基于核心素養(yǎng)的學(xué)科大概念及其教學(xué)策略

基于核心素養(yǎng)的學(xué)科大概念及其教學(xué)策略在教學(xué)內(nèi)容的選擇、組織和設(shè)計(jì)過程中以大概念為核心，是表淺學(xué)習(xí)向深度學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化的一個(gè)抓手，有助于促成知識向素養(yǎng)轉(zhuǎn)化。依據(jù)埃里克森概念教學(xué)模式，筆者構(gòu)建了圍繞大概念的學(xué)科教學(xué)策略：整體審視單元內(nèi)容，明確本單元大概念，為思維過程指明方向；以大概念為統(tǒng)攝，構(gòu)建具有邏輯內(nèi)聚力的知識層級結(jié)構(gòu)；通過問題與活動的設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生建立大概念、重要概念、一般概念和事實(shí)之間的廣泛聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生對大概念的深層理解；設(shè)計(jì)基于真實(shí)情境的評價(jià)方式，考察學(xué)生知識建構(gòu)的情況和對大概念的深刻理解。為了避免學(xué)生對科學(xué)內(nèi)容知識的學(xué)習(xí)出現(xiàn)碎片化、只記憶繁雜的事實(shí)和表象性概念、缺乏對知識的深層理解等表淺學(xué)習(xí)現(xiàn)象，國內(nèi)外學(xué)者提出了大概念的教育主張，強(qiáng)調(diào)在教學(xué)內(nèi)容的選擇、組織和設(shè)計(jì)過程中以大概念為核心，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的“少而精”，這樣才有助于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，促成知識向素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化?！笆裁词谴蟾拍睢⒋蟾拍钣惺裁唇虒W(xué)價(jià)值、如何圍繞大概念組織教學(xué)”成為教育工作者共同關(guān)注的熱點(diǎn)話題，也是一線教師必須面對和亟須解決的問題。一、對大概念及其內(nèi)涵的理解英國教育專家溫?哈倫指出，科學(xué)教育絕不是學(xué)科事實(shí)和基本理論的簡單堆砌，而是實(shí)現(xiàn)一個(gè)向大概念逐漸趨近的過程，這樣才有利于學(xué)生解決與他們生活緊密相連的問題。2017年頒布、2020年修訂的普通高中各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)不約而同地提出“以大概念促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)”，強(qiáng)調(diào)教師在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)要摒棄碎片化知識結(jié)論的堆砌，重視以大概念為統(tǒng)攝的知識結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)?？梢?，以大概念為核心開展各學(xué)科教育教學(xué)活動已成為當(dāng)前教育的發(fā)展趨勢和熱點(diǎn)議題，也是各學(xué)科落實(shí)核心素養(yǎng)的重要途徑。那么，什么是大概念？“在科學(xué)教育中，要幫助學(xué)生建構(gòu)整合各個(gè)信息片段的、具有邏輯內(nèi)聚力的知識結(jié)構(gòu)，并將各個(gè)片段匯集到上述的全信息結(jié)構(gòu)之中，而這個(gè)結(jié)構(gòu)體系的核心就是大概念”。美國課程專家馬克?威森(MarkRWilson)指出大概念居于學(xué)科知識領(lǐng)域的中心，具有普適的、持久的解釋力。它們是學(xué)科中各種概念、原理、規(guī)律建立內(nèi)在聯(lián)系的根源。學(xué)生對大概念的理解應(yīng)該隨著認(rèn)知能力和經(jīng)驗(yàn)的增長而逐級加深。梅查爾斯(MichaelsS.)認(rèn)為大概念是學(xué)科知識的主干，是學(xué)生忘記了具體的學(xué)科內(nèi)容后仍然能夠繼續(xù)新探索的知識。他強(qiáng)調(diào)大概念可以揭示知識之間的聯(lián)系并會隨著學(xué)生年級的增長而被以更復(fù)雜的方式深入理解。我國學(xué)者形象地將大概念比喻為細(xì)胞中的細(xì)胞核，從結(jié)構(gòu)上看它位于細(xì)胞中心，外圍有細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜；從功能上看它是生命活動的控制中心，控制著生物的生長、發(fā)育、遺傳、變異等全過程。