例谈指向生物学大概念的“五步路径”大单元教学设计

邓纯臻，李 刚

《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020年修订）》（下文简称“新课标”）指出，高中生物学课程是科学教育领域的重要学科课程之一，其精要是展示生物学的基本内容、反映自然科学的本质[1]1。为破解学生耗费大量时间用于识记庞杂且零散的学科知识的困局，“新课标”基于“少而精”的原则遴选了10 个生物学大概念统领全部必修和选择性必修的课程内容[1]12-30，指向学生对生物学概念的理解和应用，指向生物学学科核心素养的发展。大概念理念的落实必然需要借由大概念教学的实践，为此，生物学课堂教学应改变原有的主要以知识（活动）为核心而展开的课堂教学形式，转而以大概念为核心进行设计。

一、大概念的内涵与价值

（一）大概念的内涵

大概念，Big Ideas，也有学者将其译为大观念（big concepts）、大观点或大思想，几种提法含义相同。教育领域最早萌发的大概念思想可追溯到杜威的《民主主义与教育》，他在讨论有关“认识论”的问题时指出：“在教育的沉淀物中，学生一方面应该学习大量孤立的专门知识，另一方面又应该熟悉一定数量的法则和一般关系。”[2]他所谓的“法则”和“一般关系”其实就带有大概念的特征，但他将“专门知识”与其割裂开来进行讨论，认为不同学科应该掌握不同的内容，而且也没有进一步探讨“法则”和“一般关系”的内涵。因此有学者认为，教育领域中有关大概念的研究，最早可追溯到布鲁纳对教育过程中“学科结构”的探讨。他认为“学习（事物的）结构就是学习事物是怎样相互关联的”[3]24，对事物基本结构的学习与掌握有助于其“为学生将来服务”，即能够将原来学习获得的“技能”与“原理和态度”进行广泛的迁移[3]31。在课程与教学领域，最早对大概念进行详细阐述的是威金斯和麦克泰格，他们认为“大概念是那些用于课程、教学和评估方法的核心概念、原则、理论和过程，大概念是重要的、持久的，可以超越特定单元范围进行迁移”[4]，类似“魔术贴”的大概念，能够建立起基础知识与基本技能之间的关系，是教学与评估过程的“核心”。可见，大概念在本质上是概念的一种特殊形式，是在将众多基础概念结构化、网络化建立“概念关系”的基础之上进一步概括、抽象而形成的一种对客观世界的本质与规律的一般性认识，这种认识既可以是一种观念，也可以是一种思想。通常情况下，概念越“大”、其表述越抽象、越模糊，但其解释力与概括性反而越强。

（二）大概念的教育价值

大概念是一个蕴含着丰富内涵的意义模式，它同时具有认识论、方法论和价值论三重意义[5]，是学科思想和理论体系的负载体[6]。从结构上分析，大概念是一个纵横多维交错的概念系统，是一个包含众多要素的完整有机体；从本质上透析，大概念具有中心性、可持久性、可迁移性[7]以及发展性与精要性等特点。大概念能体现知识之间最为密切、最为核心的“联系”，能在学生学习多年之后依然存留在其脑海中，作为解决“很久以后”“各种情境”中的实践问题的学科基础与思想指引。此外，大概念还具有“少而精”的特点，即学生只需要掌握学科课程中最为核心的那部分内容就能解决他在将来可能会遇到的各种与学科相关的问题，这也就意味着学生不再需要将庞杂的学科基础知识作为识记的重点，不再需要将“题海战术”作为深度理解学科知识的学习实践策略。学生通过对大概念的深入理解，就能够提高学习效率、节约时间与精力成本，因此，这也是另一种形式的“减负”。

二、指向大概念的教学设计基本样态

（一）以大单元为教学设计基本单位

以“大单元”作为教学设计的基本单位，要求教师在设计的过程中必须提高站位，以起统率作用的大概念为出发点，对指向某个特定大概念的一个完整的教学单元或教学主题进行教学活动谋划。通常来说，大概念的生长与获得要求学习的基本单位覆盖更多的教学内容、横跨多个课时的学习，因此教师在设计时也就不再拘泥于单课时教学目标的达成，转而采用一种“放长线钓大鱼”的目标策略。大单元教学设计突破了“手枪点射式”的设计缺陷，转而为“霰弹枪喷射”的新形式，既扩大了覆盖范围，也提高了对目标的命中率；此外，这种节省大量备课时间的教学设计形式不仅能帮助教师更好地理解学科育人的本质，也能帮助教师转变教学观念，持有一种“学习决定时间”的观念，真正以学习结果的达成作为教学目标[8]。

