基于建構(gòu)高中生物學(xué)重要概念的單元教學(xué)設(shè)計(jì)

吳長菊 劉飛 王興泉

摘要：開展基于重要概念的單元教學(xué)是促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)大概念的形成及生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要途徑，也是促進(jìn)課堂轉(zhuǎn)型的重要“支點(diǎn)”。以2019年版生物學(xué)新教材中“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)”這一重要概念為例，從單元主題的確定、教學(xué)目標(biāo)的規(guī)劃、學(xué)習(xí)任務(wù)、情境和學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì)以及單元教學(xué)評價(jià)目標(biāo)的制定等幾個(gè)方面進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)，嘗試探索基于單元設(shè)計(jì)的生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)。

關(guān)鍵詞：單元教學(xué)設(shè)計(jì) 重要概念 生物學(xué)科核心素養(yǎng) 大概念

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《新課標(biāo)》）提出以學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨及內(nèi)容聚焦大概念等基本理念。目前，發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)已成為整個(gè)新課程改革的主線，為促使學(xué)科核心素養(yǎng)“落地”，進(jìn)行課堂變革與轉(zhuǎn)型十分必要。那么，課堂應(yīng)該做哪些改變呢？課堂教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)該在哪里呢？課堂教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)由關(guān)注知識(shí)的掌握轉(zhuǎn)向關(guān)注知識(shí)理解、應(yīng)用及能力的養(yǎng)成，由碎片化的知識(shí)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向清晰、凝煉的大概念學(xué)習(xí)，由純知識(shí)點(diǎn)教學(xué)轉(zhuǎn)向創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的重要概念教學(xué)。單元教學(xué)設(shè)計(jì)正好契合了課堂轉(zhuǎn)型的需要。教師通過單元教學(xué)設(shè)計(jì)，可以提高課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的站位，處理教材內(nèi)容，為學(xué)生提供有意、有用及有趣的教學(xué)材料，以此激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，自主發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

1單元教學(xué)設(shè)計(jì)問題的提出

1.1形成學(xué)科大概念的需要

鐘啟泉教授認(rèn)為：當(dāng)今時(shí)代是“以質(zhì)取勝”而非“以量取勝”的時(shí)代，需要的是“少而精”而非“多而雜”的課程。這與生物學(xué)課程追求“少而精”的設(shè)計(jì)，主張精簡容量、突出重點(diǎn)、契合學(xué)生年齡特征、聚焦大概念的內(nèi)容一致。然而，大概念又是基于多個(gè)重要概念的基礎(chǔ)上抽象出來的，一個(gè)大概念的形成往往需要多個(gè)重要概念的支撐?！缎抡n標(biāo)》中基于大概念對生物學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行了宏觀層面的“戰(zhàn)略”規(guī)劃設(shè)計(jì)，但由于受到以大概念為單元的課程教學(xué)持續(xù)周期長以及一線教師滿足于課時(shí)計(jì)劃的碎片化教學(xué)觀念的影響，在實(shí)際教學(xué)中基于生物學(xué)大概念的教學(xué)難以開展。對生物學(xué)重要概念從中觀層面進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)，不僅可以支撐學(xué)生形成學(xué)科大概念，在實(shí)際教學(xué)中也容易操作。

1.2落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的需要

學(xué)科核心素養(yǎng)是對三維目標(biāo)的高度整合，其發(fā)展不是一蹴而就的，而是在持續(xù)的學(xué)習(xí)過程中潛移默化形成的。在基于核心素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)中，教師的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)由“核心素養(yǎng)一課程標(biāo)準(zhǔn)一單元教學(xué)設(shè)計(jì)一學(xué)習(xí)評價(jià)”等組成的基本鏈環(huán)，各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，其中單元教學(xué)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。如果沒有單元教學(xué)設(shè)計(jì)，只是一味追求課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)，歸根究底只是開展碎片化的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，不利于學(xué)生大概念的形成及生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

