安 軍 馬小娟 佘建云 梁 東 許偉杰

（北京市第一0 一中學(xué) 北京 100091）

在學(xué)習(xí)生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上逐漸形成生命觀念，建立科學(xué)的自然觀和世界觀，是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，也是課程標(biāo)準(zhǔn)對高中生物學(xué)教學(xué)的基本要求。高三年級是提煉學(xué)科思想、建立生命觀念的黃金時段。此時學(xué)生已擁有大量的生物學(xué)事實和概念，在此基礎(chǔ)上，教師才有機會幫助學(xué)生提煉學(xué)科思想和核心概念，引領(lǐng)學(xué)生俯瞰生物學(xué)的全景，感悟生命本質(zhì)。

圍繞學(xué)科思想和核心概念，從整體到局部的復(fù)習(xí)策略使高三的教學(xué)指向?qū)W科本質(zhì)，可幫助學(xué)生形成生命觀念，發(fā)展生物學(xué)科核心素養(yǎng)。同時，學(xué)科思想和核心概念是概念聚合器，可統(tǒng)整生物學(xué)知識體系，促進(jìn)學(xué)生深層理解，不僅為學(xué)生的記憶減負(fù)，而且有利于在新情境中解決問題。

1 教師對學(xué)科本質(zhì)的理解是貫徹這一復(fù)習(xí)策略的前提

學(xué)科思想的教學(xué)是學(xué)科教學(xué)的靈魂。對學(xué)科思想和核心概念的把握程度決定了教師對學(xué)科本質(zhì)的理解深度和教學(xué)的高度，同時影響教學(xué)策略的選擇。

1.1 學(xué)科思想與核心概念的界定 生命科學(xué)經(jīng)歷長期的研究過程，逐漸形成了自身的知識體系和方法體系，并在此基礎(chǔ)上形成了哲學(xué)層次上的學(xué)科思想，它比哲學(xué)總體意義上的觀念要具體，并深 深植根于學(xué)科本身［1］。趙占良［2］在文章中 談 及“生物學(xué)學(xué)科思想中最核心的是進(jìn)化思想和生態(tài)學(xué)思想，它們宛如編織生物學(xué)知識體系的經(jīng)線和緯線，貫穿宏觀和微觀，縱橫交錯，渾然一體?！薄镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中生命觀念表述了生物學(xué)科的學(xué)科思想，包括：結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀和物質(zhì)與能量觀。這些思想觀念是人們行動的指導(dǎo)思想和原則。

核心概念比學(xué)科思想更具體，它是學(xué)科的上位概念，構(gòu)成了學(xué)科概念框架，揭示了生物學(xué)科的核心內(nèi)容，反映學(xué)科本質(zhì)，其組合可以構(gòu)成學(xué)科完整的畫面。生物學(xué)科核心概念可簡要概括為：①生命系統(tǒng)是一個多層次、高度有序、能自我維持和自我調(diào)節(jié)的開放系統(tǒng)；②生物與生物、生物與無機環(huán)境之間存在復(fù)雜的相互作用、相互影響；③遺傳和變異使物種能在變化的環(huán)境中延續(xù)和發(fā)展；④生物進(jìn)化理論解釋了物種的統(tǒng)一性和多樣性，是生物學(xué)最大的統(tǒng)一理論。

1.2 概括和提煉是認(rèn)識學(xué)科本質(zhì)的路徑

1.2.1 感悟生命的本質(zhì) 教師嘗試用簡短的句子概括“什么是生命”，然后與專業(yè)書籍進(jìn)行對比，以加深對生命本質(zhì)的理解。例如，《進(jìn)化生物學(xué)》一書中談及：“生命就本質(zhì)而言是物質(zhì)的，它是物質(zhì)存在和運動的一種特殊形式。生命是主要由核酸和蛋白質(zhì)組成的，具有不斷自我更新能力的，以及向多方向發(fā)生突變，并可復(fù)制自身的多分子體系”［3］。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》談及：“生命起源于自然隨機事件且能在與環(huán)境互作中保留下來的具有新陳代謝特征的物質(zhì)形態(tài)”?！睹绹n程標(biāo)準(zhǔn)》談及：“生命依據(jù)物質(zhì)世界的規(guī)律和遺傳編程自成體系、自我維持、自我復(fù)制，并不斷演化”。教師也可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行概括和對比。高三學(xué)生在掌握了大量的生物學(xué)事實和概念之后，這樣的上位思考會加深其對基本概念的理解。

