試論生物學學科“惰性知識”現象的成因和對策

摘 要：惰性知識是指無法進行有效遷移、靈活運用的知識，僅局限于對知識的表面理解，而不能促進個人素養的發展。本文分析了惰性知識現象的知識論根源，提出以素養為導向的知識教學實踐路徑，并進行舉例說明，旨在發展學生的學科核心素養。

關鍵詞：惰性知識；生物學學科；知識教學

文章編號：1003-7586（2024）07-0093-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

發展學生的生物學學科核心素養是高中生物學課程的設計宗旨和成功實施的基本要求。學科核心素養要求學生能在復雜的真實情境中靈活地解決問題，其形成是建立在內化理解知識的基礎上。然而，學生通常難以在不同情境中有效運用課堂中的所學知識，導致這些知識逐漸變為所謂的“惰性知識”。基于核心素養的真實內涵，累積大量的惰性知識并不等同于核心素養得到了發展。真正的素養應該體現在個人對知識的理解和運用能力上。［1］

核心素養目標與惰性知識之間存在的落差，促使教師必須重新認識并思考知識與素養的必然聯系，并基于此探索從知識教學導向核心素養發展的合理邏輯和實踐路徑。

1 學科知識與核心素養的應然聯系

1.1 惰性知識的知識觀根源

作為當下科學界對生命現象和生命活動規律的前沿理解，生物學學科知識是學生建立正確的生命觀、自然觀和世界觀的基礎，其育人價值毋庸置疑。因此，知識本身并非造成惰性知識的根源，而是由于課堂教學質量低下等原因，導致未能充分發揮知識在培養核心素養方面的價值。

知識教學的首要關注點是學生的知識觀，即知識的本質及知識形成的一般規律。我國的基礎教育普遍秉持以認識論為立場的知識觀，即知識是人類認識的成果，是經過實踐檢驗對客觀實際的反映。［2］因此教師通常需要在一定的知識觀的指導下開展教學。教師如何看待知識，如何理解知識學習與學生發展的關系，是發展學生核心素養的關鍵。

由于國內基礎教育的知識觀念缺乏靈活變通，在實踐教學中容易導致知識的靜態化和刻板化。教師僅把教材知識看作教學內容，將獲得符號化的知識作為教學目標，試圖在學生的頭腦中復刻現成的知識結論，最終可能導致學生的學科知識與思維之間產生割裂，以及知識的符號表征與內在意義分離等不良后果。此外，教師通常還將知識結構拆解成知識點進行教學，這種碎片化的呈現方式也會導致學生難以形成完整的知識結構。基于以上因素，學生獲得的知識往往是機械、淺顯、碎片化的，無法與現實生活產生有意義的聯結，最終表現為學生在面對不同的真實情境時，無法靈活運用習得的知識解決問題。

1.2 樹立教育學立場的知識觀

回顧生物科學史可以發現，知識的形成基于科學家秉持追求的真理價值觀，以及科學思維方式和方法的運用，對某一生物學問題進行的嘗試性求解。［3］因此，以文字等形式記錄知識結論，體現了生動的價值觀念和思想方法內容。例如，美國生物化學家卡爾文（M. E. Calvin）循環復雜化學反應機理研究的重大突破，離不開精巧的實驗設計和同位素標記等科學方法的運用，更重要的是源于科學家對真理的不懈追求和實事求是的科學態度。知識產生的過程體現著學者的學科核心素養。因此，在進行知識教學時，教師應充分展現知識結論背后的隱藏價值素養和科學方法來發展學生的學科核心素養。

基于此，核心素養導向的知識教學需要確立教育學為立場的知識觀，即以發展學生核心素養為出發點進行知識教學。教育學立場的知識觀是過程取向的，以知識教學作為發展學生核心素養的途徑和手段，在學習知識的過程中完善學生的知識結構、思維品質、行為方式、情感態度和價值觀；其次，教育學立場的知識觀是具有主體性和個性化的，通過教學引導學生對人類的公共知識體系進行個性化理解，構建并內化形成屬于自己的知識體系。在此過程中，學生對知識展開分析、研討和批判，進而全面深入地理解知識，使知識充分發揮其育人價值，從而促進學生核心素養的發展。