綜上，生物學(xué)教學(xué)中以單元教學(xué)設(shè)計(jì)為中介，不僅可以促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)大概念的形成，還可調(diào)和基于大概念的教學(xué)持續(xù)周期長和碎片化課時(shí)主義教學(xué)的矛盾，促進(jìn)生物學(xué)課堂轉(zhuǎn)型，最終使生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)“落地”。

2單元教學(xué)設(shè)計(jì)的基本路徑

2.1單元教學(xué)主題的確定

《新課標(biāo)》主張內(nèi)容學(xué)習(xí)聚焦大概念，在充分掌握大概念的過程中凝煉生命觀念，發(fā)展科學(xué)思維、科學(xué)探究能力及社會(huì)責(zé)任。由于重要概念是支撐學(xué)生形成大概念重要組分，教學(xué)所需時(shí)長也比較適中，適合開展單元教學(xué)。因此，教師可嘗試以重要概念為單元主題，或者根據(jù)重要概念及對應(yīng)的教材內(nèi)容，進(jìn)一步提煉單元主題。

2.2單元教學(xué)目標(biāo)的規(guī)劃

單元主題確定后，教師需要明確教學(xué)目標(biāo)。單元教學(xué)目標(biāo)規(guī)劃應(yīng)從整個(gè)單元教學(xué)出發(fā)，基于新課標(biāo)的解讀、單元知識(shí)結(jié)構(gòu)的梳理、學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)及技能水平分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，通過對新課標(biāo)的解讀，明確大概念與重要概念、重要概念與重要概念及重要概念與次位概念之間的關(guān)系，以概念圖的形式呈現(xiàn)出來;其次，通過對教材內(nèi)容的深入分析梳理出單元知識(shí)結(jié)構(gòu)，明確其中所承載的學(xué)科核心素養(yǎng);最后，通過學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)及技能水平的分析，確定學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，進(jìn)而準(zhǔn)確把握教學(xué)目標(biāo)應(yīng)達(dá)到的水平。教師綜合分析，以確定體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的單元教學(xué)目標(biāo)。

2.3單元學(xué)習(xí)任務(wù)、情境、活動(dòng)的設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)任務(wù)、情境、學(xué)生活動(dòng)是單元教學(xué)有效開展的前提和保障。學(xué)習(xí)任務(wù)是教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的載體，引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)習(xí)的框架，是學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。故，學(xué)習(xí)任務(wù)的確定需教學(xué)目標(biāo)的指導(dǎo)。教師要注意選擇合適的情境。重要概念及學(xué)科核心素養(yǎng)需要在復(fù)雜的學(xué)習(xí)情境中形成，學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)并不是簡單的教學(xué)導(dǎo)入，而是需要直面現(xiàn)實(shí)生活或社會(huì)實(shí)踐創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境。單元教學(xué)時(shí)，教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)單元教學(xué)的情境，引導(dǎo)學(xué)生“入境”;同時(shí)，學(xué)生活動(dòng)的開展也需要情境支撐。學(xué)生活動(dòng)是完成學(xué)習(xí)任務(wù)的主要手段，教師在單元教學(xué)中需要根據(jù)制定的學(xué)習(xí)任務(wù)精心設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)，使學(xué)生通過開展活動(dòng)，逐步完成學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

總之，教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)、情境及學(xué)生活動(dòng)四者之間要相互匹配，相得益彰。因此，在單元教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師可通過借助“情境（統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)單元）一任務(wù)一情境（統(tǒng)領(lǐng)學(xué)生活動(dòng)）一學(xué)生活動(dòng)”這一主線，勾勒單元教學(xué)藍(lán)圖。在該部分的設(shè)計(jì)中，教師需要先創(chuàng)設(shè)一個(gè)統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)單元教學(xué)的情境，引出單元主題;接著，呈現(xiàn)出單元教學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù);最后，根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)選擇合適的情境，并引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)生活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)重要概念的構(gòu)建，為大概念的形成做鋪墊。在該部分中，每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)下可設(shè)計(jì)多個(gè)學(xué)生活動(dòng)，但一般每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)下設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)以不超過3個(gè)為宜。