1.2.2 感悟?qū)W科思想和核心概念 教師嘗試用1～2 句話概括每本必修教材回答了什么問題，這本教材內(nèi)容主要體現(xiàn)了哪些學(xué)科思想。概括后與課程標(biāo)準(zhǔn)的表述作對比。圖1 是依據(jù)2003 版課程標(biāo)準(zhǔn)繪制的概念圖，高度概括了3 本必修教材的內(nèi)容和教材主要突顯的學(xué)科思想。只有經(jīng)歷這樣的研究和思考，教師對學(xué)科思想和核心概念的領(lǐng)悟才會更加深刻。

圖1 模塊內(nèi)容及體現(xiàn)的學(xué)科思想

2 復(fù)習(xí)策略的設(shè)計和實施

2.1 從整體到局部，為學(xué)生創(chuàng)造整體思考的機會

高三復(fù)習(xí)切忌立刻進(jìn)入細(xì)節(jié)，而要從整體入手。在復(fù)習(xí)啟始，引導(dǎo)學(xué)生談?wù)剬ι睦斫?，學(xué)生會回憶出生命的特征。再請學(xué)生閱讀3 本必修教材的目錄，思考生命特征與目錄內(nèi)容之間的聯(lián)系，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)3 本必修教材內(nèi)容是對生命特征的展開。

2.2 東、西坡不同坡位捕食線蟲真菌的多樣性差異將高黎貢山研究區(qū)域分為5個坡位，分別為下坡位（1 400～1 800 m）、中下坡位（1 800～2 200 m）、中坡位（2 200～2 600 m）、中上坡位（2 600～3 000 m）、上坡位（3 000～3 400 m）。對高黎貢山東、西兩坡相同坡位的捕食線蟲真菌物種豐富度和檢出率進(jìn)行比較。結(jié)果表明東、西坡捕食線蟲真菌的物種豐富度和檢出率隨著坡位的升高均呈先上升后下降的趨勢，其中東坡各指數(shù)均在中下坡位處呈現(xiàn)最大值，西坡物種豐富度在中下坡位處呈現(xiàn)最大值，檢出率在中坡位處呈現(xiàn)最大值。見圖2～3。

在進(jìn)入必修模塊復(fù)習(xí)前，同樣先引導(dǎo)學(xué)生看目錄，概括本書的主要內(nèi)容，填寫模塊概念圖。例如，圖2 為必修1 模塊概念圖。學(xué)生若能順利填寫，則表明其已明晰本模塊章與章之間的聯(lián)系。

圖2 必修1 模塊概念圖

復(fù)習(xí)時，教師引導(dǎo)學(xué)生從宏觀層面的模塊概念圖到單元層面的概念圖，從整體到局部沿知識地圖進(jìn)行。學(xué)生始終清楚復(fù)習(xí)的位置，并用1～2句話概括一個模塊的內(nèi)容，類似語文學(xué)習(xí)過程中概括中心思想，這是對模塊核心概念的抽提過程。這樣可使學(xué)生從細(xì)節(jié)中解脫出來，有利于建立概念框架，在框架下植入下位概念。

在高三復(fù)習(xí)結(jié)束前夕，教師再次引導(dǎo)學(xué)生概括什么是生命，并與專業(yè)書籍上的說法進(jìn)行對比，從而提升對生命本質(zhì)的理解。可見，學(xué)生建立核心概念的過程與教師是相同的，學(xué)生對學(xué)科思想的領(lǐng)悟過程，需要教師在每一節(jié)課中滲透。

