胡玉華：基于核心概念建構的生物學新課程教學
摘要：重視學科基本觀念和基本方法的形成，注重學生對學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和對概念定義的死記硬背，這是新課程與教學和傳統(tǒng)課程與教學相比最重要的轉變。但是在新課程教師培訓中，通過無數(shù)次的走進中學生物學的教學課堂進行聽課、說課、教學研討等活動，我們發(fā)現(xiàn)：很多教師在課堂上沒有抓住生物學的核心概念進行教學，教學中沒有前后一致、貫穿始終的生物學思想主線，致使學生對生物學現(xiàn)象本質的認識仍非常淺薄，解決生物學實際問題的能力非常有限，這對學生的終身發(fā)展是不利的。鑒于此，本文從生物學核心概念的內(nèi)涵角度論述了什么是生物學核心概念、怎樣甄別生物學核心概念，在此基礎上探索了生物學核心概念教學的基本程序。
關鍵詞：中學生物學；核心概念；核心概念教學
新課程改革的一個核心是要提高學生作為公民的科學素養(yǎng)。提高科學素養(yǎng)不是追求對科學事實和信息量的更多占有，而是要求對核心概念和科學思想的深刻領悟。因此，學生能否牢固地、準確地建立起反映生物學思想的基本的生物學核心概念體系，應當是中學生物學教學的主要目標。對生物學核心概念的掌握程度反映了一個人的生物學素養(yǎng)。因為生物學核心概念是反映學科本質的、構成學科骨架的概念，它們的組合能夠反映生物科學基本面貌。那么怎么來認識生物學核心概念？如何甄別生物學核心概念？如何進行核心概念的教學？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行一些探討。
1什么是生物學核心概念
1.1 從科學主題視角看生物學核心概念
自然界是一個相互聯(lián)系、相互作用的統(tǒng)一整體,人類認識自然的活動形成了科學。不同領域的各門科學學科之間在知識內(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科界限，將各分支學科統(tǒng)一起來的關鍵性概念 [2]，稱之為科學主題。美國加州的“科學框架”（SCIENCE FRAMEWORK for California Public School ）中，將“能量”、“演化”、“變化的形式”、“尺度與結構”、“穩(wěn)定性”、“系統(tǒng)與相互作用”提煉為科學主題[2]。
科學主題具有普適性，可以揭示科學知識的本質及其相互聯(lián)系，能夠將不同學科、不同分支的信息片段融入廣闊的、有邏輯內(nèi)聚力的結構中，在這樣的結構中，信息片段的關系被凸顯出來。
因此，在各學科教學中，我們要建構匯集信息片段的知識結構，并能將其納入到上述的全信息結構之中，這個知識結構的節(jié)點就是核心概念。
生物學是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學，在生物學這門基礎自然科學中，離不開對事物和現(xiàn)象的過細描述和具體分析。我們要能從科學主題的視角從眾多的生物學事實中提煉出反應學科本質的核心概念, 構建科學合理的學科知識邏輯體系。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思想和行為，如圖所示。 （見附件）
1．2 對生物學核心概念的認識
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和生物現(xiàn)象，如果我們陷在具體的生物學事實和表象性的認識上，這樣的教學側重于學習和記憶數(shù)據(jù)、術語等，學生只知道一些名詞、術語等零散的知識，所形成的知識結構只能是以知識點堆棧為主的知識結構，學生遷移能力較差，創(chuàng)新能力和解決實際問題能力不強，這無疑是一種低水平的教學。這就需要我們在眾多的生物學概念中提煉出能反映學科本質的、構成學科骨架的概念，因為這樣的概念可以統(tǒng)攝學科的一般概念，可以揭示一般概念之間的聯(lián)系，具有統(tǒng)整學科知識的功能，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；有些概念在某個層次上是核心概念，在更高一個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。對中學生物教師來說，立足于單元教學的層面進行核心概念的教學比較有實際價值。
例如，美國FOSS“觀察小龍蝦”教學單元（共6課時完成）的活動設計，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和材料的基礎之上，然后運用綜合的思維，掌握核心概念，并能將其匯入到科學主題結構之中。
2 為什么要進行生物學核心概念的教學
第一，生物學核心概念有助于提升學生的科學素養(yǎng)。我們曾對北京市某中學進行生物學素養(yǎng)調(diào)查時，提出了3個問題：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)學生對第一個問題的回答都正確；對第二個問題，多數(shù)學生回答，老師教的或書上寫的；對第三個問題，2/3學生回答，對考試有用，1/6學生回答，對健康有用，其余學生沒有作答。
這個回答引發(fā)了我們對新課程理念下培養(yǎng)學生生物學素養(yǎng)的進一步理解和深入思考。我們更多地關注“是什么”的生物學事實性知識，而對于知識是如何產(chǎn)生的，知識有什么用重視不夠。提高科學素養(yǎng)不能沒有科學知識的教育，但是并不追求對科學事實和信息量的更多占有，而是要求對核心概念和科學思想的深刻領悟。
第二，生物學核心概念具有文件夾功能。如果我們能夠成功地提煉教學單元的核心概念，并且將它們組合成能夠反映生物科學基本面貌的核心概念體系，然后圍繞該體系選擇知識內(nèi)容，淡化與該體系沒有直接關系的知識，這樣選擇出來的較少量的知識，比課程中龐雜的知識體系具有更強的學科教育功能。
第三，生物學核心概念具有統(tǒng)攝思維功能。核心概念的提煉和梳理需要按照知識的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律性，將零散的整體化、條理化，建構起脈絡清晰、條理分明、相互之間有機聯(lián)系的體系。這樣一個具有邏輯內(nèi)聚力的體系在建構過程中需要整體思維的把握。
