关于高中生物核心概念进阶教学的思考*

吴 宁

学习进阶（Learning Progressions，简称LPs），是对学生在各年龄阶段学习同一主题的概念时所遵循的、连贯的、典型的学习路径的描述，一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列。笔者认为，学习进阶的内涵可概括为：学生关于某一核心知识及相关技能，在一段时间内进步、发展的历程，表现为特定知识、技能和能力的潜在发展序列。

“蛋白质”这一核心概念的教学一直是高中生物教学的一个重难点，它出现在人教版高中生物教材必修一第一章节中。笔者借助学习进阶理论对其进行了较为深入研究，从教学目标、教学情境、教学评价三个方面进行说明。

1.精准定位教学目标

根据现行江苏高考模式，蛋白质的教学内容会出现在高一，面向全体学生；高二，面向需要进行学业水平合格性考试的学生；高三，面向需要进行高考的学生。由于学生的年龄、年级、考试要求等不同，所以相应的教学目标也不尽相同。

例如，对“氨基酸的结构通式”这个知识点，高一侧重对学生科学思维能力的培养，教师更应该注重学生获得知识的过程，所以教学目标可设定为让学生“能够自主推导氨基酸分子的结构通式”，提升知识迁移能力和逻辑推理能力。高二，根据合格性考试的要求，对学生的探究能力要求稍低，教学目标设定为“能利用氨基酸的结构通式，从一些简单有机物中辨认出氨基酸”。高三，高考是选拔性考试，对学生的思辨判断逻辑能力要求非常高，所以教学目标设定为要求学生“能利用氨基酸的结构通式从复杂有机物中辨认出氨基酸”。

教师利用学习进阶的原理，明确每一个阶段不同教学目标，是有效教学的保证。

2.进阶创设教学情境

对于同一个知识概念，教学时面对不同年级的学生也要根据目标提供不同的情境。例如，为了使学生认同“蛋白质的结构决定功能”这一生命观念，针对不同年级的学生，笔者分别提供了以下的教学情境。

情境1：（针对高一学生）镰刀型细胞贫血是一种常见的遗传病，其发病原因是因为β肽链上的第6位谷氨酸被缬氨酸代替，导致形成了镰状血红蛋白，取代正常的血红蛋白。镰刀型细胞贫血发病时表现为患者出现慢性溶血，易感染，最后导致患者组织器官受损。

学生在剖析镰刀型贫血症发病原理的过程中发现，导致该疾病的原因仅仅是血红蛋白中一个氨基酸的改变，由此，学生能够领悟“血红蛋白由于氨基酸的改变而导致蛋白质结构的改变从而影响了功能”，认同“蛋白质的结构决定功能”的观念。

情境2：（针对高二学生）猪、牛、人的胰岛素都是由51个氨基酸组成的，但牛胰岛素有3个氨基酸与人胰岛素不同，而猪胰岛素只有1个氨基酸与人胰岛素不同。请讨论当人的胰岛素生产不足时，用哪一种动物的胰岛素代替比较适宜？以及人工生产人胰岛素的必要性。

该情境更加直观，虽然都是胰岛素，但由于氨基酸种类的不同而导致结构的不同，虽然在各自的生物体内都能起到降低血糖的功能，但如果在不同种生物体内混用会导致过敏等不良反应。由此，学生能够认同“结构决定功能”的观念。

情境3：（适合高三学生）新冠病毒通过其表面刺突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用，侵入人体细胞。研究人员设计并合成了一种自然界不存在的LCB1蛋白药物，可识别并紧密结合S蛋白的RBD，以干扰新冠病毒的感染。请同学们思考“LCB1是否与ACE2受体的某些区域结构类似”“如何根据蛋白质工程来设计和制造LCB1的结构”等问题。

就上述情境而言，利用S蛋白与ACE2特异性结合的功能，从而想到创造全新蛋白质模拟ACE2从而干扰新冠病毒对人体的侵染。学生在认同“结构决定功能”这一观念之后，能把这种思维投入生产生活的实践应用中。

针对基于进阶的教学目标，在课堂上采用的教学情境也必须是进阶的，这是有效课堂的保证，也是学生知识、思维、能力进阶式上升的必要条件。

3.科学评价及时反馈

在评价教学效果时，本次测试选择1道典型选择题，面向高一至高三三个年级的学生进行测试，对测试结果进行信度分析，考查学生学习进阶水平的情况。

综合来看，高一学生对该题目处于低正确率、低集中度的水平，也就是处于学习进阶中的高水平阶段；高二学生对该题目处于高正确率、中集中度的水平，也就是处于学习进阶中的中间水平阶段；高三学生对该题目处于高正确率、高集中度的水平，也就是处于学习进阶中的低水平阶段。利用此方法对学生进行检测，能分析高中三年的生物学学习到底有没有使学生的生物科学素养得到提升。