基于次位概念開展生物課堂教學(xué)

牛疊亞+解凱彬

摘 要 以“群落的演替”一節(jié)為例，闡述如何明確核心概念厘清次位概念關(guān)系及如何基于次位概念開展生物課堂教學(xué)的策略，為一節(jié)課隱性體現(xiàn)的核心概念提供支撐，提升核心概念的在解決現(xiàn)實(shí)問題中的遷移性和持久性的價值。

關(guān)鍵詞 群落的演替 次位概念 生物課堂

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

我國《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》（以下簡稱《高中課標(biāo)》）中明確指出“注重使學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué)，倡導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題過程中深入理解生物學(xué)的核心概念”，但即便是最簡單的一個核心概念通常也需要多節(jié)課甚至是更長時間的、多角度的學(xué)習(xí)才能形成認(rèn)識，所以核心概念是通過每節(jié)課掌握的次位概念（也稱之為一般概念）歸納總結(jié)逐步形成的。次位概念是下位概念，是在生物學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行概括、描述的概念。下面是以“群落演替”一節(jié)為例，討論基于次位概念開展生物課堂教學(xué)，指向核心概念，使得每節(jié)的生物課堂講授的次位概念教學(xué)具有內(nèi)在一致性，幫助學(xué)生建立穩(wěn)固的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)，達(dá)成對核心概念的深入理解。

1 明確核心概念，理清次位概念關(guān)系

教師在備課時，首先要明確本節(jié)課隱形體現(xiàn)的核心概念和次位概念是什么，理清次位概念之間的關(guān)系。幫助學(xué)生建立次位概念時，應(yīng)是圍繞核心概念進(jìn)行，教學(xué)便不會只是單純地教授細(xì)枝末節(jié)的知識，而是習(xí)得具有內(nèi)在的聯(lián)系的概念，從而建立穩(wěn)固的核心概念。

以下是筆者參考胡玉華列出的關(guān)于甄別生物學(xué)概念的四個標(biāo)準(zhǔn)：生物學(xué)核心概念是構(gòu)成學(xué)科基本框架的概念、是具有文件夾功能的概念、是具有統(tǒng)攝思維功能的概念、是具有遷移價值的概念，以及在研讀《高中課標(biāo)》的基礎(chǔ)上，列出的關(guān)于人教版生物《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第四章第四節(jié)“群落的演替”的核心概念和次位概念。

核心概念：組成生態(tài)系統(tǒng)的生物成分與非生物成分相互影響，共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞，生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

次位概念一：演替是隨著時間的推移，一個群落取代另一個群落的動態(tài)過程。

次位概念二：一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但徹底消滅了的地方的演替稱為初生演替。

次位概念三：在原有植被雖已不存在，但土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發(fā)生的演替稱為次生演替群落

次位概念四：人類活動往往使群落演替按照不同自然演替的速度和方向進(jìn)行。

本節(jié)課在指向核心概念的基礎(chǔ)上基于列出的四個次位概念開展生物課堂，在次位概念中，“演替”是演替的過程、演替的類型、演替的應(yīng)用等內(nèi)容的一個上位概念，其他概念的生成需要在理解演替的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。所以確定本節(jié)課的主線是“演替的概念→演替的類型→影響演替的因素及其對生活的應(yīng)用”。講解次位概念的順序是：次位概念一→次位概念二和次位概念三→次位概念四，通過四個次位概念的建立學(xué)生能在群落的層次上掌握核心概念。這樣使得概念的建立具有層次性，增加了核心概念形成的穩(wěn)固性。

2 借助問題串生成次位概念，深化核心概念的理解

教師以復(fù)習(xí)式的問題串導(dǎo)入課堂，問題如下：① 常綠針葉林和常綠闊葉林是不是兩個群落？差異是什么？② 判斷群落類型的依據(jù)是什么？通過復(fù)習(xí)式提問，為學(xué)生理解群落演替中“一個群落”和“另一個群落”的區(qū)別提供知識基礎(chǔ)。接著，教師展示1883年喀拉喀托火山爆發(fā)的視頻，并呈現(xiàn)之后科學(xué)家在此處研究生物數(shù)量和種類變化的數(shù)據(jù)，設(shè)置如下問題串：① 在裸巖中會不會有生物的發(fā)生？如果有生物，你們覺得是什么生物？② 為什么地衣是第一個占據(jù)裸巖的植物？③ 為什么苔蘚能取代地衣？這個取代是指“優(yōu)勢取代”還是“取而代之”？學(xué)生已有的觀念會引導(dǎo)他們理解教師或者教材呈現(xiàn)的信息，所以這些問題能調(diào)動學(xué)生已有知識，暴露學(xué)生的前概念，從而利于教師糾正學(xué)生的迷思概念，促進(jìn)學(xué)生理解群落演替的內(nèi)在原因——群落內(nèi)部的植物體改變了生態(tài)環(huán)境而引起的演替，同時使學(xué)生理解這也是群落演替的動力，從群落層次上指向理解核心概念中“生態(tài)系統(tǒng)的生物成分與非生物成分是相互影響的”。最后，教師通過展示美國北卡羅來納農(nóng)田研究數(shù)據(jù)圖表并提問：① 草本植物占據(jù)優(yōu)勢的原因是什么？② 你能說出灌木取代草本和喬木取代灌木的原因嗎？③ 是不是到了森林階段，地衣草本等植物就不存在了呢？④ 我們有生之年能看到自然狀態(tài)裸巖上長出森林嗎？這些問題逐步引導(dǎo)學(xué)生理解群落演替是在時間推移下進(jìn)行的漫長的動態(tài)過程，是一個群落替代另一個群落的過程，不僅建構(gòu)群落的演替這個次位概念，從群落的層次上理解生物與生物、生物與環(huán)境之間是相互作用的過程，而且從群落層次上為理解核心概念中生態(tài)系統(tǒng)中具有物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞奠定知識基礎(chǔ)。