大概念正如細(xì)胞核，位于學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的核心，統(tǒng)攝著學(xué)科的其他概念與事實(shí)。其他知識的學(xué)習(xí)逐漸向大概念趨近，最終實(shí)現(xiàn)對大概念的深度理解和掌握。大概念是居于學(xué)科中心構(gòu)成學(xué)科骨架的、能反映學(xué)科本質(zhì)特征的概念。它不同于普通的科學(xué)概念，它是學(xué)科思想方法和學(xué)科理論體系的負(fù)載體，能揭示學(xué)科知識內(nèi)容之間的普遍聯(lián)系并能反映學(xué)科本質(zhì)。例如，生物學(xué)學(xué)科大概念“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”，不僅揭示了形態(tài)各異的生物體在結(jié)構(gòu)和功能上的本質(zhì)特征，還揭示了認(rèn)識生物體結(jié)構(gòu)及其生命活動的思維路徑；既是生物學(xué)學(xué)科知識，又反映了學(xué)科思想方法。不難看出，大概念不同于一般的科學(xué)概念，它相當(dāng)于學(xué)科知識的“聚合器”，能把不同的知識聚合起來，揭示知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。大概念具有三個(gè)基本特性：一是思想方法性。大概念反映學(xué)科本質(zhì)，本身就蘊(yùn)含著學(xué)科的思想方法，是認(rèn)識學(xué)科問題的一種視角和方法。例如，“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”這一大概念，反映的是自然界中形形色色的生命存在形式和生命活動現(xiàn)象的根本屬性、基本規(guī)律，不僅揭示了生命及其活動的本質(zhì)特征，還為我們提供了分析生命現(xiàn)象的思路和視角。二是普適性。大概念是具有廣泛解釋力的概念，不僅可以用于解釋、理解現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)實(shí)際中遇到的各種學(xué)科問題，還可以對一些現(xiàn)象做出預(yù)測和推斷。例如，依據(jù)“生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一大概念，當(dāng)我們觀察到某動物的腳趾間長有蹼時(shí)，可以推測它生活在水中或濕地，而且還可以推測它會游泳。三是統(tǒng)攝性。大概念是學(xué)科的骨架，可以統(tǒng)攝其他的學(xué)科概念和相關(guān)事實(shí)，使它們構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。例如，“生物與其生存環(huán)境相適應(yīng)”這一大概念，可以統(tǒng)攝種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈、食物網(wǎng)等諸多概念，使其成為以大概念為核心的整體結(jié)構(gòu)。依據(jù)諾瓦克(JosephD.Novak)概念地圖模型以及各學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)對大概念及重要概念的描述，筆者構(gòu)建了大概念統(tǒng)攝下的知識層級結(jié)構(gòu)圖（圖1）。該結(jié)構(gòu)圖強(qiáng)調(diào)了知識不是概念與事實(shí)的簡單堆積，而是一個(gè)有機(jī)的整體，知識之間存在著不可裂割的相互連接。該結(jié)構(gòu)圖由四個(gè)層級組成，呈現(xiàn)了從事實(shí)開始，依次遞進(jìn)，直至大概念的過程，層級越高，解釋力越強(qiáng)。在這個(gè)層級結(jié)構(gòu)中，事實(shí)是認(rèn)識科學(xué)現(xiàn)象的基本起點(diǎn)，通過對相關(guān)事實(shí)的認(rèn)知?dú)w納概括出一般概念。這里的事實(shí)包括了大量的具體的客觀事件（如洋蔥的表皮是由扁平狀的細(xì)胞構(gòu)成的、人的口腔上皮細(xì)胞沒有細(xì)胞壁等）以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果（如洋蔥表皮細(xì)胞直徑約為50um、正常人體細(xì)胞含有23對染色體等）等，其特點(diǎn)為：（1）可通過直接的觀察測量獲取，（2）可被反復(fù)證明。一般概念與事實(shí)直接連接，但概括性高于事實(shí)，需要對事實(shí)加以分析歸納，得出一個(gè)客觀的結(jié)論。