貴州

從局部來看，高中生物教學內容具有較強的邏輯聯(lián)系，但整體上看所有知識點卻較為分散，聯(lián)系不明顯。深入分析可發(fā)現(xiàn)，高中生物知識中存在很多跨模塊的大線索可以加以應用，以生命系統(tǒng)結構層次為例，必修教材基本符合這條主線。筆者以本文就如何指導學生構建完整的學科知識體系，使學生能靈活地遷移并應用所學知識、適應新高考的變革和新時代發(fā)展的需要等方面展開研究。

一、生命系統(tǒng)結構層次與高中生物教學內容的關聯(lián)性分析

生命系統(tǒng)結構層次的主要內容是：細胞→組織→器官→系統(tǒng)→個體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈。2004 年版和2019 年版的人教版教材中都將相關內容排在了必修1 首章首節(jié)中，必然有其用意。

仔細分析后不難發(fā)現(xiàn)，必修1 從“細胞的分子組成”開始，到“細胞的結構和功能”“細胞的代謝”“細胞的生命歷程”等內容，其核心詞主要就只有“細胞”。但從“細胞分化”開始，事實上已經開始提到了“組織”這一層次。必修3 在“動物和人體生命活動的調節(jié)”“植物的激素調節(jié)”的部分，主要是對應“個體”層次，但卻反復在強調各種器官、系統(tǒng)間的相互協(xié)調作用。接下來的生態(tài)學部分則按“種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)”的順序延伸。

這里似乎與必修2《遺傳與進化》的內容沒什么關系，實則不然。必修2“遺傳的細胞學基礎（減數(shù)分裂）”顯然還是“細胞”層次的內容。而“遺傳的分子學基礎”（包括DNA 是主要的遺傳物質、DNA 的結構與復制、基因表達、變異等內容在內）實際上就是必修1 中“核酸”這一內容的延伸。生物進化這個板塊從“進化的實質（種群基因頻率的定向改變）”這個角度來看，與“細胞（細胞的分子組成）”和“種群”都有明顯聯(lián)系。從這個層面上來看，以“生命系統(tǒng)結構層次”為主線的知識體系，基本涵蓋了高中生物必修教材的所有知識點，由此可以認為，以生命系統(tǒng)結構層次為主線構建高中生物知識體系這一方法在客觀上具有很強的可行性。依據(jù)此方法將生命系統(tǒng)結構層次與必修部分教學內容的關聯(lián)構建為圖1。

圖1 生命系統(tǒng)結構層次與必修部分教學內容的關聯(lián)

二、構建知識體系的方法論

知識體系的構建需要一些必要的方法和理論做支撐，此處以知識體系矩陣為基本方法參考，如圖2 所示（根據(jù)微信公眾號“L 先生說”相關理論改編）。

圖2 知識體系矩陣

其中知識體系矩陣的基本概況如下：

（1）三種知識類型：①通識是指具有“范式、廣博、客觀”三個主要特征的知識積累，大量的知識點儲備是形成知識體系的前提條件。②應用是人們對通識的“意義辨析”，在“問題與意義驅動”下，辨析知識的價值和應用。③資訊相當于知識組成部分的信息輸入點，知識體系并非一成不變的，而是需要不斷地輸入新信息。

（2）三種學習方式：①大量通識的獲取需要一個高明的導師，對學校教育來說，就是教師（或導師制的導師），即“自己領悟不如名師指路”。②最好的學習方式實際上是輸出。將儲備的知識通過“輸出”的手段加以“應用”，不僅會在“重復”的過程中使知識的記憶更牢固，也能加強對知識脈絡的理解。這也是教師隨著教齡的增加教學方法會逐漸成熟的原因。③“渠道”專指獲取“碎片信息”的方式。對學校教育來說，“教材——課堂——教師”是主要學習方式，以此獲得大量的知識（通識）。但同時有必要通過報刊、雜志、書籍、網絡等渠道，獲取更多的零散知識來補充知識的缺陷和不足。

（3）三種學習思維：①孤立地去理解任何一個知識點都是毫無意義的，任何知識都只有在特定的背景下才被賦予一定的含義。比如“DNA 是遺傳物質”和“DNA 是主要的遺傳物質”這兩句生物課上經常辨析的話，單獨來看都是對的，但在解釋為什么對的時候，往往需要假設一些基本條件?！奥?lián)系”的思維就是要求盡可能地將新知識與已有知識產生關聯(lián)。②“系統(tǒng)”是一個與“聯(lián)系”相似，但比“聯(lián)系”更高的概念。系統(tǒng)中有明顯的層次感，比如“高中生物——《分子與細胞》——細胞的結構與功能——細胞核的結構與功能——核仁與rRNA 的合成和核糖體的形成有關”，這就是一個知識點的系統(tǒng)。由此可以看出，“系統(tǒng)”具有很強的層次感和清晰的邏輯聯(lián)系。③“開放”的根本是讓學生在已有的知識體系中接納新信息，這也是很多人學習過程中最不容易做到的。人們總會有一種“刻板印象”，更容易接受和記住第一印象的事物，而與此相關的新信息則會被排斥。例如曾經很多的教輔資料寫到“胞吞和胞吐屬于非跨膜運輸方式”，這個信息被很多的師生廣泛接受，以至于2016 年全國卷Ⅰ面世之后一片嘩然，很多教師和學生用了很久才“回過神來”。由此可見，一個“開放”的思維模式對學習有多重要。

