大概念统整下的论证式教学设计
图分类号：G633.91文献标识码：B
当前的生物学课堂面临着课程内容迅速增加与课时不断压缩之间的矛盾，以及知识快速迭代与学生学习缓慢之间的矛盾等现实困境。解决以上问题的关键在于教师需要引导学生理解少数具有解释力的生物学大概念，而非简单地堆砌事实和理论，进而帮助学生理解与其生活相关的事件和现象。以光合作用的教学内容为例，学生可以通过生物学课堂了解光合作用的生化反应过程，却缺乏对生活现象的解释能力。因此，教师需要通过创设真实情境，引导学生运用证据进行科学论证，让学生认识光合作用的大致过程及物质转化和能量转换的实质，进而理解光合作用在自然界中的重要地位。基于此，本文围绕“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖\这一大概念，展开针对“光合作用的原理和应用\的论证式教学设计。
1教学内容分析
“光合作用的原理和应用\是人教版普通高中教科书《生物学·必修1·分子与细胞》以下简称“教材\第5章第4节的内容。“光合作用”一节的知识在绿色植物的新陈代谢以及生态系统的物质循环和能量流动中具有十分重要的意义。通过本节课的学习，学生可以理解植物细胞的重要代谢、掌握光合作用的基本原理并发展其生物学学科核心素养。依据教材内容和《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》要求，本节课主要根据光合作用发现史和科技热点，开展“一境到底\式的教学设计[2，基于大概念开展论证式教学并确定本节课的概念框架（见图1）。
学生在知识层面已掌握能够捕获光能的色素结构，初步形成结构与功能观，但对光合作用过程中的物质和能量变化尚不清楚。学生在能力层面已具备一定的资料分析、数据处理、模型构建能力，但仍缺乏综合分析、探究和解决实际问题的能力，理解抽象概念也有一定难度。这就要求教师在授课时能够运用浅显的语言、直观的图解、恰当的评价引导学生分析和解决问题，降低理解该内容的难度。
（1）通过概述光反应与暗反应的过程及二者之间的关系，形成细胞生命过程中存在“物质与能量变化\等的生物学观念。
（2）能够基于“假说-演绎\法，自制实验装置，改进实验方法，分组探究，深化相关生物学概念。
（3）能够基于光合作用的过程及原理，关注社会生活问题，尝试为“如何提高人工光合作用的效率”提出合理建议，提高社会责任意识。
3教学思路及设计
针对本节课的教学目标，笔者构建如图2所示的教学策略。教师借助科技新闻创设“人工光合作用”
这一贯穿式情境，旨在提高学生的学习兴趣并激发其求知欲，进而使其感知并构建概念。学生通过资料分析、问题串驱动等教学活动，归纳、概括知识点，构建模型并形成概念；基于“假说-演绎\法，自制实验装置，改进实验方法，分组探究，深化相关生物学概念；为社会生活问题提供建议，认同绿色植物在改善生态环境中的重要作用，内化并迁移应用概念；基于论证式教学策略，经历科学研究中收集资料、提出主张和辩驳等过程，培养科学思维；利用起承转合的贯穿式情境教学设计，避免在复杂的情境中学习，也避免割裂概念间的联系。教师通过设计并实践以上教学策略，在层层递进的问题情境中发展学生的生物学学科核心素养，提高学生深度学习的能力。
4.1起境：创设贯穿情境导入新课，感知概念教师播放“人工光合作用的研究进展\视频，创设“人工光合作用\的贯穿式情境，强调光合作用在现代科学技术创新中的重要价值，提高学生的学习兴趣并激发其求知欲。教师进而提出以下问题串：
绿色植物光合作用的场所在哪里？光合作用的总反应式是什么？学生回忆相关知识并进行回答后，教师进一步追问：光反应和暗反应的反应过程是什么？教师通过这一系列问题串引导学生构建光合作用的概念。
4.2承境：基于科学论证构建模型，形成概念
教师基于论证式教学策略，为学生提供丰富的证据材料，并以问题驱动学生进行解释推理，提出主张并形成概念（见图3）。[3]
根据以上CER论证模型，教师提出问题：光合作用中的来自还是？学生根据“气体之间容易发生转化”这一现象做出假设：来自（或）。接着，教师展示希尔（R.HilI）实验相关资料，引导学生认同光合作用中水的光解产生并生成。教师继续提出问题：光合作用中水的光解发生在哪里？学生通过推理“叶绿体更精细的亚显微结构”做出假设：水的光解发生在类囊体上。教师展示阿尔农（D.Amon）实验相关资料，用问题串引导学生在资料分析的过程中得出主张并进一步完善，理解水的光解发生在类囊体薄膜上，同时伴随着ATP和NADPH的生成。具体论证过程如图4所示。
教师继续用问题驱动学生对光合作用暗反应阶段进行论证，并提出问题：光合作用中的产生需要光照，糖类的合成是否也需要光照？学生根据布莱克曼（F.Blackman）的研究资料，经过假设一推理—质疑等过程提出主张：光合作用分为需要光的光反应阶段和不需要