例如，植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁而動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，大多數(shù)細(xì)胞都具有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)，等等。兩個(gè)或兩個(gè)以上的一般概念按照一定的邏輯關(guān)系連接在一起形成重要概念。重要概念具有更高的概括性，它不僅可以揭示一般概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，還具有一定的普適性和遷移應(yīng)用價(jià)值，例如，“細(xì)胞是構(gòu)成生物系結(jié)構(gòu)的基本單位”這一重要概念，從結(jié)構(gòu)角度闡釋了不同形態(tài)生命體的本質(zhì)特征。由于重要概念更接近大概念，其解釋力比一般概念有更大的空間。大概念位于知識層級結(jié)構(gòu)的最高層，埃里克森（H.L.Erickon）將其稱為“概念聚合器”，它將相關(guān)的事實(shí)和不同層級的概念聚合為一個(gè)統(tǒng)一的整體，即將大量的知識聚合成少量的普適性的認(rèn)識，這種普適性認(rèn)識的解釋力和遷移價(jià)值會更高，學(xué)生一旦理解了大概念，不僅能解決新情境中的新問題，通過大概念的遷移應(yīng)用，還能解釋與他們生活和生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)的問題。這樣一來，學(xué)生不但減輕了學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，不必再面面俱到地學(xué)習(xí)大量的表淺知識，而且提升了分析問題、解決問題的能力，這正是大概念受到國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注的原因所在，也是大概念的教學(xué)價(jià)值所在。二、圍繞大概念組織教學(xué)的策略大概念是表淺學(xué)習(xí)向深度學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化的一個(gè)抓手，國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，圍繞大概念組織教學(xué)是一種經(jīng)濟(jì)且有效的教學(xué)方式；教學(xué)內(nèi)容圍繞大概念展開，教學(xué)活動幫助學(xué)生建構(gòu)大概念，有助于學(xué)生對學(xué)科內(nèi)容的深度理解和遷移應(yīng)用。依據(jù)埃里克森概念教學(xué)模式，筆者構(gòu)建了圍繞大概念的教學(xué)設(shè)計(jì)程序和方法，由四個(gè)主要環(huán)節(jié)構(gòu)成，具體如圖2所示。（一）審視單元知識內(nèi)容，明確學(xué)科大概念，把握教學(xué)核心在審視單元知識內(nèi)容時(shí)，我們首先要考慮的是，什么知識是最有價(jià)值、最能轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)的知識？圍繞大概念組織并開展教學(xué)活動，有助于學(xué)生對知識的深入理解和遷移應(yīng)用，也有助于發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，單元知識中大概念是核心，教學(xué)應(yīng)該直接指向大概念的形成。但現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中，僅僅停留在零散事實(shí)和孤立知識點(diǎn)記憶層面的表淺學(xué)習(xí)并不少見。這與部分教師對大概念的理解不到位、對教學(xué)核心把握不準(zhǔn)確有直接關(guān)系。.案例分析以生物學(xué)學(xué)科中的“細(xì)胞”概念教學(xué)設(shè)計(jì)（圖3）為例加以闡釋。該教學(xué)盡管設(shè)計(jì)了學(xué)生的觀察體驗(yàn)活動，也引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了比較分析，但教師基本的關(guān)注點(diǎn)在于讓學(xué)生記住植物細(xì)胞有哪些結(jié)構(gòu)、動物細(xì)胞有哪些結(jié)構(gòu)、各結(jié)構(gòu)分別有什么功能，最后讓學(xué)生死記硬背細(xì)胞的定義。這樣的教學(xué)沒有讓學(xué)生體驗(yàn)到細(xì)胞（微觀）與生物體（宏觀）之間的聯(lián)系，學(xué)生只記下了動植物細(xì)胞的組成、功能等零散的知識和細(xì)胞的定義，而沒有理解概念的本質(zhì)（細(xì)胞的“單位”屬性），也就不能從生物體這個(gè)宏觀的視角去理解它的微觀本質(zhì)。