三、知識體系構建的重要策略

構建知識體系是一個歷時較長的過程，一般在整理已有知識的同時，也會遇到新的問題并產生新的信息輸入，常需要從幾個關鍵的方面入手。

1.明確主線

高中生物學有多條主線并存，如DNA（遺傳的分子學基礎）、生命系統(tǒng)結構層次等。確定一條主要線索是構建知識體系的核心。由前文分析可知，“生命系統(tǒng)結構層次”這條主線最明顯，聯(lián)系也最全面。在教學中需要緊扣主線，有意識地分析教學內容與“生命系統(tǒng)結構層次”的關聯(lián)，促進知識體系的形成和完善。例如進行“酶和ATP”的相關教學時，在新課導入和教學總結時就可以有意識地將相關知識歸入生命系統(tǒng)結構層次的體系中。具體如圖3 所示。

圖3 “酶和ATP”與生命系統(tǒng)結構層次的關聯(lián)簡圖

2.打牢基礎

構建知識體系是將諸多零散知識進行整合的手段，但整合的前提條件是必須有足夠的知識儲備。所以在教學（復習）過程中，對每個重要概念、方法、過程等核心知識必須理解透徹。每一部分的知識結構必須邏輯嚴密，條理清晰。比如“動物和人體生命活動的調節(jié)”部分的教學內容，其中以“神經調節(jié)”中的“神經沖動的產生與傳遞”為例，需要大量運用“物質跨膜運輸”“離子的分布”“生物膜的結構與功能”等相關知識。一方面只有對這些知識達到熟練掌握和能遷移應用的程度才能深入理解“神經調節(jié)”的相關知識；另一方面，深入分析相關知識之間的聯(lián)系，能促進知識體系的完善，有利于知識的記憶和應用。其關系如圖4 所示。

圖4 “神經沖動的產生與傳遞”與生命系統(tǒng)結構層次的關聯(lián)簡圖

3.強化鞏固

在教學（復習）的過程中需要經常有意識地強調知識體系的主要線索以及知識間的關聯(lián)性。并時常提醒學生有意識地按一定的思路進行復習。在多次的重復后，學生在潛意識里就會形成知識的相關性鏈接，從而逐漸構建成知識體系。如在“細胞分化”的教學中就可以明確指出“細胞分化形成組織”，并借此復習鞏固“生命系統(tǒng)結構層次”的內容；而在生態(tài)學的教學中，可按“種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈”的順序依次進行學習，這條線索具有明顯的層次關系，但仍然需要教師提醒學生將這個層次關系完整地重復一遍，并注重相關知識與“生命系統(tǒng)結構層次”的聯(lián)系。具體如圖5 所示。

圖5 生態(tài)學與生命系統(tǒng)結構層次的關聯(lián)簡圖

4.整體梳理

盡管經過一步步的積累，學生對于知識在整體上已經基本掌握。但在知識的整體性上還會存在一定欠缺，必須進行系統(tǒng)的梳理。以“生命系統(tǒng)結構層次”為例，將必修1 每一個板塊的知識學習（復習）完之后學生可以進行一次小范圍的梳理，而必修1 整體完成之后，需要在“細胞”的層次上進行梳理。順著整條線索，逐步完成全部必修內容的學習（復習）之后，還需要在整條主線的引領下，進行整體的梳理。只有通過反復的推演，知識之間的聯(lián)系才更清晰明了，知識體系也才能更完善。

四、“生命系統(tǒng)結構層次”知識體系的構建思路

通過前文的分析可以明確兩個問題：一是在新課的教學中要幫助學生積累大量知識，因為只有對知識有了足夠的積累之后才能形成知識體系，并且需要不斷向知識體系中輸入新信息（新知識）；二是以“生命系統(tǒng)結構層次”為依據(jù)構建高中生物知識體系是可行的。高中生物知識體系構建并不是一步到位的，需要經過新課學習和復習鞏固兩個主要環(huán)節(jié)，同時需要注重對學科交叉信息的梳理。具體可概括為以下流程。

1.新課教學中的知識儲備

新課教學中一定要注重對基本概念和基礎知識的積累，為構建知識體系提供保障。一方面是教師需要盡可能地保證知識的主干清晰，知識點巨細無遺；另一方面是教師必須監(jiān)督好學生對知識的記憶情況。

例如，生命系統(tǒng)結構層次的相關內容：首先是各結構層次的連接順序“細胞→組織→器官→系統(tǒng)→個體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈”必須厘清、記牢；其次是各層次之間的關系需理解（如細胞分化形成組織等）；再次是多個層次的概念要熟知（如種群是指一定區(qū)域內同種生物的全部個體的總稱）。