（二）以大任务为课堂教学的主活动

大概念不可能通过教师单纯的“讲授”获得，需要学生在丰富的课堂教学内容中去感知学科事实与现象，也需要学生在完成真实的课堂教学任务中去理解学科概念。指向大概念的学习单元要求教师创设课堂“大任务”贯穿单元学习全程，以完整的学科实践活动承载大概念的基本内容。与传统的课堂小任务不同，单元大任务既与大概念发生紧密联系，又可被继续分解为多个小任务，与大概念之下的次级大概念或重要概念相关联，散布于各个课时的课中或课后。学生分步完成单元大任务的过程实际上就是在体验知识的产生过程、体验概念的抽提过程，也就是学生运用所学内容解决“模拟情境”之中的疑难困惑的过程。因为只有学生具身体验或实践过的知识才是记忆深刻的知识，才是具有巨大迁移潜力的知识。

（三）以大情境为教-学-评各环节的主载体

将大情境作为学科课程教学评等各环节的主要载体的理由在于“知识”与“情境”之间的不可分割性。首先，知识的产生过程实际上就是知识的“去情境化”，即将知识的情境性因素去除，以高度简洁、概括、抽象的形式呈现出来；其次，教学过程在本质上是对知识的“情境化”，即将教学内容与当下学生最熟悉的、最适切的生活情境相融合，缩减学科知识的“抽象性”与真实生活的“形象性”之间的距离，实现从教科书中“正式课程”到教师的“领悟课程”再到课堂教学的“运作课程”的转化；最后，教学评价要求评价者对知识“再情境化”，以新（陌生）情境考查学生对相关知识的应用，反映学生对相关知识的掌握情况与掌握程度。因此，指向大概念的大单元教学设计应以“情境”为主基调，创设“大情境”贯穿教-学-评等各个环节。

三、指向大概念的“五步路径”大单元教学设计

大单元视域下的大概念教学需要以大单元与大概念的双向联结为核心，遵照明线（大单元课程内容）与暗线（大概念体系）并行的方式进行大单元教学设计，依托“定核心——定目标——定任务——定评价——定结果”的五步路径展开。下文以人教版普通高中生物学教科书必修1《分子与细胞》中的第三单元“细胞的基本结构”为例，详细阐述如何开展指向大概念的“五步路径”大单元教学设计。

（一）定核心：确定大概念，绘制概念网络

大概念是大单元教学的核心与航标，以“暗线”的形式统领大单元教学的全部课程内容与整个教学流程，因此，大概念教学设计的第一步是确定单元大概念，并据此绘制单元的概念网络。大概念的遴选与确定，可基于国家政策、课程文件、课程标准以及学科理解等多种方式，也可通过高频概念、归纳总结、专家征询等方式进行筛选[9]。无论采用哪种方式，单元大概念的确定都必须基于单元教学内容，指向学科核心素养的培育，因此本单元大概念的确定主要基于“新课标”以及学科专家的研究成果[10]。

从整个必修1《分子与细胞》模块的课程内容来看，“细胞的基本结构”与“走近细胞”（第一单元）和“组成细胞的分子”（第二单元）共同从属于大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”，同时也是第一、二单元的延续与发展，遵循从“宏观——微观——宏观”认识生命系统的逻辑顺序。因此，本单元所指向的大概念有三个（细胞是生物体结构与生命活动的基本单位；生命的系统观；结构与功能观）。为了辨清大概念与生命观念的内涵与逻辑关系，本研究将单元教学的大概念目标划分为“学科知识大概念”（大概念1）和“学科思想大观念”（大概念2、3）两类：前者对应“新课标”中以学科知识体系为核心的10 个大概念，后者对应学科本质中“思想方法”层面的大概念，即高中生物学学科核心素养之一：生命观念。生命观念在本质上就是大概念的一种形式。

