备课素材：以结构化概念体系衔接初高中生物学教学

以结构化概念体系衔接初高中生物学教学 1.初高中概念体系结构化同一性《义务教育生物学课程标准(2022 年版)》(简称:初中课标)中明确了9个大概念,《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》(简称: 高中课标中给出了包括必修课程和选择性必修课程中共计 10个大概念。对比初中和高中的大概念及其下位概念,可以看出初中和高中学习的概念,总体上具有一致性和连贯性 1.1 概念体系的层级结构的一致 初中和高中课标中的概念均以“大概念( 一级概念)”重要概念(二级概念)”“次位概念( 三级概念)”为体系整体呈现,逻辑简单清晰,便于对整个学科结构从上位到下位、从整体到部分层次化地把握。教学中随着课程内容的螺旋上升,对关键概念的理解不断加深,需要课程设计者对概念的层级由上而下思考，以此促进学生知识在横向和纵向之间相互支撑、相互关联,有利于更多新概念的富集、生长。 当然概念体系不等同于客观事实本身的内部关系。整个“总一分”形式的框架,仅是人为地将众多反映复杂生命世界的认识结论进行了结构化整理，人为构造出来的一种便于经验总结和传递的模式，方便对教学内容的编排,提升教学的效率。因此,为了还原概念背后的真实、复杂科学的原貌,回归对科学原理、本质的探索,新课改反复强调概念在真实情境中构建，构建的概念最终需应用于真实问题的解决,教学评价也要求学生能在复杂、真实的情境中解释现象、解决问题。最终,学生大脑中的概念应该是复杂的且可生长的，而不是固定的、高度结构化后稳定不变的。 1.2 概念体系主题化结构的一致 在层级结构的基础上,对各概念组再次进行分类，这样初高中概念体系均可划分出若干板块结构。课程内容的结构化通过主题整合方式来呈现,体现了学习内容的整体性。初中和高中具体教学的内容和深度虽有差异,但都围绕同类主题或模块学习，有利于相应学科观念的形成和深化:一方面直接统一于相同的主题(模块)。如初中部分的概念7和概念8分别与高中部分的概念3和概念4对应,统一于“遗传与进化”这一主题(模块),初中部分的概念3与高中部分的概念2对应,统一于“生物与环境”这一主题( 模块)。另一方面通过同类模块(主题)间接对应,如初中跨学科实践主题下的概念 9与高中选择性必修部分“生物工程与技术”模块下的概念3、4、5 相对应。又如初中属于“生物体结构与层次”主题的概念1对应高中部分属于“分子与细胞”模块的概念1和概念 2. 1.3 学科概念体系内在逻辑结构的一致 如果说以上内容是体现了概念体系的显性结构，,那么学科知识内在逻辑则是概念体系的隐性结构。 1.3.1 从大范围看 初、高中各级各类概念大致从微观到宏观、从部分到整体进行编排。如初中和高中关于细胞、神经系统、内分泌系统、免疫系统以及生态系统的概念，大致从“各部分组成、结构与功能”到“各部分关联配合形成的系统整体结构与生命活动”的顺序编排。 1.3.2 从概念体系的局部看 初、高中概念呈现出个性与共性、宏观与微观和部分与系统的辩证统一。如初中部分“微生物一般是指个体微小、结构简单的生物，主要包括病毒、细菌和真菌”中指出的特殊与一般,“基因位于染色体上，人的性别是由性染色体的组成决定的”中蕴含的宏观与微观“人体的结构与功能相适应,各系统协调统一，共同完成复杂的生命活动”包括的局部与整体的统一。高中部分从次位概念配以的高频行为动词“观察”与“阐明’“举例”和“概述”可反映上述的统一性。当然,初中更关注宏观层面和个性现象的辨识，高中则深入到微观层面及共性原理的探析这也是初、高中进阶衔接的重要逻辑起点。 1.3.3 从概念自身属性看 初中和高中概念都可分为科学类和工程实践类概念。前者是对生物学的事实现象和原理等进行客观总结和概括的事实性概念，如“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”。后者是人类参与生命世界实践后的认识总结，主要体现在初中“跨学科实践”主题中的概念和高中的“生物技术与工程”模块中的概念，如“细胞工程通过细胞水平上的操作获得有用的生物体或其产品”这样的概念,反映了人类改造自然过程中遵循的原则以及“科学、技术与社会关系”的科学本质。 2.共聚大概念或主题衔接初高中教学 初、高中一致的结构化概念体系帮助“如何通过合理安排不同学段的内容,如何体现学习目标的连续性和进阶性”问题的回答。