(浙江省寧波市北侖泰河中學(xué) 浙江寧波 315800)
生命觀念是以回答生命是什么、怎么樣、為什么這樣等問題而建立的系統(tǒng)化概念為基礎(chǔ),抽象出的關(guān)于生命本質(zhì)的觀點(diǎn)與思想。生命觀念關(guān)乎學(xué)生如何認(rèn)識和對待生命,是學(xué)生遇到生命現(xiàn)象或研究生命現(xiàn)象時采用的基本思想方法,有助于其排除迷信,作出理性決策,是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之首。因此,教師更需要凸顯這些觀念在生物學(xué)課程中的地位及育人價值。
生命觀念是概念上位的更宏大的生物學(xué)思想。大概念的結(jié)構(gòu)化整合與夯實是生命觀念建立的重要保障。但是,大概念的學(xué)習(xí)是循序漸進(jìn),是在教師精心組織直觀、具體的生物學(xué)事實基礎(chǔ)上抽象、概括建立的,這需要長期的、多個學(xué)習(xí)主題單元的體系化設(shè)計和結(jié)構(gòu)化實施。筆者基于實踐,淺談如何聚焦大概念,圍繞重要概念進(jìn)行單元整體教學(xué)設(shè)計實現(xiàn)“概念至觀念”的轉(zhuǎn)變。
生命觀念統(tǒng)領(lǐng)下聚焦大概念進(jìn)行單元整體教學(xué)設(shè)計和實施是實現(xiàn)“概念至觀念”的有效路徑。而單元整體教學(xué)設(shè)計需要在貫穿于整個大概念意義理解以及學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的主線牽引下,引導(dǎo)學(xué)生圍繞重要概念進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)。下行沿著“大概念→重要概念→次位概念”的層級逐級分解,明確概念層級;上行又沿著“次位概念→重要概念→大概念”的階梯逐步推進(jìn),在所屬的大概念統(tǒng)領(lǐng)下落實課時教學(xué),細(xì)化目標(biāo)進(jìn)階,既立足本課時目標(biāo),又都指向大概念。因此,分析與綜合、抽象與概括等科學(xué)思維活動,觀察與質(zhì)疑、實驗與實證等有效的科學(xué)探究活動,科學(xué)史教育、論證式教學(xué)、模型建構(gòu)等方法與策略,都可以為促進(jìn)學(xué)生從生物學(xué)事實走向生物學(xué)概念提供可靠的技術(shù)路徑。
大概念的建構(gòu)是復(fù)雜的,往往經(jīng)歷了實證—反駁—再實證的螺旋式上升過程,教師不僅需要關(guān)注教的邏輯,更要關(guān)注學(xué)的邏輯。教師既要基于系統(tǒng)性整體性的視角確定三級概念層次(圖1),把握本單元內(nèi)容的學(xué)科本質(zhì)與學(xué)習(xí)重點(diǎn);又要基于學(xué)生的知識儲備、思維方式等提煉本單元學(xué)生需要發(fā)展的關(guān)鍵能力以及本單元整體學(xué)習(xí)的進(jìn)階目標(biāo)(圖2)。教師要注意創(chuàng)設(shè)圍繞單元大情境、單元核心問題及單元大任務(wù)的子情境、子問題和子任務(wù),以特殊的載體呈現(xiàn)復(fù)雜、細(xì)瑣的生物學(xué)事實,以一定的連續(xù)性、進(jìn)階性和邏輯性任務(wù)群指向?qū)W習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。學(xué)生在富有層次的、自主的、合作性的探究活動中發(fā)展特定素養(yǎng)和認(rèn)知方式,將概念學(xué)習(xí)螺旋化上升至生命觀念的建立。
圖1 圍繞重要概念3.2明確概念層級的下行路徑
圖2 圍繞重要概念3.2細(xì)化進(jìn)階目標(biāo)與概念達(dá)成載體的上行路徑