2 知識教學導向素養發展的基本邏輯

學科核心素養的內核在于正確價值觀的指導過程，從而靈活地在真實的學科情境中能夠進行知識的遷移和運用。核心素養建立在已有知識基礎之上，同時也超越了知識的范疇。知識與素養不是靜態的實體關系，而是一種動態的生成關系。因此，導向學科核心素養發展的知識教學應超越傳統的實體性知識的簡單講授，轉而強調以知識運用作為出發點，全面深刻地理解知識，力求實現知識的結構化與情境化，進而提升知識的遷移性。

2.1 開展大概念教學，促進個人知識的結構化

研究表明，專家和初學者在解決問題時表現出顯著差異的重要原因是專家的知識以大概念為核心進行了有序的組織。因此《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）強調了學科大概念的重要性，并明確了由大概念統籌的層級式概念體系。在教學實施中，教師應以促進學生大概念的形成為目標，設計指向大概念的關鍵問題，并以“關鍵問題確立—關鍵問題解構—關鍵問題解決與內化—關鍵問題評價”為線索設計教學流程，進行單元內容的重組，使各節課的教學內容成為大概念整體結構的有機組成部分，從而促進學生對知識的結構化整合。

2.2 關注知識形成過程，提升知識理解的深刻性

由概念、命題、原理等構成的顯性生物學知識都蘊含著其產生時采用的研究方法、思維方式及價值取向。例如，英國生物學家達爾文（C.R.Darwin）在《物種起源》等著作里集中體現了探索生物進化論采用的思維方式和探究方法，及其所秉持的價值觀。單純地傳授知識不足以培養學生的綜合能力及核心素養。以核心素養為導向的教學應透過知識表層，引導學生探尋知識形成的過程與邏輯，感悟其中蘊含的價值追求和科學精神。其本質是學生在教師設計的知識脈絡的引導下，通過思考、質疑和論證的過程，回顧知識的產生過程，并在從中建立個性化的理解。

2.3 鼓勵知識運用，促進知識的情境化

知識運用的過程不僅給學生提供了整合價值觀、必備品格和關鍵能力等素養的平臺，也有助于學生建立新舊知識之間的聯系，從而整合知識與生活經驗之間的差異。學科核心素養既是在運用知識的過程中體現的，也在運用知識過程中形成和發展的。這一思想深刻地揭示了核心素養的生成過程，也為發展核心素養提供了新的思路。

惰性知識之所以無法被有效運用，其根源在于學生獲取知識的過程是脫離實際情境的接受式學習，缺乏實踐性和情境性。以核心素養為導向的知識教學，其情境能夠作為知識運用的場所和

向素養轉化的橋梁。其中，不同情境對知識運用的驅動存在差異。能夠推動知識向素養轉化的情境應是復雜真實的，具備與實際生活相似的結構性問題，能促使學生分析問題的本質，選擇適合的知識解決問題，并對解決方案進行評估和表達，從而獲得實踐經驗和情感體驗。

3 知識教學導向素養發展的實踐路徑

核心素養導向的教學設計具有整體性。同時，其不同要素所對應的內容、策略和方法也各有不同。然而，單節課時的容量和可供選擇的教學策略方法是有限的。因此，落實核心素養目標的基本單位不應

僅限于單一的課時，而是由若干有邏輯聯系的課時構成的一個完整教學單元。只有在以核心素養為導向的教學目標的指導下，通過對單元教學內容的精心設計，整合相關的教學內容，選擇適當的教學方法，才能保證生物學學科核心素養的各個方面得到均衡發展。［4］下面以人教版普通高中教科書《生物學·必修 1· 分子與細胞》（以下簡稱“教材”）第6章“細胞的生命歷程”為例說明核心素養導向教學的實踐路徑。

3.1 確立單元主題和結構

單元主題是對單元教學的整體構想，其中包括對知識結構的梳理、對知識育人價值的提煉、對教學過程的初步設想等。確立單元主題的實質就是對單元教學中的教學目標、教學目的和教學過程的初步構建。

設計單元教學時，教師應根據《課程標準》和教材，通過分析單元知識之間的邏輯關系確定單元教學內容和結構，必要時可將不同模塊、不同章節的相關部分進行適當的整合和重組。

“細胞的生命歷程”講述了細胞增殖與分化、衰老和死亡的歷程，具有較強的整體性和邏輯性。為使學生全面認識細胞分裂方式的多樣性，并理解個體生殖和發育的細胞學基礎，教師可將“遺傳與進化”模塊中減數分裂和有絲分裂的相關內容整合進本單元。整合后的單元結構如圖1所示。

