拉克基于布鲁纳的研究，认为观念即大概念，观念是理解和联结小观念的大概念，它提供了构建自己理解的认知框架或结构。埃里克森认为，核心概念是指居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法，并提出了大概念的操作定义，如“在应用中是通用的”“可以用有着共同属性的不同例子来呈现”。

査莫斯立足STEM课程，他认为这四门学科的大概念可以分为两种，第一类是概念、原理、理论、策略或者模型等内容方面的大概念；第二类是高效利用知识的技能过程的大概念，比如提问、实验设计、观察、控制变量等大概念。辛妮·沃克从课程要素的角度进行大概念教学研究，大概念、合理论证、关键概念和探索问题这四个要素是进行课程设计的基本框架。其具体设计包括七个步骤：确立大概念，合理论证，从大概念出发通过头脑风暴确定可供具体讨论的关键概念，筛选出有价值的关键概念，根据大概念设计探索问题，明确课程（单元）目标，建立课程（单元）联结来帮助学习者从不同角度对大概念进行思考。

总体而言，学习者对大概念的研究可大致分为三个层面，第一个层面的研究偏重于认知层面，提出了关于概念的主张和思想，以期用不同的概念将学科的知识加以整合和组织，使学生能够更加轻松地掌握一个学科的核心内容，而且还可以在此基础上进行迁移，拓展自己的知识和技能体系。第二个层面的研究是基于第一个层面的研究之上，“少而精”的大概念课程体系有助于学生构建完整的知识框架，但是对于什么是大概念，大概念通常具备哪些特征提出了不同的看法。第三个层面的研究则落地于如何基于大概念进行教学，以及大概念在课程教学中不同的表达形式。

（二）国内大概念的研究现状

2018年1月，教育部发布普通高中生物学课程标准（2017最新修订版），首次提出了以学科大概念为核心来推动高中学科核心素养的落实，引领课程与教学改革。2022年4月，义务教育课程标准的颁布同样鲜明的提出各学科需要掌握大概念、大主题、大任务，强调课程内容的结构化。相比国外的研究，我国学者的研究更偏向教学实践层面。有学者围绕大概念，提出了包括“选择单元主题、筛选大概念群”等落实核心素养的七步课程框架。有学者还提出了大概念课程设计的实施要点，包含“以大单元为载体”“情境与经验的‘对质”“有引导的自主建构”等。有学者提出了围绕学科大概念的课程转化设计方案，包括学科大概念的遴选分析、学科大概念的教材转化、学科大概念的教学转化三个阶段的内容。有学者发文，旨在解读大概念的内涵、课程意蕴及其在核心素养培养中的价值。有学者提出“确定大概念→建构大概念→活化大概念→外显大概念→评价大概念”的模式开展整合性教学。

有学者提出“归纳”“演绎”这两种大概念的构建路向。有学者研究了高中教师对大概念的理解现状，为改革的落地指明了方向。有学者则着重剖析了什么是大概念，以及大概念下单元目标的撰写。有学者针对如何提取大概念提出了八条路径，其中自上而下提取的方法有“课程标准、教材分析、专家思维、概念派生”；自下而上的提取方法有“生活價值、知能目标、学习难点、评价标准”。有学者在诠释大概念，阐述大概念提取方法的同时，还提出了选取大概念的准则、生成思路与表述方式。

综上可知，目前国内学者更注重研究大概念在课程构架、课堂教学的实用价值，并且学者们对大概念的理解也从较为宏观的分析大概念的内涵、大概念的课程框架这些层面，转向开始关注如何在教学中落实大概念，以什么样的思路去进行关于大概念的教学。

二、我国生物学大概念教学的发展

生物学大概念属于学科大概念，我国学者对于生物学大概念的研究众多。通过查阅文献笔者发现，关于生物学大概念的研究主要是在教学实践层面，包含四个方面：分别是教材分析、教学策略、教学设计和生命观念。其中，教学策略和教学设计占据主体地位，其余还有极少的文献是从生物学大概念分析、进阶学习、习题编制及研究、教学模式等角度进行的研究，且在笔者查阅的近百篇文献中只有四篇是关于初中生物学大概念的研究。

关于教学分析的研究中，某教授详细分析了浙科版高中生物学教材各栏目的设计意图，为一线生物学教师需掌握的理论基础和实践中的努力指明了方向。还有学者对中德教材“遗传”部分进行分析，提出了通过减少装饰、整理碎片、联系宏观微观、多图联动和整体呈现的方式提升插图的水平，并在开篇、小结和评估等教学环节中加强了插图应用的编写建议。

有学者提出了大概念下生命观念的培养策略，如在课堂可以情境作为培养平台，联系生命观念、自然生命现象和社会生活经验、注重概念间的彼此建构，尊重学生的差异。我们也可通过了解生物、模型展示、科学实验和实践活动等进行培养。

关于教学策略的研究较为丰富，学者大多从课堂教学策略的角度进行研究，提出了大概念课时教学与单元教学设计对接策略中介绍了概念层级对接、学习目标对接、主体情境对接、问题情境对接、评价目标对接等方面的内容。某教师从确定单元主题、备课思路到教学策略，详细分析了初中生物学的大概念教学思路。某教师在研究中提出了基于“情境—问题—活动—评价”设计策略，为一线教师的教学提供了一些指导。还有某教师从大单元的确定、单元学习的设计和真实情境与任务的介入等角度，分析了如何进行大单元教学。