2.2 圍繞學(xué)科思想設(shè)計第1輪單元復(fù)習(xí) 單元復(fù)習(xí)要“圍繞學(xué)科思想和核心概念”設(shè)計問題，通過“問題討論”幫助學(xué)生理解學(xué)科本質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生理解和識記生物學(xué)知識，為學(xué)生減負(fù)。

單元復(fù)習(xí)學(xué)案包括5 個部分：①單元核心問題；②單元基礎(chǔ)知識回顧；③問題討論；④典型例題；⑤單元重要概念?！皢卧诵膯栴}”指向單元復(fù)習(xí)的重要概念，體現(xiàn)學(xué)科思想，是單元復(fù)習(xí)的總領(lǐng)，也是復(fù)習(xí)課梳理知識的中心話題?！皢卧A(chǔ)知識回顧”的形式多樣，可以是填空、填圖或填寫單元概念圖等，目的是引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，回憶單元基礎(chǔ)知識。但復(fù)習(xí)決不能止于此，還需要通過“問題討論”加深理解?！皢栴}討論”的題目設(shè)計較綜合，體現(xiàn)學(xué)科思想和核心概念，是發(fā)展學(xué)生深層理解的關(guān)鍵?！暗湫屠}”的目的是幫助學(xué)生在應(yīng)用中修正概念，體會概念原理如何應(yīng)用于問題解決。在單元復(fù)習(xí)的最后，要求學(xué)生用陳述句概括單元重要概念，與教師提供的單元重要概念小結(jié)進(jìn)行對比，以考查學(xué)生的理解。單元重要概念比核心概念具體，是單元的上位概念。

生命起源的探討激發(fā)了學(xué)生極大的興趣，復(fù)習(xí)課上學(xué)生興致勃勃地圍繞核心問題回答了以下子問題，即學(xué)案上的“問題討論”部分：①組成生命的元素從哪里來？②為什么碳元素成為最基本的生命元素？③科學(xué)家在探尋外星球是否存在生命時，會將外星球是否含有液態(tài)水作為重要的判斷依據(jù)，如何理解水對于生命的重要性，水的作用與其物理化學(xué)性質(zhì)有什么關(guān)系? ④自然界凡以細(xì)胞為基本單位的生命形式，為什么都以DNA 作為遺傳物質(zhì)而不是RNA 分子？嘗試畫出一段DNA和RNA，從其分子結(jié)構(gòu)加以說明。⑤為什么說蛋白質(zhì)是一切生命活動的體現(xiàn)者？這與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的多樣性是由什么決定的？⑥為什么無論是植物還是動物都需要貯存能量？從其結(jié)構(gòu)分析，這些貯能物質(zhì)為什么可以貯能？⑦正常成人（體重70 kg）進(jìn)食后碳水化合物的貯存量如下：肝糖元72 g，肌糖元245 g，胞外葡萄糖10 g，而機體儲脂肪卻是幾千克至幾十千克。為什么脂肪貯存量更大？人體為什么需要這2 種貯能物質(zhì)？⑦磷脂分子為什么可以成為膜的主要成分？以上問題均圍繞結(jié)構(gòu)決定功能的思想設(shè)計，對這些問題的討論加深了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和記憶。

在本單元學(xué)案“基礎(chǔ)知識回顧”部分，讓學(xué)生在細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)出細(xì)胞結(jié)構(gòu)名稱和組成此結(jié)構(gòu)的化合物名稱，并解釋“為什么說細(xì)胞是物質(zhì)的?這些物質(zhì)從哪里來？”。學(xué)生填寫的過程是落實基礎(chǔ)知識的過程，同時還有對上位概念的思考，體會生命的物質(zhì)性。

