胡玉華：基于核心概念建構(gòu)的生物學(xué)新課程教學(xué)
摘要：重視學(xué)科基本觀念和基本方法的形成，注重學(xué)生對學(xué)科核心概念的深入理解，而不是支離破碎地記憶一些孤立的事實(shí)和對概念定義的死記硬背，這是新課程與教學(xué)和傳統(tǒng)課程與教學(xué)相比最重要的轉(zhuǎn)變。但是在新課程教師培訓(xùn)中，通過無數(shù)次的走進(jìn)中學(xué)生物學(xué)的教學(xué)課堂進(jìn)行聽課、說課、教學(xué)研討等活動(dòng)，我們發(fā)現(xiàn)：很多教師在課堂上沒有抓住生物學(xué)的核心概念進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)中沒有前后一致、貫穿始終的生物學(xué)思想主線，致使學(xué)生對生物學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)仍非常淺薄，解決生物學(xué)實(shí)際問題的能力非常有限，這對學(xué)生的終身發(fā)展是不利的。鑒于此，本文從生物學(xué)核心概念的內(nèi)涵角度論述了什么是生物學(xué)核心概念、怎樣甄別生物學(xué)核心概念，在此基礎(chǔ)上探索了生物學(xué)核心概念教學(xué)的基本程序。
關(guān)鍵詞：中學(xué)生物學(xué)；核心概念；核心概念教學(xué)
新課程改革的一個(gè)核心是要提高學(xué)生作為公民的科學(xué)素養(yǎng)。提高科學(xué)素養(yǎng)不是追求對科學(xué)事實(shí)和信息量的更多占有，而是要求對核心概念和科學(xué)思想的深刻領(lǐng)悟。因此，學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地建立起反映生物學(xué)思想的基本的生物學(xué)核心概念體系，應(yīng)當(dāng)是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的主要目標(biāo)。對生物學(xué)核心概念的掌握程度反映了一個(gè)人的生物學(xué)素養(yǎng)。因?yàn)樯飳W(xué)核心概念是反映學(xué)科本質(zhì)的、構(gòu)成學(xué)科骨架的概念，它們的組合能夠反映生物科學(xué)基本面貌。那么怎么來認(rèn)識(shí)生物學(xué)核心概念？如何甄別生物學(xué)核心概念？如何進(jìn)行核心概念的教學(xué)？這些問題無疑都是極為重要的。為此，本文將針對這些問題進(jìn)行一些探討。
1什么是生物學(xué)核心概念
1.1 從科學(xué)主題視角看生物學(xué)核心概念
自然界是一個(gè)相互聯(lián)系、相互作用的統(tǒng)一整體,人類認(rèn)識(shí)自然的活動(dòng)形成了科學(xué)。不同領(lǐng)域的各門科學(xué)學(xué)科之間在知識(shí)內(nèi)容、概念發(fā)展和研究方法上是存在相互交叉、相互作用的，因此，也存在一些滲透到各門學(xué)科的、具有普遍意義的共通概念。在這些共通概念中，我們可以提煉出一些跨越學(xué)科界限，將各分支學(xué)科統(tǒng)一起來的關(guān)鍵性概念 [2]，稱之為科學(xué)主題。美國加州的“科學(xué)框架”（SCIENCE FRAMEWORK for California Public School ）中，將“能量”、“演化”、“變化的形式”、“尺度與結(jié)構(gòu)”、“穩(wěn)定性”、“系統(tǒng)與相互作用”提煉為科學(xué)主題[2]。
科學(xué)主題具有普適性，可以揭示科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)及其相互聯(lián)系，能夠?qū)⒉煌瑢W(xué)科、不同分支的信息片段融入廣闊的、有邏輯內(nèi)聚力的結(jié)構(gòu)中，在這樣的結(jié)構(gòu)中，信息片段的關(guān)系被凸顯出來。
因此，在各學(xué)科教學(xué)中，我們要建構(gòu)匯集信息片段的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并能將其納入到上述的全信息結(jié)構(gòu)之中，這個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)就是核心概念。
生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，在生物學(xué)這門基礎(chǔ)自然科學(xué)中，離不開對事物和現(xiàn)象的過細(xì)描述和具體分析。我們要能從科學(xué)主題的視角從眾多的生物學(xué)事實(shí)中提煉出反應(yīng)學(xué)科本質(zhì)的核心概念, 構(gòu)建科學(xué)合理的學(xué)科知識(shí)邏輯體系。這樣的體系 有助于我們在深入探求自然界辯證發(fā)展的特殊規(guī)律過程中，逐步形成正確對待自然的科學(xué)思想和行為，如圖所示。 （見附件）