确定单元大概念之后，需要绘制概念网络，完成“单元大概念”向“课时大概念”的转化。首先，依据“新课标”中的内容要求以及教材的呈现顺序，参考教师教学用书中的单元内容结构建构“单元内容框架”，呈现各部分内容之间的逻辑联系。其次，从单元大概念出发，将本单元所对应的“次级大概念”“基础概念”以及“基本知识”联结起来，形成“单元概念网络”（图1），三个“概念层面”中，学科大概念居于“概念金字塔”的顶端，起统摄作用，对应一个甚至多个单元的学习；次级大概念是单元教学的核心，联结单元中的基础概念；而基础概念之间又互有关联，是进一步抽象化形成次级大概念的基础。

（二）定目标：基于大概念，设计教学目标

在确定大概念核心之后，需要结合生物学学科核心素养（课程宏观目标）、大概念体系（课程长远目标）、学业质量水平（分层评价目标）以及课堂教学实际情况（课时微观目标）等多个方面拟定详细的教学目标。综合来看，可将教学目标划分为“大单元教学目标”以及“分课时教学目标”两个维度：前者指向大概念的理解以及学科核心素养的养成，从宏观层面对较长时间内的教学活动规划教学目标；后者指向概念网络中的基础概念，从微观层面对较短时间内（一般以课时为单位）的课堂教学规划教学目标。通过分层级分解教学目标，将原本碎片化的目标达成转变为层级性的、系统性的目标达成，能有效深化学生对知识的理解以及对大概念的领悟和迁移。

图1. “细胞的基本结构”单元概念网络

针对大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”下的次级大概念“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”教学主题（对应“细胞的基本结构”大单元），结合“新课标”中的内容要求以及教科书教师教学用书进行分析，学生在完成本单元的学习之后应该达到如下目标（表1）。

表1. “细胞的基本结构”单元教学目标

（三）定任务：围绕大概念，构建情境任务

单纯的学科知识是高度抽象、零散、难理解的，因此，教学有必要将知识重新融入甚至还原到其应有的情境中去，让其更容易被理解、在不知不觉中被“吸收”。大概念教学需要围绕大概念创设科学合理的大单元教学情境任务，让学生在情境任务中经历思维的发展过程，像专家一样通过思考去发现具体知识、建构知识体系，而不是简单地获得“专家结论”。

“细胞的基本结构”的大单元教学设计围绕3个大概念创设了“建构并阐释真核细胞的三维结构模型”的情境任务。情境任务的创设过程遵循了两条基本原则：一是保证了情境的真实性与完整性，要求学生通过单元学习能够“建构并阐释真核细胞的三维结构模型”，在具身实践的过程中增强对三个大概念的理解。在这个任务中，情境是真实的，需要学生在“建构细胞模型”的操作实践情境中理解细胞的结构；同时，情境也是完整的，要求学生参与建构一个“完整的”细胞模型的所有环节。二是保持任务的连贯性与关联性，在单元教学的新课伊始即将作为单元学习的任务“航标”的“情境任务”呈现给学生，以大概念作为暗线指引学生关注任务的完成。课程内容的学习是顺次推进、逐步提升的，同时，也是朝着任务目标的达成不断靠近的，因此，情境任务具有连贯性；同时，细胞模型的建构需要学生将对细胞的“微观认识”转化为模型的“宏观体现”，很好地实现了课程学习内容（知识与概念）与任务环节的密切联结。

依照“单元内容框架”以及“单元概念网络”，本单元共划分5 个课时，每个课时的教学内容、情境任务以及概念体系的对应关系如（表2）。情境任务分为两种类型：单元情境大任务和课时情境分任务。其中，“建构并阐释真核细胞的三维结构模型”是本单元的“情境大任务”，贯穿单元学习的始终，要在单元教学起始阶段呈现给学生；同时，单元情境大任务也作为第5 课时的情境任务，指向单元课程学习结束后的总结归纳与大概念的揭示与聚合。每个课时的情境分任务是对单元情境总任务的分解，通过多课时的“情境分任务”共同指向情境大任务的完成。

