基于概念的高中生物学学习进阶教学设计
摘要：学习进阶教学通过帮助学生充分理解概念，有效发展学生的生物学学科核心素养。本文以“基因突变及其他变异”一章内容为例，展示了基于概念的学习进阶教学设计路径，以期为一线教师的教学活动提供参考。
关键词：概念；教学设计；学习进阶；核心素养
文章编号：1003-7586（2024）09-0037-04中图分类号：G633.91文献标识码：B
“基因突变及其他变异”是人教版普通高中教科书《生物学·必修2·遗传与进化》（以下简称“教材”）第5章的内容，是对学生前期所学知识的综合性运用，同时为学生后续学习教材第6章“生物的进化”内容奠定理论基础。然而，该章涉及基因与染色体在分子水平上的变化，其变化过程的微观性和相关概念的抽象性导致部分学生学习本章内容时存在困难。学习进阶是“对学生在一个时间跨度内学习和探究某一主题时，依次进阶、逐级深化的思维方式的描述”。［1］其本质特征是由简到难、逐步深化的过程。因此，学习进阶通过围绕核心概念连续、递进地展开设计，引导学生充分理解概念，从而帮助学生突破重难点，建立完整的知识体系。基于此，本文以“基因突变及其他变异”一章为例，详述以概念为基础进行学习进阶的教学设计，帮助学生突破学习过程中的重难点，以期为一线教师的教学活动提供参考。
1教学设计思路
本章可以分为“遗传信息的变化类型”和“人类遗传病”两个部分。“遗传信息的变化类型”包含基因突变、基因重组和染色体变异三节内容。“人类遗传病”包含人类遗传病类型、人类遗传病的人群调查与人类遗传病的预防和检测三节内容。教师需要结合教材具体内容分析，从而确定本章的教学设计思路，具体设计思路如图1所示。
2进阶维度的划分
进阶维度是学生从进阶起点到进阶终点过程中所要经历的“路径”。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）详细描述了概念的内容要求，教师通过分析概念的内容要求可以厘清该概念下的学习进阶维度。本章内容对应《课程标准》模块2中的重要概念“3.3由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的”。笔者可以从中分析得出，学生经过本章的学习后应该掌握“遗传信息的改变可以引起生物性状的变化”和“遗传信息改变引起的生物性状变化可以遗传”两方面内容。从教材内容的角度进行分析，第1节“基因突变和基因重组”和第2节“染色体变异”共同指向“遗传信息的改变可以引起生物性状的变化”这一重要概念；第3节“人类遗传病”则指向了“遗传信息改变引起的生物性状变化可以遗传”这一次位概念，并且分别对应教学设计思路中“遗传信息的变化类型”和“人类遗传病”两个结构。结合以上内容的分析，可以得出本次学习进阶教学设计的两个次位概念。
在以概念为基础的学习进阶教学设计中，进阶的维度通常由核心概念衍生出的次位概念构成［2］，这些次位概念也可以被拆解为更细致的进阶维度。例如，在次位概念1中涉及基因突变、基因重组和染色体变异三个知识点，前两者从基因层面阐述生物变异，其中基因突变与基因重组的概念能帮助学生深刻理解染色体变异的本质。因此教师可以将次位概念1拆分为“基因突变与基因重组”和“染色体数目与结构变异”两个进阶维度，这样更符合学生认知发展的逻辑。本次学习进阶设计的三个进阶维度如图2所示。
3进阶起点的制定
进阶起点是学生在进行学习活动前积累的知识基础、生活经验和能力水平，制定进阶起点的关键在于学情分析。在开展本章主题教学前，学生对基因的本质、基因与性状的关系已具有清晰的认识。此前，学生通过深入学习教材第2章关于减数分裂与受精作用的内容，进一步理解了基因重组的内涵。同时，学生也初步认识到遗传物质引起的变异可以遗传，且遗传变异的原理可以运用于育种之中。但是学生对于遗传变异的条件与育种的基本原理仍缺乏深入理解。此外，学生通过接触如航天育种、核辐射导致的生物变异、吸烟会导致肺癌等相关新闻报道，积累了环境因素会影响基因表达的初步认知和理解。以上知识基础和生活经验虽然有助于学生更深入地理解基因突变的原因及其本质，但同时也可能引导学生造成误解，即认为基因突变仅带来负面影响，从而产生不正确的理解。在能力水平方面，学生通过此前内容的学习已经培养了良好的识图能力与归纳总结的能力，但是学生感知微观世界的能力相对较弱（见图3）。
知识基础：知道基因的概念、基因与性状的关系、减数分裂与有性生殖的具体过程、遗传变异的基本特点与运用
生活经验：知道航天育种、核辐射引起生物变异、吸烟导致肺癌，这可能会使学生产生基因突变只有害处的错误认知
能力水平：具有识图、归纳总结能力，但对微观世界的感知能力不足
4学习进阶的预设
学习进阶的预设包含确定成就水平与制定预期表现两个部分。成就水平指学生在学习进阶过程中达到进阶终点前的一系列中间水平，体现了学