單元教學(xué)設(shè)計要以“情境—問題—任務(wù)”為主線來開展教學(xué)活動:學(xué)科知識在特定的情境中就有了生命力。教師將亟待解決的問題蘊(yùn)含在真實創(chuàng)設(shè)的特定情境中,有助于學(xué)生經(jīng)歷生物學(xué)知識的產(chǎn)生過程,有助于培養(yǎng)學(xué)生判別事實、質(zhì)疑論證、去偽存真、析模建模、合作交流及探究創(chuàng)新等解決問題和應(yīng)對挑戰(zhàn)的能力。
要設(shè)計高思維含量的探究活動和實踐機(jī)會,其關(guān)鍵就是將這些高階思維與學(xué)生的合作探究指向特定的學(xué)科能力與核心素養(yǎng)。例如,教師真實還原摩爾根果蠅實驗的假說—演繹過程,提出進(jìn)階性的問題,引導(dǎo)驅(qū)動學(xué)生運(yùn)用假說—演繹的科學(xué)方法經(jīng)歷摩爾根的實證過程:基于當(dāng)時摩爾根對果蠅存在X染色體的認(rèn)知,嘗試分析F2白眼僅在雄蠅中出現(xiàn)的可能原因并作出白眼基因所在染色體的假設(shè)。控制白眼的基因可能僅位于Y染色體上嗎?你能運(yùn)用果蠅雜交實驗的知識來驗證他的解釋嗎?就目前對果蠅染色體組成的認(rèn)知,摩爾根的白眼雄果蠅測交實驗?zāi)芘懦籽刍蛟赬Y同源區(qū)段的可能嗎?學(xué)生在思考這些問題的同時,也真實體驗了摩爾根從質(zhì)疑到反思、再到對遺傳規(guī)律的認(rèn)同歷程。
基于實證的論證推理也是概念建構(gòu)、觀念培養(yǎng)的重要路徑。例如,在“探索減數(shù)分裂導(dǎo)致染色體規(guī)律性減半”的探究任務(wù)中,在教師創(chuàng)設(shè)的“配子染色體數(shù)目減半才能保證有性生殖遺傳穩(wěn)定性”的情境中,學(xué)生利用豐富的科學(xué)史資料、顯微資料結(jié)合模型支撐,經(jīng)歷提出、質(zhì)疑與論證主張的過程,全身心地投入思維過程和探究活動中,從而獲得生命的啟迪和對生命本質(zhì)的認(rèn)知。
教師以豐富的生物學(xué)事實作為次位概念的支撐,又進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生通過抽象與概括形成重要概念,進(jìn)而建立大概念。生命觀念的建立也不能止步于生物學(xué)概念的形成,需要在生物學(xué)概念基礎(chǔ)之上進(jìn)一步攀升而走向生命觀念。科學(xué)思維活動與科學(xué)探究的雙驅(qū)聯(lián)動能有效推動生命觀念的登頂。
生命觀念并不是只可意會不可言傳,雖有一定的抽象性與內(nèi)隱性,但也能夠以概括性的語言將觀念外顯化。新浙科版(2019版)每章節(jié)的開篇、本節(jié)要點(diǎn)與本章知識結(jié)構(gòu)圖都是顯性化的呈現(xiàn)方式,可以喚起學(xué)生對本節(jié)核心內(nèi)容的關(guān)注,也明確地指引學(xué)生結(jié)構(gòu)化地建構(gòu)概念。每個章節(jié)的引言部分在介紹了本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)的同時,也提示學(xué)生從觀念的維度理解概念;在正文部分,教材的每一節(jié)教學(xué)內(nèi)容都被劃分為若干區(qū)塊,以獨(dú)特的“陳述句式”將生物學(xué)事實簡要概括,像故事線索一樣條理有據(jù),以助力學(xué)生對概念的歸納。在教學(xué)過程中,無論是單元整體教學(xué)結(jié)束,還是在課時教學(xué)進(jìn)行中,教師都可以就一個生物學(xué)事實或次位概念明確表達(dá)其蘊(yùn)含的生命觀念。例如,在“探究減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子多樣性對有性生殖的意義”時,教師可直接指出“遺傳與變異的現(xiàn)象使得生命個體在面對多重復(fù)雜的環(huán)境變化時有被選擇保留適應(yīng)環(huán)境的重組類型的可能”,這是進(jìn)化與適應(yīng)觀的重要本質(zhì)。
