基於學習進階的概念教學是落實核心素養的重要路徑。學習進階是對學生在各學段學習同一主題的概念時所遵循的連貫的、典型的學習路徑的描述，是強調圍繞某一核心概念，以螺旋式上升的認知規律來對其完成從表象和具體到抽象和本質的認識過程。我國各學段的生物學課程均有關於遺傳的學習內容，但各學段的具體要求不同，表現為水平逐步提高。因此，基於學習進階理論，教師在設計概念教學時必須考慮學生的學習起點，即初中階段相關學習應該達到的認知水平，或是前階段學習實際掌握水平，將高中階段應該達到的認知水平作為學習終點，並且找到兩者之間學生需要跨越的學習障礙，設計概念進階的學習路徑，優化課程資源作為實現學習進階的“梯”，幫助學生構建核心概念，同時養成良好的學科素養。下面圍繞“分離定律”這一重要概念，嘗試設計利於概念進階的學習路徑，達成教學目標。
1 學習起點和終點的確定
1.1 學習起點的確定
依據《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（簡稱初中課標），將有關遺傳內容的各級概念描述整理為表1。
表1 初中生物學課程標準中與遺傳有關的概念描述
結合本節課學習的需要，依據初中課標，兼顧孟德爾研究所處的歷史背景，確定學生的學習起點為：生物能以不同的方式將遺傳信息傳遞給後代，一些生物進行有性生殖，後代的遺傳信息可來自不同親本；生物性狀是由基因控制的；一百多年前主流觀點是“融合遺傳”。
1.2 學習終點的確定
依據《普通高中生物學課程標準（2017年版）》，與遺傳相關的核心概念是“遺傳信息控制生物性狀，並代代相傳”。學生要形成這一核心概念，需要對涉及遺傳物質基礎、細胞基礎、遺傳規律、可遺傳變異等方面的重要概念有一定的掌握。現將教材中相關重要概念進行梳理，並將它們之間的邏輯關係整理如圖1所示。
圖1 與遺傳相關的重要概念之間的邏輯關係
《孟德爾的豌豆雜交實驗（一）》是高中生物學《必修2·遺傳與進化》模塊的開篇內容，是學生首次接觸遺傳規律的知識。其中，不僅有孟德爾界定的用於表述現象或解釋現象的概念，還有孟德爾揭示規律的思維過程，尤其是“假說—演繹法”，學生對此的理解存在一定的難度。由於本節內容是學習自由組合定律的基礎，教師要儘可能讓學生深入理解分離定律的揭示過程。如果教師能運用史實材料，巧妙創設真實情境，引導學生嘗試運用科學方法自主探究，親歷科學家的思維過程，有助於培養他們的科學思維和科學探究能力，發展學科核心素養。因此，本節課的學習終點確定為：“能闡明控制一對相對性狀的遺傳因子在有性生殖中的傳遞規律”。
2 教學目標的確立
依據上述學習起點和終點的確定，以及發展學科核心素養的要求，將本節課的教學目標細化為：結合孟德爾豌豆雜交實驗現象，嘗試用“假說—演繹法”探究一對相對性狀的遺傳因子遺傳規律；能夠以遺傳圖解的形式對控制一對相對性狀遺傳因子的遺傳規律進行建模；能夠運用分離定律解釋某些遺傳現象或研究生物學問題，發展科學思維和科學探究能力；能夠運用結構與功能相適應的生命觀念，認同孟德爾顆粒遺傳理論的合理性。其中，教學重點是通過建模活動展示對分離現象的解釋、運用假說演繹法研究生物學問題，教學難點是通過建模活動展示對分離現象的解釋。
3 學習進階路徑的設計
教師通過課堂教學幫助學生從學習起點走到終點，首先是要分析他們在通往終點的路徑上存在哪些難以逾越的障礙。例如，孟德爾為什麼要這樣設計雜交實驗？他提出假說的依據是什麼？為什麼測交實驗能驗證假說？如果把這些障礙看成是學習路徑中的“階”，那麼教師要做的就是為學生提供登“階”所需的“梯”，聯繫起來就是本節課的學習路徑（圖2）。教師要開發並優化身邊各類課程資源，設計學習進階路徑中登階所需“梯”。
圖2 控制一對相對性狀的遺傳因子傳遞規律的學習路徑