3 借助生物學(xué)事實(shí)構(gòu)建次位概念，促進(jìn)核心概念的構(gòu)建

由于“演替”的概念是借助“初生演替”中的一種“裸巖上的演替”介紹的，學(xué)生只是了解“裸巖上的演替”這個生物學(xué)事實(shí)，尚未內(nèi)化為初生演替這個概念。教師可以展示“火山爆發(fā)后發(fā)生的演替”“覆蓋的冰層融化而暴露的某一地區(qū)上開始的演替”等多個生物學(xué)事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)這些生物事實(shí)的共同點(diǎn)，逐漸生成次位概念二。接著，通過展示“棄耕的農(nóng)田”中隨時間推移不同階段的照片，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)“棄耕的農(nóng)田上的演替”與“裸巖上的演替”的不同之處，從而生成次位概念三；通過判斷“野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”古詩中體現(xiàn)是初生演替還是次生演替的題目檢測學(xué)生的掌握情況，并從本質(zhì)上說明初生演替和次生演替的劃分標(biāo)準(zhǔn)是土壤的條件不同；接著，列出表格，從起始條件、時間、速度三個方面對比理解兩個次位概念，學(xué)生填表進(jìn)一步深化學(xué)生的次位概念。

通過表格的歸納和總結(jié)以及眾多生物學(xué)事實(shí)的列舉，學(xué)生在建立初生演替和次生演替兩個次位概念的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深化了對“演替是一個物種取代另一個物種，一個群落取代另一個群落的過程”次位概念的理解，指向核心概念中一個方面“生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)”，在群落層次理解核心概念指向的是生態(tài)系統(tǒng)中，生物之間通過相互作用形成動態(tài)的群落，促進(jìn)學(xué)生“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”的建立。

在次位概念一、二、三的建立基礎(chǔ)上，教師舉例“路周圍雜草分布”“過度放牧后的草原”“棄耕的農(nóng)田與精耕細(xì)作的農(nóng)田的對比”等生物學(xué)事實(shí)，并以提問方式引導(dǎo)學(xué)生思考人類活動對演替的影響：① 影響演替的速度和方向的有哪些因素呢？你能分別舉例子嗎？② 為什么內(nèi)蒙古草原的演替沒有發(fā)展到森林階段？③ 你能解釋路邊小草與人類活動的關(guān)系嗎？教師以問題促進(jìn)學(xué)生思考自然環(huán)境和人類活動是影響演替的重要因素，同時通過學(xué)生的回答總結(jié)人類活動往往是有目的、有意識地進(jìn)行，人類可以砍伐森林也可以封山育林，可以填湖造地，也可以退耕還林。最終建立次位概念四，得出結(jié)論人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行，而這個規(guī)律以及演替這個生物學(xué)知識也是“退耕還林、退耕還草”背后的理論依據(jù)。

正如布魯納的教學(xué)觀點(diǎn)：任何一門學(xué)科都有它的知識結(jié)構(gòu)體系，而教學(xué)的目的是使這些知識結(jié)構(gòu)內(nèi)化為人們頭腦中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。認(rèn)知結(jié)構(gòu)具有一定的層次性，如本節(jié)隱形體現(xiàn)的核心概念的建立需要從個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)四個層次才能達(dá)到對其真正的掌握，是需要多節(jié)課中的多個次位概念經(jīng)過歸納總結(jié)和深化達(dá)到的，而“群落的演替”一節(jié)只是在群落水平上理解生物之間的相近影響、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)等、生物與非生物之間是的影響、人類的活動影響生物演替中群落的穩(wěn)定性。如果不是在群落層次上對核心概念有了建構(gòu)，學(xué)生在學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)時，就很難有意義的建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的知識體系。所以基于次位概念開展生物課堂，巧用問題串，合理選擇事實(shí)性知識，才能保證學(xué)生的大腦積極的建構(gòu)知識而不是簡單地記住教學(xué)一個概念，使得建立的核心概念具有持久價值和遷移價值。

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