结构化概念体系中的大概念或主题成为跨学段衔接的关键纽带,后一阶段学习要关注学生已有的概念,发挥前概念的生长力。 2.1“概念一概念”衔接: 围绕同一概念对教学目标进行进阶安排 初中概念与高中概念的直接对接。初中概念更加宏观,强调多样性，可描述性强,解释力弱高中概念更加微观，强调共性,深入科学原理,解释力强。围绕同一大概念下的进阶学习，就是进一步追寻为什么的问题,就是进一步回答现象产生的原因,原因背后的原理。如“反射是神经调节的基本方式，反射弧是反射的结构基础”是初中和高中同样涉及的概念,初中学生能根据反射弧的结构和反射的大致过程回答“膝跳反射为什么能发生”这一问题; 而高中学生需要借助“化学传递方式’“电位变化”等原理才能满足对神经调节基础的认识"。同时，围绕同一大概念的进阶学习,有利于生命观念的进一步深化。如初中部分对“人体的结构与功能相适应,各系统协调统一,共同完成复杂的生命活动”的学习是建立在“系统”这一层次,说明人体机体结构与人体机能的关系。而高中阶段通过对应的“生命个体的结构与功能相适应,各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过调节机制保持稳态”学习,除了进一步加深对“结构与功能相互适应”的理解，还应认识到人体通过各系统的调节作用,对内外环境做出反应的机制进而形成“稳态与平衡”观。高中阶段学习还要求用这些大概念乃至观念作为认知工具,在真实情境中,用一个个视角剖析复杂生命现象。 2.2 “主题一主题”: 围绕同类主题对教学内容进行连续组织 初中课标中将课程划分为“生物体的结构层次”“生物的多样性”“生物与环境”“植物的生活”“人体生理与健康”“遗传与进化”和“生物学与社会·跨学科实践”七大主题,这些主题是生物学研究的永恒话题,对应着高中课程学习的模块。一方面，高中的学习是直接将高中的“遗传与进化’“生物与环境”的模块与初中的同名主题直接对接;另一方面，可延续初中的主题学习,将高中概念嵌入初中的主题中。这样,能帮助学生形成更具张力、更能把握真实情境中的事实,多视角地分析生命现象的结构化知识体系。 例如，就“植物的生活”主题,初中以“植物可以制利用及植物在生态系统中的地位和作用等概念之间的联系。高中学习仍可延续该主题，对应“制造、运输、利用、生态系统中的地位和作用”主线,设计如“C4植物相比 C3植物,为什么能在更低 CO2浓度的条件下合成糖类等有机物?”“为什么植物叶片产生的有机物不会全部运输到非绿色部位?”“有机物中固定的能量是怎样释放出来供细胞生命活动所需?”和“棉花种植为何需要防虫除害?”这样的问题链,可以组织起更深入的概念学习。同时,在“植物的生活”学习主题下,还可以将上述主线类推到“植物激素的化学本质”“植物激素产生部位的探究”“植物生长素的运输方式”和“植物生长调节剂在农业生产中利用”等内容的整合学习。 2.3 “概念一主题”衔接: 将初中概念主题化后重组高中整体教学 由于初中概念更贴近身边事物和现象这些生动的概念更易情境化,并组建出进一步教学的主题。高中教学则进一步围绕特定的主题横向编选教学材料,形成一种基于大概念的主题式教学"。实践中需要教师敏感地关联初中概念，赋予概念以生命情节,并对教学主题进行个性化定义,确立符合热点、具有学科育人价值或让学生感兴趣的学习论题、议题或核心问题，作为主题承担高中整体教学的中心和主轴。 例如,就“消化”一节来说 “人体通过消化系统从外界获取生命活动所需的营养物质”是初中课程学习的重要概念，虽然高中没有再专门学习,但消化过程可作为逻辑主线衔接到高中的概念学习。包括基于“食物中的营养”“消化道’“消化腺”“消化”“吸收”和“饮食健康”等初中部分的概念又可第2次创造出以“消化的过程及意义”为主题的重组单元。安排如“动物为什么可以并需要不断地从外界获取食物?”等关键问题的讨论,都可采取复习课的方式,来组织关于分子与细胞、稳态与平衡相关概念的教学。 综上,学习中并不是用固定的某一或某套概念解决真实问题，而是根据情境从结构化的概念系统中生成性地关联出一组概念，并按逻辑全面深入分析问题这样,由某一主题统领的教学加强各级各类乃至各学段概念之间的内部联系,让概念在主题情境中穿行、生长和深度建构,发挥大概念、大主题衔接初、高中教学的价值。 学科网（北京）股份有限公司 $$