基于结构化教学情境的生物学概念体系建构

马香华

摘要：教学情境之间的逻辑关系应与生物学概念之间的逻辑关系相呼应，教学情境结构化对概念结构化的价值主要体现在推动生成、利于理解和促进应用结构化概念等方面。教师通过创设具有系统性、连贯性和组织性的结构化教学情境，铺陈线索性的学习任务，促使学生建构出完整的概念体系，在理解概念内涵的同时能运用概念解决新情境下的问题。

关键词：结构化情境；概念体系；核心素养；高中生物教学

中图分类号：G633.91 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2023）19-0075-04

杜威曾指出：思维是由一种存在疑惑或不确定问题的情境引起的，没有这种特定的情境，也就没有思维。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课程标准”）也强调了教学应重视情境的创设。有效的教学情境，能够使学生主动参与对所学知识的探索发现和认识过程，体验学习的乐趣[1]67。借助真实可感、纵深应用的教学情境开展教学活动有助于促进学生科学思维及关键能力等的提升，是发展学生生物学学科核心素养的重要形式。课程标准还指出，生物学是一个结论丰富的知识体系，教学活动要通过对事实的抽象和概括，帮助学生建立生物学概念，建构合理的知識框架，为学生能够在新情境下解决问题奠定基础[1]58。因此，教师需要辨析情境结构化和概念结构化之间的关系，并在教学中加以实践。

一、情境结构化和概念结构化的内涵

（一）情境结构化

结构是指事物的组成要素或单元依据一定的规则联结而成的整体架构，这一逐步形成的动态过程被称为“结构化”[2]。教学情境结构化是指教师在教学过程中，运用先进的教育教学理论，根据教学内容和学生学习实际，全面而系统地设计整个教学进程的情境[3]。这一教学过程涵盖范围有大有小，可以是一门课程、一个大概念，也可以是一个单元、一堂课，但无论是哪种教学过程，其情境设计都应该具备系统性、连贯性和组织性等特征。因此，教学情境结构化意味着各个教学情境之间应该有一定的逻辑线索或组织架构上的关系，并且这种关系是要为达成教学目标所服务的。在实际教学中，教师要整体把握教学内容，创设相应的、有意义的、并且紧密联系的结构化情境。本文阐述的教学情境结构化侧重于一堂课的情境组成与安排。

（二）概念结构化

无论哪一门学科，其概念体系都不是零散知识的简单堆砌，各概念之间一定蕴含有内在逻辑关系，生物学学科也是如此。首先，教师需要引导学生把握概念的核心要素，厘清各个概念彼此间的脉络，明晰各种事实与对应概念之间的关系，这种关系可以是并列的或从属的，可以是直接的或间接的，可以是显性的或隐性的，等等。在此基础上，进一步建构出符合学科概念体系的图式，如采用列表比较、思维导图、流程图或者概念关系图等形式进行表达[4]。一个科学合理的概念体系图式，必须是核心要素清晰、各要素层次分明、彼此关系符合逻辑的。由此可见，厘清学科概念间的内在联系，建构知识体系的过程就是概念结构化的过程，学生在头脑里绘制出一张点位清晰的“概念地图”。这张地图能帮助学生在分析、解决问题的过程中快速检索出所需要的知识并加以应用，促进学生深度理解所学知识和提升素养水平。

二、情境结构化对概念结构化的价值

教学情境可以作为学生概念建构、思维训练及迁移应用的“脚手架”，一个良好的结构化情境能够使这个“脚手架”更加坚实稳固。

（一）推动结构化概念的生成

普通高中生物学课程内容以“大概念、重要概念和次位概念”的形式呈现相应的概念体系，其本身就对概念教学提出了“结构化”的要求。概念的习得不能靠简单灌输，而应围绕一系列事实、证据或问题展开，通过观察分析、归纳概括等方法完成概念体系的建构。因此，教师根据学生学习生活的经验、生产实践的应用、科学研究的成果等，创设一系列真实具体的情境，并将其嵌入相应的事实或证据中，借助结构化情境之间的关系来揭示概念之间的关系，将零散的概念有效整合，推动结构化概念的生成。