在復(fù)習(xí)課的結(jié)尾，教師引導(dǎo)學(xué)生比較，所有以細(xì)胞為基本單位的生物中，其化合物的功能有許多共性：例如都以DNA 分子攜帶遺傳信息，均以蛋白質(zhì)分子承擔(dān)生命活動，均以磷脂分子建造細(xì)胞膜，均以葡萄糖為主要“燃料”，均以ATP 作為直接供能分子，以上事實說明什么？這恰恰是所有生命有共同的原始祖先的證據(jù)，體現(xiàn)了生命的統(tǒng)一性。也正是因為如此，所有生物都使用同樣的基本分子建造自己的身體，所以這些分子也能在不同生物之間通用。所謂“吃飯”，其實就是拆別的生物體的“零件”建造自己的身體［4］。這樣的分析指向生命的本質(zhì)，不僅體現(xiàn)了學(xué)科思想，還激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使知識容易理解和記憶。

2.2.2 圍繞“結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀”設(shè)計“細(xì)胞代謝”單元復(fù)習(xí) 本單元的核心問題是：“細(xì)胞是濃縮了成千上萬個分子的生命系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精巧。細(xì)胞是一個‘生化工廠’，細(xì)胞內(nèi)每秒鐘發(fā)生上百萬次化學(xué)反應(yīng)（即新陳代謝），這些代謝反應(yīng)的意義是什么？細(xì)胞結(jié)構(gòu)如何支持完成如此復(fù)雜、繁多的代謝過程？”

教師要求學(xué)生在一個大細(xì)胞圖的相應(yīng)位置填寫所有已知的化學(xué)反應(yīng)。學(xué)生會想到細(xì)胞溶膠發(fā)生的糖酵解過程；線粒體內(nèi)的檸檬酸循環(huán)和電子傳遞鏈；葉綠體內(nèi)的光合作用；核糖體上發(fā)生的蛋白質(zhì)合成過程，以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體對蛋白質(zhì)的加工修飾過程；溶酶體內(nèi)發(fā)生的水解過程；細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生的DNA 的轉(zhuǎn)錄過程，如果是連續(xù)分裂的細(xì)胞還可能在進(jìn)行DNA 的復(fù)制等。通過這項活動，學(xué)生將原本孤立的化學(xué)反應(yīng)建立了聯(lián)系，例如線粒體產(chǎn)生的ATP 可以運到核糖體，在合成蛋白質(zhì)時分解放能；光合作用產(chǎn)生的氧氣可以從葉綠體擴散到線粒體，二氧化碳則可以從線粒體擴散到葉綠體。學(xué)生能體會化學(xué)反應(yīng)在細(xì)胞的不同部位發(fā)生，體會細(xì)胞的膜系統(tǒng)與細(xì)胞骨架對酶的有序排列的作用；體會ATP 的水解發(fā)生在細(xì)胞各個需要耗能的地方；體會ATP 的生成與水解位置的區(qū)別；體會到細(xì)胞結(jié)構(gòu)為細(xì)胞代謝互不干擾提供結(jié)構(gòu)上的保障。

在上述討論的基礎(chǔ)上，學(xué)生還要思考下列問題：①細(xì)胞內(nèi)繁忙的化學(xué)反應(yīng)可分為哪2 類？有什么意義？②這些化學(xué)反應(yīng)的速度可調(diào)節(jié)嗎？③光合作用為什么是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)？④光合作用和細(xì)胞呼吸之間有什么聯(lián)系？這種聯(lián)系有什么重要意義？通過討論，學(xué)生能體會同化作用與異化作用對于維持細(xì)胞這一生命系統(tǒng)的價值，體會細(xì)胞內(nèi)存在的物質(zhì)轉(zhuǎn)變與能量轉(zhuǎn)化的過程和意義。生命系統(tǒng)需要不斷地從外界輸入物質(zhì)和能量，通過同化作用合成自身的結(jié)構(gòu)，通過細(xì)胞呼吸獲得建造自身所需要的能量。同時，這些反應(yīng)的路徑和反應(yīng)的速率被精細(xì)地調(diào)控。通過上述過程幫助學(xué)生理解生命本質(zhì)，建立生命的物質(zhì)與能量觀。