1．2 對生物學(xué)核心概念的認(rèn)識(shí)
面對紛繁的不斷發(fā)展的世界，以及層出不窮的各種各樣的生物事實(shí)和生物現(xiàn)象，如果我們陷在具體的生物學(xué)事實(shí)和表象性的認(rèn)識(shí)上，這樣的教學(xué)側(cè)重于學(xué)習(xí)和記憶數(shù)據(jù)、術(shù)語等，學(xué)生只知道一些名詞、術(shù)語等零散的知識(shí)，所形成的知識(shí)結(jié)構(gòu)只能是以知識(shí)點(diǎn)堆棧為主的知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)生遷移能力較差，創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題能力不強(qiáng)，這無疑是一種低水平的教學(xué)。這就需要我們在眾多的生物學(xué)概念中提煉出能反映學(xué)科本質(zhì)的、構(gòu)成學(xué)科骨架的概念，因?yàn)檫@樣的概念可以統(tǒng)攝學(xué)科的一般概念，可以揭示一般概念之間的聯(lián)系，具有統(tǒng)整學(xué)科知識(shí)的功能，這樣的概念就叫核心概念。
需要說明的是，核心概念不是一成不變的，有些概念對中學(xué)生來說是核心概念，對專家來說可能是一般概念；有些概念在某個(gè)層次上是核心概念，在更高一個(gè)層次上不是核心概念；而且由于概念的不斷發(fā)展，其內(nèi)涵也會(huì)發(fā)生很大的變化。因此核心概念的界定是有層級的。對中學(xué)生物教師來說，立足于單元教學(xué)的層面進(jìn)行核心概念的教學(xué)比較有實(shí)際價(jià)值。
例如，美國FOSS“觀察小龍蝦”教學(xué)單元（共6課時(shí)完成）的活動(dòng)設(shè)計(jì)，如下：（表格見附件）
由此可見，核心概念的建立必須源于豐富的事實(shí)和材料的基礎(chǔ)之上，然后運(yùn)用綜合的思維，掌握核心概念，并能將其匯入到科學(xué)主題結(jié)構(gòu)之中。
2 為什么要進(jìn)行生物學(xué)核心概念的教學(xué)
第一，生物學(xué)核心概念有助于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。我們曾對北京市某中學(xué)進(jìn)行生物學(xué)素養(yǎng)調(diào)查時(shí)，提出了3個(gè)問題：①你知道血液的成分是什么嗎？②你是怎么知道的？③ 知道血液的成分有什么意義？多數(shù)學(xué)生對第一個(gè)問題的回答都正確；對第二個(gè)問題，多數(shù)學(xué)生回答，老師教的或書上寫的；對第三個(gè)問題，2/3學(xué)生回答，對考試有用，1/6學(xué)生回答，對健康有用，其余學(xué)生沒有作答。
這個(gè)回答引發(fā)了我們對新課程理念下培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)的進(jìn)一步理解和深入思考。我們更多地關(guān)注“是什么”的生物學(xué)事實(shí)性知識(shí)，而對于知識(shí)是如何產(chǎn)生的，知識(shí)有什么用重視不夠。提高科學(xué)素養(yǎng)不能沒有科學(xué)知識(shí)的教育，但是并不追求對科學(xué)事實(shí)和信息量的更多占有，而是要求對核心概念和科學(xué)思想的深刻領(lǐng)悟。
第二，生物學(xué)核心概念具有文件夾功能。如果我們能夠成功地提煉教學(xué)單元的核心概念，并且將它們組合成能夠反映生物科學(xué)基本面貌的核心概念體系，然后圍繞該體系選擇知識(shí)內(nèi)容，淡化與該體系沒有直接關(guān)系的知識(shí)，這樣選擇出來的較少量的知識(shí)，比課程中龐雜的知識(shí)體系具有更強(qiáng)的學(xué)科教育功能。
第三，生物學(xué)核心概念具有統(tǒng)攝思維功能。核心概念的提煉和梳理需要按照知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律性，將零散的整體化、條理化，建構(gòu)起脈絡(luò)清晰、條理分明、相互之間有機(jī)聯(lián)系的體系。這樣一個(gè)具有邏輯內(nèi)聚力的體系在建構(gòu)過程中需要整體思維的把握。