生命觀念的形成必須以概念的逐層構(gòu)建為支撐,以圖式表征概念,對支撐生命觀念的大概念、重要概念和次位概念或關(guān)鍵事實進(jìn)行梳理與辨析。觀念形成的過程本身就包含著比較、抽象與概括、推理等思維過程,呈現(xiàn)了概念之間縱橫向聯(lián)系,是理解生命觀念的重要途徑。概念圖示可以在課時教學(xué)中進(jìn)行,可以在單元整體教學(xué)結(jié)束后,也可以依據(jù)每個課時構(gòu)建的概念圖示在整體教學(xué)結(jié)束后再系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)化地修正。
生命觀念培養(yǎng)的最終目的是:學(xué)生面對復(fù)雜、多樣、獨(dú)特的生命現(xiàn)象時,能用生命觀念去認(rèn)知并以此指導(dǎo)探究生命活動規(guī)律,解決實際問題,形成科學(xué)的自然觀與世界觀,將生命觀念的建構(gòu)置于生物學(xué)現(xiàn)象的解釋與問題解決的實踐中,實現(xiàn)觀念與實踐的有效聯(lián)通,在實踐中檢驗并完善生命觀念。例如,在分析紅綠色盲、21三體綜合征兩病兼患的個體成因時,學(xué)生能基于遺傳與變異的觀點(diǎn),運(yùn)用減數(shù)分裂異常模型的建構(gòu),解釋父母皆正常、后代卻可能出現(xiàn)表現(xiàn)型差異的原因,通過調(diào)查、資料分析等實踐活動探討遺傳物質(zhì)的改變、重組對生物性狀的影響,大大豐富了對進(jìn)化與適應(yīng)觀的理解。
一朝一夕,一個單元、一個模塊并不能完全建立與吃透生命觀念,需要學(xué)生建立在整個生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程中。教師需要有課程育人的站位與視角,以助力學(xué)生形成對生命世界的基本思想和科學(xué)態(tài)度。進(jìn)化與適應(yīng)觀作為生物學(xué)的統(tǒng)一和本體觀念,在整個生物學(xué)課程中都有融合。教師可以從分子水平上,引導(dǎo)學(xué)生分析遺傳物質(zhì)、能源物質(zhì)、功能物質(zhì)、遺傳密碼等在生命世界的統(tǒng)一性;從細(xì)胞水平上,就線粒體和葉綠體結(jié)構(gòu)與功能角度論述兩者起源;促進(jìn)學(xué)生用進(jìn)化與適應(yīng)觀點(diǎn)分析不同細(xì)胞中細(xì)胞器數(shù)量與種類差異;在個體水平上,要求學(xué)生從“極端微生物研究”的角度探尋其存在的意義;從種群水平,引導(dǎo)學(xué)生分析遺傳性狀在世代之間的變化;從系統(tǒng)水平上,引導(dǎo)學(xué)生探尋群落演替、優(yōu)勢取代的適應(yīng)性變化……生命存在著豐富的多樣性,多樣性中又蘊(yùn)含著深刻的統(tǒng)一性,生命因遺傳而延續(xù),因變異而多樣,與環(huán)境的和諧適應(yīng)是進(jìn)化的結(jié)果。
生命觀念的建立要以大概念的整體建構(gòu)與夯實為基礎(chǔ),但僅依靠概念,缺乏觀念引領(lǐng),又很難實現(xiàn)概念的結(jié)構(gòu)化整合,也難以應(yīng)用于實踐。教師將建立生命觀念作為教學(xué)目標(biāo),才能促使學(xué)生更深刻領(lǐng)悟生命本質(zhì),單元整體教學(xué)滲透著知識邏輯與學(xué)科思想,以更高的站位跨課時實現(xiàn)大概念的聚焦,有效促進(jìn)了基于生命觀念的課堂轉(zhuǎn)型。