（二）利于结构化概念的理解

“是什么、为什么、怎么样”是概念的三个核心，一个良好的结构化概念体系不仅要体现各概念之间的关系（即“是什么”），还要凸显概念关系的内涵和外延（即“为什么”“怎么样”）。结构化概念的生成不能仅靠学生对概念的死记硬背，更应该依赖学生对概念及概念关系的深刻理解。一个有着良好逻辑线索的结构化情境通过若干子情境来呈现问题链，有利于持续激发学生的思维，在不断的分析探讨中厘清概念的来龙去脉、因果关系，从而深入理解概念的内在联系，也为概念的应用打下基础。

（三）促进结构化概念的应用

《中国高考评价体系》的“综合性”考查要求以多项相互关联的活动组成复杂情境，能够反映对学生学科知识、能力内部的整合及其综合运用[5]。旨在通过试题的结构化情境创设，对标学生掌握的结构化概念，借此完成对学生概念体系及综合能力的测量与评价。如果学生在日常学习中没有体验情境的熏陶、没有经历在结构化情境中建构并理解概念体系的过程，一定不能从容应对试题中的复杂情境，也不能有效检索结构化概念中的对应知识来解决问题。因此，能力和素养的形成必须重在平时，将结构化情境的创设和分析融入日常教学，以促进学生对结构化概念的综合应用。

三、概念体系建构过程中结构化情境的创设要点

一个良好的结构化情境应满足以下要求：一是核心情境明确，能指向概念体系的中心；二是系列情境与概念各要素之间有良好关联，能有效匹配；三是情境之间的关系清晰，能帮助完成概念体系的准确建构。因此，为一堂课、一个单元乃至一个大概念而设计的情境应具有系统性、连贯性和组织性的特点。

（一）注重系统性，明确核心情境，锚定概念体系的中心

契合课堂教学内容的情境在创设时必须核心明确，能够锚定要建构的概念体系的中心要素。并且，创设的系列情境均是围绕核心情境展开的，从核心情境中来，又指向核心情境。所以，创设情境的初期就需要教师对情境进行系统化打造，主要体现在教师在课前对情境有整体的设计与安排，包括明确需要设置哪些情境，这些情境分别安排在哪些授课环节，通过这些情境分别要达成哪些教学目标，等等。这样的系统性可以避免情境出现的随意性和凌乱化，能帮助学生进行完整系统的学习。

以人教版生物学选择性必修2《生物与环境》第1章第1节“种群的数量特征”为例，教材虽以“东北豹”为情境主体，阐述了东北豹的出生率和迁出率特点，但对于种群的另外几项数量特征，则用其他种类的生物进行阐述。学生虽然知道了种群主要有五大数量特征，但不能理解种群数量是如何被这些特征所影响的，也不能建立起特征之间的联系，对进一步学习和深化无法产生良好的铺垫作用。因此，创设一个能有机联系种群五大数量特征的结构化情境，并在层层推进系列情境的过程中引导学生构建出五大特征关系的概念图，就显得非常有必要了。“第七次全国人口普查”是一个非常好的核心情境，其锚定概念体系中的“种群数量”这一中心要素。而人口普查中的自然属性项目就是围绕这一核心情境展开的系列情境，学生在分析解决“第七次人口普查”系列情境问题的过程中，逐步建构“种群的数量特征”各要素之间的关系，最后“水到渠成”呈现出一张知识概念图，如图1所示：

（二）注重连贯性，设置系列情境，匹配概念体系的要素

如果仅系统分析并设计整体情境，对教学过程中课程的实施还是不够的，教师还需要考虑到课程具体落实过程中情境之间的连贯性，主要体现在一堂课所选用的情境在氛围上具有相似性、在内容上属于同一类，各个情境能够准确匹配概念体系中的各个要素。许多课堂在情境创设时一味地考虑情境的时代性、潮流性和趣味性，在实施过程中，课堂的氛围和学生的反应可能会比较好，但往往忽略了情境之间是否具有流畅的联结。而情境的连贯性创设有助于保持学生在思维和情感上的连续性，建构的概念体系一般比较稳固，也有利于后续对概念的迁移应用。