关于教学设计的研究主要是关于新授课和复习课的研究，为教师进行生物学大概念教学提供了一些参考意见。如有教师以“神经调节”复习课为例，提出了课前“选切口，寻重点—搭架子，组教学”，课内“基于预设重生成—巧用冲突设悬疑”，课后“情境设计很重要—利用概念现思维—构建过程需分层” 的教学设计思路。某教师则聚焦初中生物学单元整体复习，提出了“课堂定位—整体实施—教学反思”的设计过程。某教师提出了“创设情境，诱思导学—明确任务，系统设计—问题驱动，启迪思维—活动探究，发展素养—及时评价，迁移提升”的单元教学设计策略。某教师提出了“1+X”问题群单元整合设计，“1”指一个“基本问题”，“X”指若干个“关键问题”和“辅助问题”。概览众多教学设计，大多是以高中生物学内容为例进行的，对于大概念教学的实施载体均选用大单元教学的形式展开。

此外，某教师基于大概念对高中生物学习题的编制进行了研究，提出了习题设计及编制应遵循的五大原则：科学性原则、针对性原则、量力性原则、实践性原则和综合性原则。某教师提出了基于微课的高中生物大概念教学课程资源开发建议，某教师对高中生物学学习进阶进行了研究，建立了学习进阶的模型及教学设计思路。某教师提出了以“事实→生物学概念→生命观念”为基本思路的高中生物学概念构建模式。

三、生物学大概念教学的趋向性思考

（一） 落实课标要求，开展连贯性教学研究

当下，我们所说的“单元整体”也好，“大单元”也好，都是指围绕素养达成而组织的集合，每一个单元目标代表在课程结束后，学习者可以掌握且能在现实世界中实际运用的知识技能。目前，我们这样解释大概念教学中的“单元”概念：“单元”是素养目标达成的单位，是围绕大概念组织的学习内容、学习材料和学习资源等的集合。关于生物大概念教学的研究往往局限于某一个学段，关于高中的教学案例较多，缺乏连贯性、系统性的生物学大概念的教学研究。义务教育生物课程标准（2022年版）中提出，课程设计要重视衔接课程理念，加强学段衔接，注重学生在不同年纪的认知、情感、社会等方面的发展，结合学科特点合理安排不同学段的学习内容，为学生的进一步学习做好准备。后期我们还要加大这方面的研究，真正做到连贯性大概念教学。

（二）深化单元教学过程研究，给一线教师过程性指导

大概念的学习过程，往往有两种形式，一种是自上而下，从大概念入手，制定单元学习目标，确定每一节课的次位概念，进而制定具体的学习目标。另一种是自下而上，通过次位概念的学习逐步构建大概念。但当下这两种模式都处于逐步丰富的研究阶段，没有形成较为成熟的模式。一线教师在教学中迫切需要的正是可操作性强、指导性强的过程性指导。另外，任何一节课的教学都离不开教学目标，教学目标的制定对一节课来说起着至关重要的作用，大概念下教学目标的制定，要求教师必须对学科大概念有透彻的理解，包括该大概念下的核心概念有哪些，次位概念有哪些，大概念的表述要避免把大概念和核心概念混淆起來。目前，核心素养下的教学目标的制定和表述也是困扰一线教师的一个问题。

（三）深化单元教学评价研究，以评促教让核心素养落地

义务教育生物课程标准（2022年版）提出，生物学课程重视以评价促进学生的学习和发展，重视评价的诊断、激励和促进作用。这与普通高中生物学课程标准（2017最新修订版）所提出的学业评价促发展的课程理念相一致。然而在研究中发现，对于生物学大概念的研究大量集中在教学设计和教学策略上，对于教学评价的研究少之又少。教学评价的研究不易开展，是因为对研究者的要求较高，一定程度上也反映了当前我们对教学评价的忽视。评价的形式单一一直是我国教学中存在的问题，在当下的课程改革中，我们应大力开展教学评价的研究，致力于创建一个主体多元、方法多样、既关注学业成就又重视个体进步的生物学学业评价体系。

（四）丰富项目式学习研究，助力科学探究

义务教育生物课程标准（2022年版）中新增一个学习主题“生物学与社会·跨学科实践”，普通高中生物学课程标准 （2017最新修订版）和义务教育生物课程标准（2022年版）都提出了教学过程重实践的课程理念。关于核心素养内涵方面高中课程标准强调科学探究，而初中强调探究实践，这都体现了其对探究的重视。在新的课程改革下，不再限定探究的一般步骤，而是对探究活动的主要环节进行了阐述，包括“获得证据或形成初步产品”“分析证据或改进设计”等，体现新课标下要求的探究不再是模式化的探究，而追求的是本质上的探究。项目式学习的提出由来已久，在国外的发展较为成熟，在当下的课改形式中，可以作为一个不错的载体开展探究学习，丰富项目式学习内容，培养学生深度探究的思维，使其具有自主获得知识的能力以及自主建构概念的能力。

作者单位    西安交通大学附属中学   西安滨河学校   西安铁一中滨河高级中学