這樣的定義在學(xué)生的頭腦中只有短暫的壽命，很快就會被遺忘，不利于學(xué)科核心素養(yǎng)的提升?！翱茖W(xué)教育需要圍繞涉及重要科學(xué)領(lǐng)域的有結(jié)構(gòu)、有聯(lián)系的大概念來進(jìn)行學(xué)習(xí)”。.教學(xué)改進(jìn)如果是圍繞大概念的教學(xué)，首先，要以“自然界中有多種多樣的生物，其結(jié)構(gòu)的基本單位是什么”為驅(qū)動性問題，引導(dǎo)學(xué)生通過類比活動感知細(xì)胞的存在，并認(rèn)識到身邊的動物、植物以及人體本身都是由細(xì)胞構(gòu)成的，從而認(rèn)識到“各種各樣的生物體本質(zhì)上有著共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，細(xì)胞是構(gòu)成它們的基本單位”。其次，在此基礎(chǔ)上，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)，了解“盡管組成不同生物體的細(xì)胞在形態(tài)上有所差別，但基本結(jié)構(gòu)都包括了細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核三個(gè)部分，不同的部分具有不同的功能”。最后，提出問題“細(xì)胞能進(jìn)行生命活動嗎？”引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識“每一個(gè)細(xì)胞都相對獨(dú)立地生活著，是有生命的，正因?yàn)槿绱?，生物體才表現(xiàn)出生命現(xiàn)象”，在宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)之間建立起聯(lián)系。改進(jìn)后的教學(xué)思路如圖4所示?？梢?，圍繞大概念的教學(xué)并不是孤立地記憶概念定義，而是首先要明確本單元的大概念是什么，然后自始至終都要以這個(gè)大概念為核心，讓學(xué)生認(rèn)識概念的本質(zhì)和概念間的聯(lián)系，促進(jìn)對大概念的深層理解。（二）以大概念為統(tǒng)攝，構(gòu)建具有邏輯內(nèi)聚力的知識層級結(jié)構(gòu).構(gòu)建方法首先，審視單元知識內(nèi)容，明確這些知識之間存在怎樣的層級關(guān)系，并區(qū)分出不同知識在教學(xué)中的地位，即區(qū)分出本單元的大概念是什么，這些大概念又可分解為哪些重要概念，支撐重要概念建構(gòu)的一般概念和事實(shí)又有哪些。其次，以大概念為統(tǒng)攝，將單元知識內(nèi)容按照內(nèi)在邏輯關(guān)系建立起合理的連接。.案例分析依照上述方法和圖1的模式，建構(gòu)“細(xì)胞”單元的知識層級結(jié)構(gòu)，具體如圖5所示。以大概念“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”為統(tǒng)攝，把單元中各個(gè)層級的知識內(nèi)容聚合成一個(gè)具有邏輯內(nèi)聚力的整體，知識之間的普遍聯(lián)系被整體呈現(xiàn)出來。這種圍繞大概念建構(gòu)的知識層級結(jié)構(gòu)能夠把零散的事實(shí)、一般概念和重要概念等信息連接起來，并解釋它們之間的相互關(guān)系。擁有這樣的知識結(jié)構(gòu)能使學(xué)生更易洞察事物的本質(zhì)，也能把所學(xué)知識遷移應(yīng)用到新情境中，從而真正促進(jìn)素養(yǎng)的提升。（三）通過驅(qū)動性問題與活動設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生對大概念的深層理解在組織教學(xué)時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生自下而上地進(jìn)行歸納概括，即從學(xué)科事實(shí)出發(fā)，去分析與之相對應(yīng)的一般概念，一般概念又可匯入具有更大解釋力的重要概念，不同的重要概念相互關(guān)聯(lián)形成大概念。所以，整個(gè)教學(xué)過程就是向大概念逐級趨近的過程，重在幫助學(xué)生形成合理的知識結(jié)構(gòu)以及分析、解決問題的視角與方法?？刹扇∫詥栴}為驅(qū)動、精心設(shè)計(jì)多樣化活動的教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生對大概念的理解。