探索單元教學設計中次位概念的有效構建

周耀紅

摘要以“生物催化劑——酶”為例，探索了單元教學中提升次位概念構建有效性的途徑，從梳理單元概念圖譜入手，注重情境在單元內的連貫，并以教學目標為依據，合理構建次位概念，實現單元教學中次位概念對重要概念的支撐作用。

關鍵詞 次位概念 重要概念 單元教學 生物學教學

中圖分類號G633. 91文獻標志碼B

利用單元教學設計，落實生物學學科核心素養是目前備受認可的做法。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《新課標》）中“內容聚焦大概念”是基本理念之一，也是單元教學設計的引領。以大概念為統領，聚焦若干重要概念，再分別依賴次位概念的構建支撐重要概念的形成，進而完成相對完整的單元教學設計，是落實學科核心素養的有效方式。

在單元教學設計所依賴的概念圖譜中，次位概念（也稱一般概念）是基于若干生物學事實性知識而形成的。次位概念的有效支撐是學生重要概念形成的基本保障。聚焦于同一重要概念下的次位概念足夠清晰，邏輯順暢，才有可能逐層、逐級構建出大概念下完整、系統的知識網絡，進而完成生命觀念的滲透和內化。下面嘗試以“生物催化劑——酶”的教學為例，探索單元教學設計中次位概念的有效構建。

1梳理概念圖譜，明確不同概念間的關聯

《新課標》中導向“物質與能量觀”的大概念之一是“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”。依據《新課標》，同時結合樊婷婷的相關研究，對“酶”所屬單元相應概念圖譜的梳理為圖1。

由圖1可知，重要概念2強調“細胞的功能基于化學反應”，而化學反應的高效有序進行有賴于酶的催化。同時，對酶的催化功能的理解也有助于理解次位概念2中ATP、ADP的相互轉換，有助于理解次位概念3和4中的光合作用和細胞呼吸所實現的物質和能量轉換。

2注重情境設計，合理融入單元主線

學科知識本來就產生于某種特定的情境中，而脫離了特定的情境，學科知識就會僵化，缺乏生命力。對于單元整體教學設計而言，創設一條能貫穿單元內容的情境主線則有助于順利地派生出單元內的各條分支內容。

“酶”所屬單元在整體設計時可嘗試以“健康食譜的設計”為情境主線。與食譜中營養物質的消化吸收相關聯，以學生相對熟悉的消化酶作為構建該次位概念的情境，既連貫又合理。從認識“消化酶”開始，再類推到細胞內各類生化反應均由酶來催化也顯得相對自然。與“消化酶”相關聯，教師可以派生出“消化不良”和“多酶片”等情境，并由此設計多角度、多層次的學習問題或任務。相對連貫或有關聯的情境設計有助于學生順利地沿著單元情境主線，有效地“吸附”并構建單元內的次級概念。

3依據教學目標，有效構建次位概念

《新課標》中有關酶的內容要求是“說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環境因素（如pH和溫度等）的影響”。從學業要求角度分析，相應的教學目標包括：認識酶的化學本質絕大多數是蛋白質；從蛋白質結構與功能相適應的角度，說出酶作用的特點，認識到酶是細胞內實現物質和能量變化的重要分子；比較酶和無機催化劑的異同，理解酶的催化特性；運用實驗數據解釋溫度、pH等條件對酶活性的影響，理解實驗設計中控制變量原則，能對實驗現象和結果進行解釋和分析。

《新課標》給出的教學建議中強調了“實驗教學”在生物學學科素養達成上的重要支撐意義，并說明了“組織以探究為特點的主動學習是落實生物學學科核心素養的關鍵”。因此，在“酶”這一節內容的教學設計上較多地采用了實驗教學的方式。教學過程主要流程如圖2所示。

教師從與單元情境“健康食譜設計”相關聯的情境分支“消化酶”出發，通過課堂實驗（物質鑒定實驗的應用）和資料分析，輔助學生確認酶的化學本質問題；再從學生已知的多種消化酶，引導學生探究酶的特異性（專一性）；輔以“酶作用機制”的動畫視頻，進一步引導學生理解酶與底物特異結合后發揮催化作用。學生進而通過類比推理，明確細胞內的各種化學反應也需由不同的酶來催化。教師以細胞內的過氧化氫酶為例，引導學生探究酶的催化效率，后續則可順利地引導學生進一步探究溫度和pH對酶催化效率的影響。從提升學生思維品質考慮，教師可增設問題“為什么消化酶沒有分解自身細胞？”和酶原的相關信息，以引導學生在新信息處理和討論的過程中進一步理解酶催化作用發揮的重要機制。最后，教師聯系“多酶片”的應用，使學生體會到學科知識在醫學領域的應用，并提倡健康飲食。

單元教學設計可以認為是一種由上而下的系統設計，強調把一個主題或項目的單元教學內容作為一個整體，指向關聯緊密的教學目標、實施適切的教學過程和教學評價，凸顯了學科核心素養養成的長期性、滲透性和整體性等特點。而次位概念的有效構建正是重要概念形成的基礎保障。基于次位概念設計的教學，教師需引導學生回顧該概念在整體單元中的位置，幫助學生找到與重要概念的直接關聯點，確保學生有層次地建構知識，使得建立的大概念提升至觀念的層次，進而落實學科核心素養的培養。

參考文獻：

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