在“种群的数量特征”教学的过程中，创设了五个连贯性的系列情境，分别匹配种群的五个数量特征，帮助学生厘清顺序，将五个重要特征围绕“种群数量”联结起来。首先，创设初始情境，教师设问：我国960万平方公里中的所有的人是不是属于同一个种群？由此回顾种群概念，学生找出概念中的关键词，并举例说明。接着，创设系列情境1，教师设问：我们期望通过人口普查获得哪些方面的数据呢？在此情境中，学生了解到人口普查的项目较多，如“人口总量、地域分布、性别构成、年龄结构、流动人口等”自然属性，“婚姻状况、受教育程度、所属民族等”社会属性。在限定讨论“人口自然属性”的情境下，推进创设系列情境2，教师设问：我国第七次人口普查（包括港澳台）显示了全国和各省区市的人口密度，根据这些数据，你能得出种群密度的哪些特点？此时让学生们阅读书本，了解出生率和死亡率、迁入率和迁出率的含义。教师继续创设系列情境3：出示全国总人口数量变化和某城市总人口数量变化的相关数据，学生分析出生率和死亡率、迁入率和迁出率的相关性质和联系。当学生明确了一个种群中生态时期的划分标准，教师推进创设系列情境4：出示人口年龄组成的相关数据，设问不同年龄结构组成对人口发展的影响，学生分析年龄结构三种类型的特点。同样可以继续创设系列情境5让学生了解性别比例的内涵，并分析我国性别比例的特点。

（三）注重组织性，厘清情境关系，指向概念体系的建构

创设结构化情境时还需要注重情境的组织性，许多教师往往会混淆连贯性和组织性的属性，认为它们是雷同的，但实际上组织性是在连贯性基础上的进一步紧扣情境的结构特点。组织性主要体现在各情境要素的关系上，是某一教学内容统领下的并列关系还是遞进关系，是围绕某一中心的发散关系还是聚拢关系，是前后教学内容之间的继承关系还是转接关系[3]，等等。各个情境之间应该具有明确的逻辑关系，并且指向概念体系各要素之间的关系建构。

在实施“种群的数量特征”教学时，教师要借助系列情境之间的关系使学生理解种群的五个数量特征之间有着平行的地位也有着不同程度的联系，种群密度作为最基本的数量特征，其余四个特征对其产生的影响程度是不同的。所以在创设情境时，既要考虑不同概念之间情境的有效转化，也要考虑不同情境之间的良好组织，让学生在理解概念的同时更好地理清它们之间的关系。创设一个以“全国第七次人口普查”为中心的结构化情境，明确各情境之间的组织联系，在系列情境下通过问题串的形式，让学生进一步理解种群数量各特征的地位及关系，如出生率和死亡率、迁入率和迁出率对种群密度分别具有决定性影响，年龄结构能帮助预测种群密度的变化方向，性别比例首先影响出生率和死亡率进而间接影响种群密度，等等。

综上所述，本节课利用多个小情境串联出一条教学主线，将零散的种群数量特征围绕“种群密度”这一最基本的特征进行了有机整合，学生在对情境进行连续性辨析的过程中理解了各个概念之间的联结，最后搭建出一个结构化的概念图，使整堂课无论是学生对知识的学习、情境的分析还是学科核心素养的形成，都具有了“向心力”，这有利于学生形成整体思路，深化对知识的理解。

核心素养的真正“落脚点”在课堂，“用武之地”在学生面对新情境时表现出的必备品格与关键能力。概念体系的生成不是靠教师的单向输出，而是在有效情境的引领下，教师合理指导、学生主动建构而完成的，只有这样，学生才能在学习过程中将知识内化于心。教师借助结构化的情境，依据知识内容和学生学情设计系列化的问题（亦可称之为“问题链”或“问题串”），利用情境的“引”，发挥教师的“导”，启动学生的“思”，促进知识的“构”。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]张仁波，黄丹青.降低认知负荷的结构化情境创设[J].化学教与学，2021（15）：3.

[3]崔志钰.教学情境结构化：特征·策略·朝向[J].职业教育，2019（21）：16.

[4]陈进前.知识结构化的涵义、表达和功能[J].中学化学教学参考，2022（2）：5.

[5]教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教育出版社，2019：30.

责任编辑：贾凌燕