例如，生物學(xué)學(xué)科中“空中飛行的動物”單元，教師圍繞大概念“生物體結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)”進(jìn)行了如表1所示的問題與活動設(shè)計(jì)?？梢?，圍繞大概念組織教學(xué)，其教學(xué)策略關(guān)注的不是具體知識的簡單記憶，而是通過設(shè)計(jì)與大概念相呼應(yīng)、具有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動性問題和學(xué)習(xí)活動，組織學(xué)生經(jīng)歷觀察體驗(yàn)、分析推理、抽象概括等思維過程，促進(jìn)認(rèn)知活動經(jīng)驗(yàn)的積累，提升分析和解決問題的能力，促進(jìn)知識向素養(yǎng)轉(zhuǎn)化。學(xué)生認(rèn)識的發(fā)展是在系列問題的驅(qū)動下進(jìn)行的，因此，問題系列既是教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極思維的手段，也是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的策略。針對驅(qū)動性問題設(shè)計(jì)多種多樣的體驗(yàn)性活動，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、比較、概括、遷移等思維活動，經(jīng)歷“直觀（形成表象認(rèn)識）—抽象（概括出本質(zhì)特征、建構(gòu)概念）—應(yīng)用（解決、解釋問題）”的過程，將相關(guān)知識建立聯(lián)系，形成知識結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)改變了以往以具體事實(shí)記憶為主的教學(xué)，使學(xué)生在解決問題的過程中提升了認(rèn)識能力，逐步加深了對大概念的理解。（四）設(shè)計(jì)基于真實(shí)情境的評價(jià)方式，考查學(xué)生對大概念的深層理解由于素養(yǎng)是學(xué)生面對真實(shí)、復(fù)雜情境時(shí)解決問題的能力和表現(xiàn)出的品格，因此基于真實(shí)情境的評價(jià)成為核心素養(yǎng)評價(jià)的主要形式。其特點(diǎn)為：（1）真實(shí)情境，（2）聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)以及支撐該素養(yǎng)的大概念，（3）富有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜任務(wù)。評價(jià)的形式可以是制作、項(xiàng)目、設(shè)計(jì)、課題、論文以及開放性測試題等。例如，在考查學(xué)生對“生物進(jìn)化”概念的理解時(shí)，教師設(shè)計(jì)了這樣的情境和問題：現(xiàn)代馬的體形多為流線型，且可以快速奔跑?？茖W(xué)家找到了與現(xiàn)代馬相似的動物骨骼化石并認(rèn)為它們可能是現(xiàn)代馬的祖先，表格中提供了三種化石和現(xiàn)代馬的資料。問題1：表格中的什么證據(jù)證明了現(xiàn)代馬是從其他三種動物隨時(shí)間演化而來的？問題2：要想證明現(xiàn)代馬是如何進(jìn)化來的，科學(xué)家還需要做哪些研究？問題3：下列關(guān)于進(jìn)化論的四個(gè)描述，你認(rèn)為哪一個(gè)最準(zhǔn)確？A.該理論不可信，因?yàn)椴豢赡芸吹轿锓N是怎樣進(jìn)化來的B.進(jìn)化論只適用于動物，不能應(yīng)用于人類C.進(jìn)化論是迄今為止建立在廣泛觀察基礎(chǔ)上的科學(xué)理論D.進(jìn)化論是得到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的理論從這個(gè)測試題可以看出，該評價(jià)不偏重于具體的、零散的知識再現(xiàn)，而是讓學(xué)生面對復(fù)雜的、富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，考查他們對概念的理解程度以及利用證據(jù)做出解釋的能力。要想解決問題，學(xué)生需要利用情境中的信息和學(xué)過的知識進(jìn)行推理、論證，做出符合邏輯的回答。同樣是評價(jià)學(xué)生對“生物進(jìn)化”概念的理解，我們通常的做法如下。判斷題：生物進(jìn)化的觀點(diǎn)被廣泛接受，是因?yàn)橛写罅孔C據(jù)的支持。填空題：按生物進(jìn)化理論，生物的發(fā)展規(guī)律是：從（）到（），從（）到（）。兩種評價(jià)方式的差別顯而易見。我們通常的這種評價(jià)方式脫離了知識的生成和呈現(xiàn)情境，只能考查學(xué)生是否“記住”，并不能反映學(xué)生對概念的理解程度和思維過程