2.4單元教學(xué)評價(jià)目標(biāo)的制定

在單元教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師還需進(jìn)行教學(xué)評價(jià)目標(biāo)的設(shè)計(jì)。教學(xué)評價(jià)目標(biāo)的設(shè)計(jì)應(yīng)緊密圍繞教學(xué)目標(biāo)與學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行，并能夠準(zhǔn)確量化二者的達(dá)成情況。

3單元教學(xué)設(shè)計(jì)案例

下面以“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)”這一重要概念為例，進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)。

3.1確定單元主題及教學(xué)目標(biāo)

通過對課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容的分析，凝煉出單元主題——細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出，并厘清與該主題相關(guān)的各層級(jí)概念的關(guān)系（圖1）及單元知識(shí)框架圖（圖2）。

然后，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)中對各層級(jí)概念關(guān)系的分析、單元知識(shí)框架圖的梳理以及學(xué)生認(rèn)知水平的分析確定單元教學(xué)目標(biāo)：

①通過資料分析，建構(gòu)跨膜運(yùn)輸知識(shí)，能夠理解細(xì)胞質(zhì)膜及其他生物膜都是選擇透過性膜，并在此基礎(chǔ)上能夠認(rèn)同生命的自主性，更加深刻地理解生命的本質(zhì);②通過“水進(jìn)出植物細(xì)胞”實(shí)驗(yàn)的探究，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作能力，并能將科學(xué)探究的方法運(yùn)用到類似的探究活動(dòng)中解決具體的問題;③能夠運(yùn)用歸納法，比較幾種運(yùn)輸方式的異同，并能應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解釋日常生活中常見的生命現(xiàn)象，分析和解決實(shí)際問題。

3.2構(gòu)建“情境-任務(wù)-情境-活動(dòng)”為框架的單元教學(xué)藍(lán)圖

教師呈現(xiàn)某高血壓治療藥物說明書片：本品為二氫吡啶類的鈣離子阻滯劑，可抑制血管平滑肌和心肌細(xì)胞的跨膜鈣離子內(nèi)流，以血管作用為主。本品主要通過引起冠狀動(dòng)脈及腎小動(dòng)脈等的全身擴(kuò)張以實(shí)現(xiàn)降壓的效果。同時(shí)，提出問題：①研究表明許多藥物都是根據(jù)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸研發(fā)的，為什么？②細(xì)胞質(zhì)膜能夠控制物質(zhì)的進(jìn)出。它是怎樣控制物質(zhì)進(jìn)出的？物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞質(zhì)膜的方式有哪些，這和膜結(jié)構(gòu)又有何關(guān)系呢？

教師以此創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，引出單元主題——細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出，之后是學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)情境及學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì)（表1）。

3.3制定單元教學(xué)評價(jià)目標(biāo)

本案例的教學(xué)評價(jià)目標(biāo)如下：①診斷學(xué)生運(yùn)用跨膜運(yùn)輸知識(shí)，分析和解決生活實(shí)踐問題的水平;②診斷學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)水平，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理分析形成實(shí)驗(yàn)結(jié)論并與同伴交流表達(dá)自己探究成果的水平;③診斷學(xué)生運(yùn)用歸納法列表比較跨膜運(yùn)輸方式異同的水平。

單元設(shè)計(jì)是撬動(dòng)課堂轉(zhuǎn)型的“支點(diǎn)”。而基于生物學(xué)重要概念的單元教學(xué)設(shè)計(jì)是促進(jìn)學(xué)生形成生物學(xué)大概念和生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的“跳板”。因此，為了盡快適應(yīng)新課程改革下基于學(xué)科核心素養(yǎng)的生物教學(xué)需要，一線生物教師教學(xué)過程中應(yīng)努力提高自己的單元教學(xué)設(shè)計(jì)能力。