大概念理念下初中生物学概念进阶体系建构及教学应用

谢敏英

摘 要 在大概念理念的指引下，建立初中生物学概念进阶体系，并以“生态系统中的能量流动和物质循环”具体课时为例，尝试构建基于初中生物学概念体系的教学设计路径。

关键词 大概念 概念进阶体系 能量流动 物质循环

中图分类号 Ｇ633. 91 文献标志码 B

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》 （以下简称《课程标准》）提出“内容聚焦大概念”这一课程理念，这是我国首次将大概念这一理念引入义务教育课程设置。理解和运用大概念，围绕大概念整合教学内容，建立各生物学概念间的关系，解决实际问题，既体现出核心素养的本质要求，也是指向核心素养的教学。目前，围绕大概念的教学研究，主要侧重于大概念理念下的单元教学探讨，较少研究生物学大概念与具体概念间的关联路径。下面将探讨大概念的内涵及价值，构建初中生物学的概念进阶体系，并结合具体教学课例，说明基于概念进阶体系的教学设计路径。

1 大概念的内涵及教学价值

1.1 大概念的内涵

《课程标准》中并没有对大概念的内涵进行深入解读。目前，学界对大概念的界定也有着多元表述，如埃里克森等人认为大概念是一种抽象概括，是基于事实基础上抽象出来的深层次的、可迁移的概念；而哈伦认为，科学大概念除了包含科学的本质，还应包含科学态度和观点，并支持科学与其他学科相关联。这些代表性观点启示我们，大概念可以通过联结、组织许多事实信息或“小概念”作为有意义的概念工具，渗透学科思想，应用于学科或学科之外的新情境中。

因此，大概念从学科地位上，具有核心性；从性质特征上，具有抽象性、结构性；从功能价值上，具有学习可迁移性，并有助于学生形成学科观念甚至是更上位的哲学观念。

1.2 大概念的教学价值

基于大概念丰富的教育内涵，其在初中生物学教学中具有如下价值：① 它能提高初中生物学教学的整体性，有助于推动教师以大概念为纲，思考、统整教学核心问题、方法及情境资源；② 它能引导教师针对性地聚焦核心概念习得过程中学生的前概念，如似是而非的日常概念或与科学概念相抵触的错误概念，从而建立正确的科学概念，推动对大概念认识的迭代升级；③ 大概念在促使知识结构化的同时，也渗透着认识事物或解决问题的思想和方法，所以大概念提醒教育者在开展教学活动的过程中，需要关注学生生活实践的需要，体现知行合一。

2 大概念理念引领下的初中生物学概念进阶体系

概念具有层次性。一般而言，概念越大，统领性越强，其抽象概括程度和对学生的思维要求就越高。在教学过程中，教师需借助具体情境，从生物学事实、现象入手，帮助学生逐步理解小概念、建构更高层次的概念，形成知识体系。因此，厘清不同层次概念间的关系，将有利于引导学生实现概念进阶。基于此，根据《课程标准》内容要求，从初中生物学教学的角度，构建出大概念引领下的学科概念进阶体系（表1）。

从表中可以看出：① 初中生物学概念进阶体系包含次位概念、重要概念、学科大概念、跨学科大概念等四个层级从低到高的概念类型，概念层级越高，适用范围越广、可迁移性越强；② 不同层级概念的内容类型侧重不同。次位概念、重要概念以“生物学知识”为主要内容，如生物学事实、案例、原理、规律等；而学科大概念和跨学科大概念在阐述“生物学知识”的过程中，还渗透着生物学或跨学科的观念、方法等内容；③ 生物学概念可以有多种表现方式，如概念（遗传、变异）、原理（光合作用、呼吸作用原理）、观念（结构功能观）和理论（达尔文生物进化论）等。

3 基于概念进阶体系的教学设计路径

教师需要以初中生物学概念进阶体系为基础，确定本单元涉及的学科大概念，构建单元概念进阶路径；接着，根据教学内容及要求，梳理、分解出具体课时的重要概念和次位概念，以此确定课时进阶目标和活动内容；最后结合教学情境资源的挖掘和分析，在次位概念或重要概念的教学过程中渗透学科大概念和跨学科大概念等。下面以“生态系统的能量流动和物质循环”为例，进行详细说明。

3.1 厘清单元概念进阶路径

“生态系统的能量流动和物质循环”属于“生物与环境是统一体”单元内的一节内容。根据《课程标准》要求，本单元需要通过“生态系统组成”“食物链和食物网”“生态系统的功能”“生态系统具有自我调节能力”等次位概念的教学，促进学生深度理解“生态系统作为有机统一整体，进行着物质循环和能量流动”和“生态系统的自我调节能力有一定限度，保护生物圈就是保护生态平衡”这两个重要概念的内涵，进而帮助学生建立“生物与环境相互依赖、相互影响，形成多种多样的生态系统”这一学科大概念。在教学过程中，教师还可以通过真实情境问题，进一步渗透“物质与能量”“系统与模型”等跨学科共通概念，引导学生以动态、综合的视角理解生态平衡，并进一步熟练掌握演绎、归纳、综合、比较等科学思维方法（图1）。

3.2 确定课时进阶起点、目标和活动内容

3.2.1 进阶起点

学习本节内容之前，学生已经掌握光合作用、呼吸作用、生态系统的组成与功能、食物链和食物网等相关次位概念，为本节课的概念学习奠定了必要的知识基础。

3.2.2 进阶目标

本课时学生需理解“生态系统中的物质和能量通过食物链在生物之间传递”这一次位概念。具体如下：

① 通过分析桑、蚕、鱼的能量获得和去向，构建能量流动概念模型，理解能量流动的特点；

② 借助模型探討桑基鱼塘碳循环过程，进一步完善、理解生态系统中的碳循环，以此阐述维持碳平衡的措施；

③ 基于桑基鱼塘能量流动和碳循环模型的比较，分析能量流动和物质（碳）循环的区别与联系；

④ 通过运用所学知识解释桑基鱼塘设计合理性，并为金坛某村设计鱼米之乡规划图，使学生逐步形成运用生物学概念或原理解决实际问题的能力，实现知识的迁移应用。

3.2.3 活动内容

基于真实情境的问题分析解决活动是初中学生习得生物学概念的重要途径。因此，教师选择桑基鱼塘作为贯彻始终的具体情境，充分利用学生已有概念知识开展层层深入的教学活动，帮助学生达成以上进阶目标。活动过程中，教师通过组织学生进行基于模型建构的问题分析以获得反馈，进而引导学生讨论、辨析、运用，最终促进学生建立正确的科学概念。

“生态系统的能量流动和物质循环”教学流程如图2所示。

3.3 大概念的渗透与培养

相较于次位概念和重要概念，大概念（包括学科大概念、跨学科大概念）具有抽象性，教师难以在一节课内获得反馈，因此其培养不是一蹴而就的过程。但由于大概念的重要教育意义，教师需要在课堂教学中以更上位的视角，在具体学科知识中持续渗透与培养大概念，以促进学生对大概念的深度理解。结合本单元概念进阶路径与本课时进阶目标，确定了与本课时教学相关的大概念及其渗透方式（表2）。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022：2.

［2］威金斯，麦克泰格著.赖丽珍，译.重理解的课程设计［M］. 台北：心理出版社，2011：6.

［3］哈伦著.韦钰，译.科学教育的原则和大概念［M］.北京：科学普及出版社，2011：12.