3.2 研制單元教學目標

（1）通過探究細胞的生長、增殖、分化、衰老和死亡，理解生命系統的發展變化規律，形成珍視生命、正視死亡的生命觀念。

（2）通過分析資料、觀看視頻等方式學習有絲分裂和減數分裂、受精作用的過程，理解生物親子代遺傳物質具有穩定性的機制，發展學生概括抽象的科學思維。

（3）開展觀察動植物細胞的有絲分裂和減數分裂的探究性實驗，并嘗試構建分裂過程中染色體形態、行為和數量變化的模型，發展學生的實驗探究和模型構建等能力。

（4）結合教材內容，聯系生活實際開展討論，理解不同細胞間的分工合作及影響細胞衰老和死亡的因素，認識個人與集體和社會的關系，踐行積極健康的生活方式，形成關愛老人的社會責任感。

3.3 設計和開展學習活動

核心素養導向的教學環節應圍繞教學目標開展。教師需要根據學習內容的特點和學生的認知習慣，設計系列化學習任務，以促進學生核心素養的遞進發展。教學活動應體現情境性，以真實生活為背景確立單元關鍵問題，以關鍵問題的解決為核心，分析問題解決的支持性條件和流程框架，并結合學生的素養發展水平，逐級設計驅動性任務，從而引導學生深度參與學習過程。學習活動應具有足夠的“挑戰性”，即學生必須通過吸收新知識、建立新體系，或者轉變思路、調整方法等具有一定難度的方式完成學習任務。學習活動還應當具有一定程度的開放性和自主性，教師根據各項活動的重要性和難易程度，合理安排教學活動，重要且需要教師指導的內容，可以安排在課堂進行；次要或學生可自行完成的活動，則可利用課后時間進行。由此，筆者設計的“細胞的生命歷程”單元學習活動如表1所示。

3.4 給予評價與反饋

教師應在單元學習的全過程中持續開展學習評價。評價的目的是從教與學兩個角度調控教學活動，從而幫助教師對教學設計進行及時改進，同時為學生提供即時反饋和指導，使學生能夠發現自身知識和思維的局限，

從而明確解決問題的思路，以保障教學活動的有效開展和

教學目標的達成。評價內容應與教學目標保持一致，包括學科大概念、思想方法、關鍵能力、價值觀念等方面。有效評價的核心在于根據課時和單元的學習目標，設計恰當的評價任務；預估學生的表現水平；制定明確的評價量表和評價標準，并根據學生的實際表現進行有據可依的評價。評價可采取定性與定量相結合的方式，其中定性評價可通過課堂觀察、作品展示、實驗操作、小組討論等方式進行，定量評價則可以借助制定的評價量表、調查問卷、書面作業、測驗等方式進行。

在單元教學前，教師可通過訪談交流或小測驗了解學生的基本水平，以確定或調整教學活動的安排和進度。教學過程中，教師則主要通過學生的課堂表現進行評價。學生對課堂討論的參與度、核心任務的完成情況、關鍵問題的回答都是重要的評價依據。例如，在細胞增殖部分，教師可依據學生構建染色體分裂過程中變化的模型進行評價，在評價中應重視學生對同源染色體等重要概念的理解。在單元教學結束后，教師可布置開放性的書面作業，收集學生的學習活動記錄單、實驗報告、作業，并制作學習檔案袋，以進行更為細致的形成性評價。最后，教師可依據核心素養目標設計單元測試，直觀地反映學生的學習成果。

參考文獻

［1］劉徽，蔡瀟，李燕，等.素養導向：大概念與大概念教學［J］.上海教育科研，2022（1）：5-11．

［2］郭元祥.論深度學習：源起、基礎與理念［J］.教育研究與實驗，2017（3）：1-11．

［3］李潤洲.基于完整知識觀的素養教學［J］.中小學教師培訓，2018（9）：33-37．

［4］杜變變，李胤寧.例談深度學習理念下的生物學科單元主題教學途徑［J］.中小學教材教學，2023（9）：76-80．