第四，生物學核心概念具有很強的遷移教育功能?？茖W的其它領域同樣存在著可以反映事物規(guī)律與聯(lián)系的核心概念，對于學科核心概念的理解可以遷移到其它領域，這樣學生學會整體地、聯(lián)系地、發(fā)展地、本質地看問題，形成科學的思維習慣，掌握了有效的學習方法,就會成為很有智慧的人。
第五，生物學核心概念對未來學習有很好支持功能。這樣選擇出來少而精的知識,能使學生形成簡化的、實用的、本質的、對未來學習更有支持意義的、內(nèi)在邏輯性較強的學科基礎知識的結構底架。
3 以教學單元為基礎進行核心概念的教學
3.1 生物學核心概念的特征
核心概念不同于一般的科學概念，它可以統(tǒng)攝一般的概念，可以揭示學科知識的本質和學科知識之間的聯(lián)系，具有統(tǒng)整學科知識的功能。因此生物學核心概念應該具有以下特征：
第一，生物學核心概念是構成學科基本框架的概念。例如，生物學是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學，而細胞是生命的結構基礎，也是生命的最小功能單位。一群形態(tài)和構造相似、功能相同的細胞及其細胞間質，在生物體內(nèi)按照一定規(guī)律結合在一起，組成各種“組織”。幾種不同類型的組織，又按一定的結構聯(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)同工作再構成一個個機能系統(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“個體——系統(tǒng)——器官——組織——細胞”五個層次。因此，細胞是構成生物學科基本框架的概念，是生物學的一個核心概念，該概念的建構貫穿整個中學生物學。
第二，生物學核心概念是對今后學習起支持作用的概念。例如，受精是學習生殖和發(fā)育這個生命循環(huán)過程中是一個節(jié)點，是一個具有承上啟下功能的核心概念。
第三，生物學核心概念是具有思維訓練價值的概念。由于生物學核心概念是在許多一般概念的基礎上加以分析、綜合、比較、抽象、概括而成，實質上，它的形成過程需要綜合的思維能力。
3.2 以教學單元為基礎進行核心概念教學
美國課程專家H.Lynn Erickon提出了“概念為本的課程與教學”。她認為，教學重心應該從講授事實轉移到“使用”事實，具體事實應該作為工具來幫助學生發(fā)展深層理解和有效轉化知識的能力（理解力和遷移能力）；提高學業(yè)標準更多的是要求思維能力的提升，而不是掌握更多的事實材料。因此，課程內(nèi)容應該圍繞各學科的核心概念(居于學科中心，具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的概念)進行選擇，以便教授和評價更深層的理解力；學習重心應該從記憶事實轉移到理解可遷移的核心概念和對更為根本的知識結構進行深層理解，培養(yǎng)和發(fā)展思維能力[3]
依據(jù)H.Lynn Erickon教授的概念教學模式，結合我國中學生物教學的特點，我們認為中學生物核心概念的教學主要有以下幾步（如圖所示，圖見附件）
（1）以教學單元作為建構核心概念體系的基本單位
因為教學單元是一個相對完整的教學內(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有機的整體，因此教學單元是學生知識結構形成和發(fā)展的基本單位。以教學單元作為建構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核心，從整體設計出發(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，將學科的核心概念與課時的核心內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關系從縱向的角度聯(lián)系起來（如圖所示）。
依據(jù)H.Lynn Erickon教授的概念教學模式，結合我國中學生物教學的特點，我們認為中學生物核心概念的教學主要有以下幾步（如圖所示）：
（1）以教學單元作為建構核心概念體系的基本單位
因為教學單元是一個相對完整的教學內(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有機的整體，因此教學單元是學生知識結構形成和發(fā)展的基本單位。以教學單元作為建構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核心，從整體設計出發(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，將學科的核心概念與課時的核心內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關系從縱向的角度聯(lián)系起來（如圖所示見附件）。
（2）審視教學單元內(nèi)容，建構本單元的核心概念體系
從整體的角度，系統(tǒng)分析教學單元內(nèi)容的相關性和層次性，建構本單元的核心概念體系。
（3）把核心概念轉化為一些基本理解（學生的認知結構），這是期望學生從學習中逐漸形成的。
（4）把基本理解以“基本問題”的形式表達，以問題驅動教學和學習，促進學生的基本理解。
（5）根據(jù)基本問題設計教學活動、學習活動和評價活動，從而使學生參與基本問題討論和過程學習，這些活動和過程應有助于學生達到基本理解，最終完成知識建構，形成核心概念。
核心概念教學的程序（圖見附件）
在整個過程中，教師都要反復思考這樣的問題：通過這個教學單元，我最終希望學生知道什么、理解什么和能夠做什么?
以上只是依據(jù)H.Lynn Erickon教授的概念教學模式，對中學生物核心概念的教學程序進行了初步探索，它只是一個理想的操作設計，還需對它的內(nèi)涵價值、運作標準、實施細策等做進一步研究。
參考文獻：
[1]戢守志等譯．美國國家科學教育標準．北京：科學技術文獻出版社．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．北京：中國輕工業(yè)出版社．2003