第四，生物學(xué)核心概念具有很強(qiáng)的遷移教育功能?？茖W(xué)的其它領(lǐng)域同樣存在著可以反映事物規(guī)律與聯(lián)系的核心概念，對于學(xué)科核心概念的理解可以遷移到其它領(lǐng)域，這樣學(xué)生學(xué)會(huì)整體地、聯(lián)系地、發(fā)展地、本質(zhì)地看問題，形成科學(xué)的思維習(xí)慣，掌握了有效的學(xué)習(xí)方法,就會(huì)成為很有智慧的人。
第五，生物學(xué)核心概念對未來學(xué)習(xí)有很好支持功能。這樣選擇出來少而精的知識(shí),能使學(xué)生形成簡化的、實(shí)用的、本質(zhì)的、對未來學(xué)習(xí)更有支持意義的、內(nèi)在邏輯性較強(qiáng)的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的結(jié)構(gòu)底架。
3 以教學(xué)單元為基礎(chǔ)進(jìn)行核心概念的教學(xué)
3.1 生物學(xué)核心概念的特征
核心概念不同于一般的科學(xué)概念，它可以統(tǒng)攝一般的概念，可以揭示學(xué)科知識(shí)的本質(zhì)和學(xué)科知識(shí)之間的聯(lián)系，具有統(tǒng)整學(xué)科知識(shí)的功能。因此生物學(xué)核心概念應(yīng)該具有以下特征：
第一，生物學(xué)核心概念是構(gòu)成學(xué)科基本框架的概念。例如，生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，而細(xì)胞是生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，也是生命的最小功能單位。一群形態(tài)和構(gòu)造相似、功能相同的細(xì)胞及其細(xì)胞間質(zhì)，在生物體內(nèi)按照一定規(guī)律結(jié)合在一起，組成各種“組織”。幾種不同類型的組織，又按一定的結(jié)構(gòu)聯(lián)合形成具有一定形態(tài)特征和生理功能的器官，如胃、腸、心臟、腦、腎、肝、眼、耳等。幾種器官協(xié)同工作再構(gòu)成一個(gè)個(gè)機(jī)能系統(tǒng)，如消化系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等。 因此，對生命現(xiàn)象的研究涉及到了“個(gè)體——系統(tǒng)——器官——組織——細(xì)胞”五個(gè)層次。因此，細(xì)胞是構(gòu)成生物學(xué)科基本框架的概念，是生物學(xué)的一個(gè)核心概念，該概念的建構(gòu)貫穿整個(gè)中學(xué)生物學(xué)。
第二，生物學(xué)核心概念是對今后學(xué)習(xí)起支持作用的概念。例如，受精是學(xué)習(xí)生殖和發(fā)育這個(gè)生命循環(huán)過程中是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，是一個(gè)具有承上啟下功能的核心概念。
第三，生物學(xué)核心概念是具有思維訓(xùn)練價(jià)值的概念。由于生物學(xué)核心概念是在許多一般概念的基礎(chǔ)上加以分析、綜合、比較、抽象、概括而成，實(shí)質(zhì)上，它的形成過程需要綜合的思維能力。
3.2 以教學(xué)單元為基礎(chǔ)進(jìn)行核心概念教學(xué)
美國課程專家H.Lynn Erickon提出了“概念為本的課程與教學(xué)”。她認(rèn)為，教學(xué)重心應(yīng)該從講授事實(shí)轉(zhuǎn)移到“使用”事實(shí)，具體事實(shí)應(yīng)該作為工具來幫助學(xué)生發(fā)展深層理解和有效轉(zhuǎn)化知識(shí)的能力（理解力和遷移能力）；提高學(xué)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更多的是要求思維能力的提升，而不是掌握更多的事實(shí)材料。因此，課程內(nèi)容應(yīng)該圍繞各學(xué)科的核心概念(居于學(xué)科中心，具有超越課堂之外的持久價(jià)值和遷移價(jià)值的概念)進(jìn)行選擇，以便教授和評價(jià)更深層的理解力；學(xué)習(xí)重心應(yīng)該從記憶事實(shí)轉(zhuǎn)移到理解可遷移的核心概念和對更為根本的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深層理解，培養(yǎng)和發(fā)展思維能力[3]
依據(jù)H.Lynn Erickon教授的概念教學(xué)模式，結(jié)合我國中學(xué)生物教學(xué)的特點(diǎn)，我們認(rèn)為中學(xué)生物核心概念的教學(xué)主要有以下幾步（如圖所示，圖見附件）
（1）以教學(xué)單元作為建構(gòu)核心概念體系的基本單位