3.1 挖掘相關的科學史實
圍繞科學史內容的課堂教學，需要教師在尊重科學史實的基礎上充分挖掘事實材料為教學所用，切忌斷片。因此，本節課需要補充的內容有：①孟德爾研究遺傳規律的歷史背景，課堂上可以通過呈現紫茉莉花色雜交實驗結果，引出一百多年前的主流觀點──“融合遺傳”，讓學生基於真實情境理解孟德爾做雜交實驗的初衷，進而在運用“融合遺傳”觀點分析豌豆雜交實驗現象時，形成認知衝突，激發主動探究的慾望。②孟德爾除了教材中呈現的雜交實驗外，還做了“將F2中的高莖繼續進行自交併統計F3結果”的實驗。教師適時補充這個史實，能幫助學生在一定程度上理解孟德爾為何能提出如此超越時代的假說內容。
3.2 設計有梯度的問題串
針對一部分有難度的“階”，教師巧妙設計問題串，可以引導學生循著合理的路徑找出問題的答案。例如，在學習“一對相對性狀豌豆雜交實驗”時，教師需要設計有針對性的、逐步遞進的問題串，引導學生最終找到值得深入研究的問題。①按照融合遺傳的觀點，高莖和矮莖雜交，F1應當是什麼性狀？②高莖母本和矮莖父本雜交，F1全為高莖，是因為子代的性狀總是由母本決定嗎？如果不是，怎樣設計實驗證明？③無論正交、反交，F1均為高莖，是因為決定矮莖的遺傳物質消失了嗎？怎樣設計實驗？④F2出現高莖∶矮莖為3∶1的性狀分離比，是偶然現象嗎？⑤針對以上的討論，你還能提出哪些值得進一步去研究的問題？這些問題能引導學生思考並理解孟德爾雜交、自交設計的出發點，讓他們更容易從眾多現象中發現最重要的亟待解決的問題，進而推動研究的深入。
3.3 開展有高階思維的建模活動
孟德爾對豌豆雜交實驗現象提出的解釋，是本節課的教學重點，也是難點。如果讓學生自己閱讀來了解這部分內容，則不利於他們對孟德爾假說的理解和科學思維的養成。如果讓學生自己作出全面解釋也不現實。因此，筆者在提供兩條孟德爾的假說內容基礎上，即“生物性狀由遺傳因子決定”“體細胞中遺傳因子成對存在”，組織學生開展控制高、矮莖遺傳因子傳遞規律的建模活動，進而提煉假說的其他核心內容：“成對的遺傳因子在形成配子時彼此分離，導致配子中只含有每對遺傳因子中的一個”；“受精時，雌雄配子隨機結合”。具體活動設計見表2。
表2 控制高、矮莖遺傳因子傳遞規律建模活動的設計
這樣設計有利於學生在建構“分離定律”這一重要概念的過程中，養成科學思維的習慣，並在一定程度上理解孟德爾超越時代的假說內容。
3.4 設計聚焦核心素養的教學評價
學生在完成本節內容的學習後，教師需要設計合適的評價來檢測學生對分離定律和假說演繹法的掌握情況。評價形式可以是常規的試題，或是對重要概念的歸納和表述，也可以是運用所學重要概念對某種生物學現象進行分析與解釋，還可以是相關的實踐活動。本節課設計的聚焦生物學學科核心素養的教學評價方式見表3。
表3 聚焦生物學學科核心素養教學評價的設計
以上的教學評價都是圍繞真實情境展開設計，目的是為了增強理論與實際的聯繫，對考查學生運用所形成的概念解決實際問題，培養他們的科學探究能力，以及發展學科核心素養都十分有益。
4 教學體會
基於學習進階的概念教學設計，符合學生的認知規律，對實現概念的自主構建和深度理解都有積極意義。教師進行概念教學設計的關鍵，需要充分了解學生已有的知識和能力，需要全面把握教學內容，理清每個重要概念在單元學習中與其他概念之間的邏輯關係及其地位。教師設計出合理的學習路徑，將需要跨越較大層級的概念進階，分解成若干個小層級，落實到每節課的每個教學環節中，才能引導更多學生小步走完成大跨域，實現學習進階，進而發展他們的學科核心素養。
文/陳蕾 李平（安徽省蕪湖市第一中學 安徽蕪湖 241000）
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