表2. 围绕大概念的情境任务分解设计

（四）定评价：指向大概念，组织教学评价

1.依据大概念，编制单元评价试题

泰勒曾指出：“评估的过程，从本质上讲，就是判断课程教学计划在多大程度上实现了教育目标的过程。”[11]96大概念教学所对应的评价应该指向学生对大概念的理解或迁移的程度，因此，对单元大概念的理解是评价的首要目标。在明确评价的目标之后即可创设评价情境，“如果我们期望通过某个情境给学生一个展示他们分析问题的能力的机会，那么这种情境看起来可能是这样的：向学生展示大量书面形式的问题，然后要求他们对其进行分析。”[11]104在这种评价理念的指引之下，指向大概念的大单元教学评价应关注三个要点：一是要契合大概念目标，不能孤立地针对某个知识点进行评价；二是要创设能够联结大概念的大情境，让学生在大情境中展现出对相关大概念的理解程度；三是创设能够激发学生进行概念性思考的问题，以学生对问题的分析回答结果展现出他对大概念的理解与迁移程度。据此便可开发包括试题情境、评价目标、试题题面、评价要点以及作答建议等五个要素的情境评价试题，并于单元教学结束之后或在“揭示大概念”后分发给学生，引导学生从单元学习的全部内容出发进行作答。

2.指向大概念，开发试题评价量规

为了对学生的作答情况给出客观真实的评估、为学生的学习提供改进的反馈信息，同时对学生的学习情况进行水平划分[12]，教师在进行大单元教学设计时可开发配套单元评价试题的整体型量规[13]。量规的编制遵照大概念教学的核心理念，重视学生对单元大概念的理解与迁移过程，重点评价学生的作答中是否能够体现出相应的大概念。因此，教师在分发单元教学评价试题的同时（或之前），可将整体型量规一并分发给学生，既是对学生作答过程的指引，也能在教师给出评价结果之后引导学生对学习过程进行反思与改进。整体型量规最好是一种普适性的、能够用于整个学科所有单元评价试题的量规。因此，量规的开发有两点需要注意：一是量规需要与“评价要点”相一致，指向学生对大概念的理解与迁移；二是量规的使用需要与“评价要点”互补配合，既有量规在总体上的标准，也有“评价要点”中的细节要求。

（五）定结果：揭示大概念，开展反思学习

大概念的形成与发展需要教师进一步的揭示以帮助学生领悟。在完成单元所有的教学环节与情境评价之后，教师需要开展相应的概念揭示活动，帮助学生通览反思单元学习中的所有基础概念与基本知识，梳理概念与概念之间的联系，进而提炼、抽象、明晰单元大概念。为此，可以采用“概念拼图”的揭示活动进行反思引导。

“细胞的基本结构”单元的大概念包括3 个，可以将3 个大概念进行综合分析，拆解为3 个层次共6 块拼图，分别对应6 个核心概念拼图：细胞、细胞膜、细胞器、细胞核、结构、功能。首先，教师呈现“细胞”拼图，引导学生联想“结构”；第二，教师呈现“结构”拼图，帮助学生回忆“细胞膜”“细胞器”以及“细胞核”三个核心概念；第三，教师呈现“功能”拼图，再帮助学生整理联结“细胞”“细胞膜”“细胞器”“细胞核”四个核心概念；通过这几个顺次活动，能够有效帮助学生建立起概念和概念之间的联系；最后，引导学生对六个拼图进行通盘考虑，进而概括、抽象、明晰，形成大概念“生命的系统观”“结构与功能观”以及“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”。

四、小结与反思

大概念教学将“少而精”的大概念作为课程教学的着眼点与聚焦点，能有效地建立起零散知识与基础概念之间的纵横联系，使学科知识结构化、网络化、通联化，实现了知识之间的深度联结。大单元教学让学习过程成为一个连续的有机整体，也让学习活动成为一个完成的“学习系统”。一方面，学生在大概念目标指引下，在前后关联的单元情境大任务中通过“理论学习与实践应用的相互印证”而习得知识、熔炼思维、获得能力，发展相应的学科核心素养；通过单元评价试题的完成以及评价量规的使用时刻监控并反思自己的学习过程，提升问题解决能力。另一方面，教师在大概念目标指引下，通过“单元评价”反思教学目标的达成度、通过“概念揭示”凸显教学目标的清晰度。