2.3 圍繞生命觀念設(shè)計第2 輪復(fù)習(xí)專題 學(xué)科思想和核心概念的統(tǒng)攝性強，最容易將學(xué)科主干知識橫向聯(lián)系。高三第2 學(xué)期的知識復(fù)習(xí)圍繞生命觀念一共制定了6 個專題，橫向比較不同層次的生命系統(tǒng)的共性，專題內(nèi)容見表1。學(xué)生從已有的知識取例，參與核心問題的討論。這種問題設(shè)計為學(xué)生提供了俯瞰生物學(xué)全貌的機會，促進(jìn)了知識的橫向聯(lián)系，加深了學(xué)生對學(xué)科本質(zhì)的理解。其中第2、第4、第6 專題都有文章發(fā)表，詳細(xì)介紹了專題的設(shè)計與實施。

表1 專題復(fù)習(xí)內(nèi)容

3 復(fù)習(xí)策略的理論依據(jù)及設(shè)計要點

在《教育過程》的第2 章，布魯納［5］談到：“所學(xué)的知識若沒有用足夠的結(jié)構(gòu)連接起來就極其可能被遺忘，一堆互不相干的事實在記憶中存留的壽命短得可憐。用基本原理和基本思想來組織事實，是目前所知減緩人類遺忘速度的唯一方法（因為這些事實是從基本原理和基本思想中推斷出來的）?！?布魯納所說的“基本思想和基本原理”即“學(xué)科思想和核心概念”。

這一復(fù)習(xí)策略的設(shè)計要點如下：1）教師要努力提高自身對生命本質(zhì)的理解；2）概括和提煉是領(lǐng)悟?qū)W科思想和核心概念的路徑；3）從整體到局部，帶領(lǐng)學(xué)生走知識地圖，讓學(xué)生清楚復(fù)習(xí)的位置；4）給學(xué)生創(chuàng)造整體思考的機會，從細(xì)節(jié)中走出來，俯瞰生物學(xué)全貌；5）發(fā)揮核心概念的聚合器作用，在大的概念框架中植入下位概念；6）復(fù)習(xí)決不止于細(xì)節(jié)，要圍繞學(xué)科思想設(shè)計指向?qū)W科本質(zhì)的思考題，通過問題討論領(lǐng)悟生命觀念，促進(jìn)深層理解；7）二輪復(fù)習(xí)圍繞生命觀念，從多種角度橫向?qū)Ρ炔煌瑢哟紊到y(tǒng)的共性，感悟生命本質(zhì)。

4 學(xué)生的收獲

高考結(jié)束后的調(diào)查問卷中，學(xué)生談及高中生物學(xué)教學(xué)帶給他們的最大收獲，摘錄幾則：①給了我對生命的體認(rèn)和敬畏，給予我對大自然之美的理解，讓我更加珍惜自己的一生。②認(rèn)識生命本質(zhì)，理解生命價值，解決生活難題，鍛煉思維邏輯。③學(xué)會系統(tǒng)性的思考問題，框圖梳理。④與它深入接觸的不到2年的時間，我能從較淺近的理論層面理解生命、認(rèn)識生命，從而熱愛生命，它讓我認(rèn)識到即使是很庸常的生命活動背后也有無數(shù)的化學(xué)反應(yīng)新陳代謝維持運轉(zhuǎn)，不可不謂自然創(chuàng)造生命的奇跡。⑤能在有一定知識基礎(chǔ)的情況下看科普書籍，能判斷部分言論的正確性，可以用生物進(jìn)化的思想解決生活問題。⑥最大的收獲是研究自然科學(xué)問題的基本方法。⑦高屋建瓴，跳出高考，理解第一。