义务教育科学课程与教学改革：生命科学领域的

作者：张馨予

义务教育科学课程与教学改革从新的视角回答科学课程“为什么教”“教什么”“怎么教”和“教得怎么样”的问题，具体表现为提出科学课程核心素养，凝练学科核心概念与跨学科概念，主张探究实践教学，以及突出进阶设计。为适应课程改革，一线教学也应作出相应转变。细胞生物学是生命科学的重要基础学科，也是学习生命科学领域其他模块（尤其是生物体的稳态与调节）的基础，同时“细胞”这一学习内容在不同学段的课标要求中均有出现，在生物学教学中具有代表性。因此本文将以“细胞”学习内容为例，讨论在生命科学领域如何进行教学设计与实践，重点探讨如何进行前端分析、学习目标设计、教学策略制订，以及教学评价实施4个方面。

前端分析

教学设计首先需要进行前端分析，包括学习者分析、学习内容分析和学习环境分析。学习者分析需要考虑学生的一般特征、起始能力和学习风格；学习环境分析需要考虑具体的学习资源和人际关系；学习内容分析则需考虑内容的类型、广度、深度、各组成部分之间的联系等。课程改革注重学习进阶设计，并设计了跨学科概念，对教师开展前端分析极具指导意义。

学习进阶

学习进阶在学习内容上表现为学生在学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径（刘晟，2012）。因此，通过学习进阶设计，可以提出适合不同阶段学生认知发展的表现期望，使学生的科学素养随着学习阶段的延伸实现连贯一致的进阶发展（郭玉英，2013）。图1呈现了以“细胞的功能”为主题的科学知识导航图，该图节选自美国“2061计划”项目成果《科学素养的导航图》。从图中可知，低学段学生仅能从外显的、便于观察得出的生物的基本需求，以及生物体和细胞的结构的相关知识了解细胞；直到初中阶段才将视野延伸至细胞内，分析细胞的基本功能。

“细胞”学习内容在我国现行的课程标准的不同学段中均有出现，如表1所示。从表述上看，其趋势与《科学素养的导航图》基本一致。为便于教学理解，可对课标的表述进一步阐释。在5—6年级，学生应初步认识细胞，知道细胞是生物体的基本单位；到了7—9年级，学生应了解不同生物的细胞，知道细胞的基本结构及其功能；高中阶段，学生应认识细胞的结构，不同细胞结构的具体功能及其发挥职能的方式，认识不同种类的细胞，理解其形态与功能的差异。

跨学科概念

跨学科概念是从不同学科领域提炼、抽象出来的主要概念，是科学知识结构中的基本要点，对学生的科学学习与发展具有重要价值：能促进不同知识之间的联系，促进学生的科学概念整合；是构建知识框架的支点，为学生学习新知识提供支持；支持学生进行科学探究；促进不同水平的学生发展，促进教育公平（高潇怡，2019）。对于“细胞”学习内容来说，涉及两大跨学科概念：“结构与功能”和“系统与模型”。

图1 美国“2061计划”《科学素养的导航图》中的细胞功能导航图

结构与功能结构与功能是“细胞”教学中涉及的重要跨学科概念，同时也是生命科学领域重要的生命观念。普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）中明确指出：“学生应该在较好地理解生物学概念的基础上形成生命观念，如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等”。结构与功能观排在生命观念的首位。在“细胞”教学时，具体表现为结构观：生命系统中的结构与结构是有联系的，生命系统的结构是有层次的。结构与功能观：结构是功能的基础，结构与功能相适应；一个结构和它的功能的实现需要其他结构的配合。因此，在为学生讲授相关科学知识时，不应单纯介绍特征、结构、功能，而应在不同学段均渗透结构与功能的思想。

系统与模型系统与模型是“细胞”教学中另一个重要的跨学科概念。有学者指出，自然界的任何事物普遍以系统的形式存在，生命系统是比物理系统更为复杂的系统，有其独特的规律（张秀红，2017）。模型则是认识系统的重要方法，建立简化的模型研究复杂的系统，包括物理模型（通常是实物或示意图）、数学模型（通常是数学公式）和概念模型（通常是相关理论），在生命科学领域的教学中，模型的方法经常会用到。系统与模型在“细胞”教学中的具体体现包括：生命系统具有层次性，指从分子到生物圈是有序的级联结构，其中，细胞是生物体结构与功能的基本单位；生命系统具有整体性，这与结构与功能是相通的，具体是指生命系统同一层次内各组成要素之间存在着复杂的相互作用，表现为一定的结构。

教学目标设计