再比如，細胞的結構與功能的相關知識中，細胞膜的成分、結構和功能；細胞核的結構和功能；細胞質（各種細胞器）的結構、分布和功能等知識，是必備的基礎知識。

2.新課學習中的階段性整理

從局部來看，高中生物的教學內容均具有較強的邏輯聯(lián)系，因此在各板塊的教學中，有必要進行階段性的整理。

比如，在完成“細胞結構與功能”的相關教學以后，就需要以“細胞結構”為關鍵詞對相關知識進行梳理和總結，便于形成知識網絡?；究蚣苋鐖D6 所示。

圖6 細胞結構與功能部分知識框架圖

類似的框架結構還有“細胞的物質基礎”“細胞代謝”“細胞的生命歷程”等與細胞相關的內容。當所有必修1《分子與細胞》的內容學完之后，還需要對整體的知識再次進行全面的梳理與總結。

同樣等級的板塊還有很多，比如必修2《遺傳與進化》中的“遺傳的細胞學基礎”“遺傳的分子學基礎”“遺傳的基本規(guī)律”“生物變異與進化”等；必修3“穩(wěn)態(tài)與調節(jié)”板塊中的“植物的激素調節(jié)”“內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)”等；必修3“生態(tài)與環(huán)境”板塊中的“種群”“群落”“生態(tài)系統(tǒng)”“生物多樣性與環(huán)境保護”等。

3.新課學習中學生對知識的應用與輸出

如前文所說，最好的學習是“輸出”，也就是對知識的“應用”。學校教育中，對知識最常見的應用無非是“測驗”。但是做試題是對知識的機械應用，這種輸出對知識體系的形成效果甚微，這就是為什么“題海戰(zhàn)術”不可取。但做試題并不是完全沒有作用。對于涵蓋較多知識點的、綜合性較強的試題，需要進行針對性的深度剖析，將相關的知識點挖掘出來，并深層分析知識點之間的聯(lián)系。如此一來，不僅能幫助學生更好地理解相關的知識點，同時還能提高學生利用相關知識解決問題的能力。

學校教學過程中，學生輸出知識的另外一些常見的有效途徑包括編寫思維導圖（或知識框圖）、合作學習（學生之間相互講解、提問等）等多種模式。通過在對知識的應用過程中形成局部的知識網絡，并有意識地將知識網絡補充（聯(lián)系）到生命系統(tǒng)結構層次之中。

4.復習課中的整體梳理與補充

在新課教學中若能做好以上三個環(huán)節(jié)的工作，則很多知識已經形成了一定的聯(lián)系，并在局部范圍內形成小的知識網絡。那么進入復習階段，只需要在原有知識的基礎上，梳理清楚各知識網絡之間的聯(lián)系，便可以初步構建出知識體系。但是新課學習難免有些疏漏的知識，復習過程中要著重查缺補漏，同時，新課學習過程中對于一些涉及不深的知識，在復習的時候要注意對其深入淺出地加強理解。

整個復習過程中，需要隨時在與“生命系統(tǒng)結構層次”相關的節(jié)點、或者在跨模塊交叉的知識點處，下意識地進行連接，即“知識體系矩陣”里說到的“聯(lián)系”。

5.注重學科交叉的思維能力培養(yǎng)

教學中經常會發(fā)現(xiàn)一種情況，即學生對跨學科的知識很難聯(lián)系在一起，正如前文所說的“聯(lián)系”“開放”等方面的心理因素。在新課學習時，存在不同學科相關知識的教學不同步的情況，比如高中生物“氨基酸結構”“氨基酸脫水縮合”是在必修1，而“核苷酸脫水縮合形成核酸（轉錄、DNA 復制等）”在必修2 中，都屬于高一年級的教學內容，而高中化學的“有機化學”部分則屬于選修，屬于高二年級的教學內容。這樣就存在生物教學中一些內容前置，且由于沒有化學的基礎，學生對相關內容不容易理解。相似的還有“酶促反應速率”“光合速率”等內容與化學的“化學反應原理”的不同步，導致相關內容成為難點，甚至學生在復習課中也因為“刻板印象”而影響學習效率。再比如葉綠體色素的吸收光譜（波長與顏色）與物理知識的交叉；利用數(shù)學“排列和組合”的知識與方法，解決遺傳學的計算問題等。

生物教學中有諸多與化學、物理等學科的交叉點，需要教師有意識地引導學生利用相關學科知識解決生物學問題。打破學科限制，是學生形成完整知識體系的重要前提。尤其在復習課中教師要有意識地利用其他學科知識來突破這樣的局限思維，使學生對知識的理解和應用得以升華。

五、結束語

構建知識體系是在反復的“輸入—修正—合并”的過程中進行的?！爸R”并不是“終點”，而是“在路上”。構建知識體系是為了更好地“輸出（應用）”知識，而在構建過程中，“輸出”也是獲得“應用”類知識的手段。知識體系會隨著個人的生活經歷和學習經歷不斷改變，只有擁有“開放”思維，不斷地輸入并合并新信息，修正舊信息，才能促進知識體系的更新，從而適應社會變化和需求。而學校教學中，學科的知識體系要確定明確的主線，同時也要考慮跨學科的知識交叉，打破學科界限，促進大體系的完善。