因?yàn)榻虒W(xué)單元是一個(gè)相對完整的教學(xué)內(nèi)容體系，它由若干節(jié)具有內(nèi)在聯(lián)系的具體內(nèi)容組成，它們之間形成了一個(gè)有機(jī)的整體，因此教學(xué)單元是學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展的基本單位。以教學(xué)單元作為建構(gòu)核心概念體系的基本單位，一方面教師可以整體把握本單元的教學(xué)核心，從整體設(shè)計(jì)出發(fā)突出各節(jié)內(nèi)容的聯(lián)系性和整體性；另一方面作為承上啟下的橋梁，將學(xué)科的核心概念與課時(shí)的核心內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關(guān)系從縱向的角度聯(lián)系起來（如圖所示）。
依據(jù)H.Lynn Erickon教授的概念教學(xué)模式，結(jié)合我國中學(xué)生物教學(xué)的特點(diǎn)，我們認(rèn)為中學(xué)生物核心概念的教學(xué)主要有以下幾步（如圖所示）：
（1）以教學(xué)單元作為建構(gòu)核心概念體系的基本單位
因?yàn)榻虒W(xué)單元是一個(gè)相對完整的教學(xué)內(nèi)容體系，它由若干節(jié)具有內(nèi)在聯(lián)系的具體內(nèi)容組成，它們之間形成了一個(gè)有機(jī)的整體，因此教學(xué)單元是學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展的基本單位。以教學(xué)單元作為建構(gòu)核心概念體系的基本單位，一方面教師可以整體把握本單元的教學(xué)核心，從整體設(shè)計(jì)出發(fā)突出各節(jié)內(nèi)容的聯(lián)系性和整體性；另一方面作為承上啟下的橋梁，將學(xué)科的核心概念與課時(shí)的核心內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關(guān)系從縱向的角度聯(lián)系起來（如圖所示見附件）。
（2）審視教學(xué)單元內(nèi)容，建構(gòu)本單元的核心概念體系
從整體的角度，系統(tǒng)分析教學(xué)單元內(nèi)容的相關(guān)性和層次性，建構(gòu)本單元的核心概念體系。
（3）把核心概念轉(zhuǎn)化為一些基本理解（學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)），這是期望學(xué)生從學(xué)習(xí)中逐漸形成的。
（4）把基本理解以“基本問題”的形式表達(dá)，以問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)和學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的基本理解。
（5）根據(jù)基本問題設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和評價(jià)活動(dòng)，從而使學(xué)生參與基本問題討論和過程學(xué)習(xí)，這些活動(dòng)和過程應(yīng)有助于學(xué)生達(dá)到基本理解，最終完成知識(shí)建構(gòu)，形成核心概念。
核心概念教學(xué)的程序（圖見附件）
在整個(gè)過程中，教師都要反復(fù)思考這樣的問題：通過這個(gè)教學(xué)單元，我最終希望學(xué)生知道什么、理解什么和能夠做什么?
以上只是依據(jù)H.Lynn Erickon教授的概念教學(xué)模式，對中學(xué)生物核心概念的教學(xué)程序進(jìn)行了初步探索，它只是一個(gè)理想的操作設(shè)計(jì)，還需對它的內(nèi)涵價(jià)值、運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施細(xì)策等做進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)：
[1]戢守志等譯．美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)．北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社．1999．
[2] The California State Board 0f Education, Science Framework, California Department 0f Education. 2000.
[3] H.Lynn Erickson著，蘭英譯．概念為本的課程與教學(xué)．北京：中國輕工業(yè)出版社．2003
