聚焦高中生物學(xué)重要概念的單元教學(xué)設(shè)計

伍正所

【摘? ? 要】單元教學(xué)設(shè)計是促進(jìn)學(xué)生形成和發(fā)展核心素養(yǎng)的重要途徑。本文以高中生物必修1“分子與細(xì)胞”第三章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”為載體，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)流程及教學(xué)評價等方面進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】高中生物? 重要概念? 單元教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.12.026

促進(jìn)學(xué)生形成和發(fā)展核心素養(yǎng)，是落實“立德樹人”教育根本任務(wù)的重要途徑。生命觀念作為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之首，是生物學(xué)大概念的呈現(xiàn)方式，是貫穿生物學(xué)不同內(nèi)容的主線，也是學(xué)生可以學(xué)習(xí)和能夠理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容。北京師范大學(xué)劉恩山教授指出：學(xué)生在學(xué)習(xí)中要接受一個事實性知識較為容易，要建立一個或多個大概念則是一件相對困難的任務(wù)。這就需要教師持續(xù)的努力，用一個或多個單元的教學(xué)安排逐漸完成。因此，聚焦重要概念，進(jìn)行單元教學(xué)，可以促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展和大概念的形成。

高中生物必修1“分子與細(xì)胞”第三章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”是圍繞重要概念“細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項生命活動”組織編排的，下文以這一重要概念進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計。

一、單元教學(xué)內(nèi)容分析

上述重要概念是由“細(xì)胞都是由質(zhì)膜包裹，質(zhì)膜將細(xì)胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質(zhì)進(jìn)出，并參與細(xì)胞間的信息交流”“細(xì)胞內(nèi)具有多個相對獨立的結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著物質(zhì)運輸、合成與分解、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等生命活動”“遺傳信息主要儲存在細(xì)胞核中”及“細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項生命活動”等次位概念形成，是大概念“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”的重要支撐，又是學(xué)習(xí)大概念“細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖”的基礎(chǔ)。

二、單元教學(xué)目標(biāo)確立

1.生命觀念：認(rèn)同“細(xì)胞作為一個生命系統(tǒng)，能夠高效有序進(jìn)行生命活動”的系統(tǒng)觀;舉例說出細(xì)胞膜、細(xì)胞內(nèi)相對獨立的結(jié)構(gòu)以及細(xì)胞核的分子組成、結(jié)構(gòu)特點和主要功能，概述組成結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性以及細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系和整體性，認(rèn)同結(jié)構(gòu)與功能觀。

2.科學(xué)思維：通過細(xì)胞膜成分、流動鑲嵌模型的建立、分泌蛋白的合成和運輸及細(xì)胞核功能等科學(xué)史和相關(guān)資料的學(xué)習(xí)分析以及模型的制作等，提高科學(xué)思維能力。

3.科學(xué)探究：通過“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”的實驗以及教材中系列科學(xué)探究史料和科學(xué)研究方法的分析，發(fā)展科學(xué)探究能力。

4.社會責(zé)任：通過人工合成的膜材料和脂質(zhì)體作為藥物載體的應(yīng)用分析，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會事務(wù);利用廢舊物品制作生物模型，倡導(dǎo)節(jié)約、環(huán)保理念。

三、單元教學(xué)流程設(shè)計

單元教學(xué)流程可以通過“情境—問題—任務(wù)—活動”來展開。

情境一：播放“人工化學(xué)合成胰島素和胰島細(xì)胞生物合成胰島素”的視頻，說明人工合成的艱難與細(xì)胞生物合成的輕而易舉。細(xì)胞何以把一個靠人力完成非常艱難的工作變得輕而易舉呢？細(xì)胞是不是有合成胰島素的特定結(jié)構(gòu)？細(xì)胞中是不是有一條條生產(chǎn)線呢？

情境二：單純的建筑材料不能讓人居住，建筑材料必須以一定的方式搭建起房屋才能成為居所。同樣，組成細(xì)胞的分子機械地堆放在一起不能進(jìn)行生命活動，這些分子必須有序地組成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，才能進(jìn)行生命活動。

核心問題：細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，到底有什么樣精巧的結(jié)構(gòu)？各種結(jié)構(gòu)的主要功能是什么？它們又是如何協(xié)調(diào)配合完成各項生命活動的？

任務(wù)一：探究系統(tǒng)的邊界——細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

活動一：觀察雞蛋卵黃膜，感受系統(tǒng)邊界——細(xì)胞膜的存在。

活動二：演示實驗：用臺盼藍(lán)染液鑒別動物細(xì)胞死活，推測細(xì)胞膜應(yīng)具有什么功能;通過圖像資料、類比方法，如任何人不是孤立存在，人與人之間通過多種方式交流，細(xì)胞也是如此，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)細(xì)胞膜功能。

活動三：利用細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的科學(xué)探索歷程，將科學(xué)家當(dāng)時已觀察到的現(xiàn)象和已有的知識一一列舉，將學(xué)生分小組進(jìn)行討論，各小組分別提出解釋某一生物學(xué)問題的假說或模型，體驗構(gòu)建細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)歷程。引導(dǎo)學(xué)生思考流動鑲嵌模型能否體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的觀點，并歸納總結(jié)流動鑲嵌模型的基本要點。

活動四：嘗試制作生物膜模型。引導(dǎo)學(xué)生利用對細(xì)胞膜分子組成和空間結(jié)構(gòu)的了解，利用廢舊物品制作生物膜模型，并通過對比，對自己建構(gòu)的模型進(jìn)行修正。

任務(wù)二：討論系統(tǒng)內(nèi)的分工合作——細(xì)胞器之間的分工合作

活動一：實驗“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”。引導(dǎo)學(xué)生通過親身觀察，感受細(xì)胞器的真實存在和細(xì)胞質(zhì)流動的生命現(xiàn)象，進(jìn)而認(rèn)識到細(xì)胞質(zhì)包含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。

活動二：介紹差速離心法分離細(xì)胞器，利用圖片認(rèn)識比較細(xì)胞器。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，交流討論，分組合作完成各種細(xì)胞器在分布、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能等方面比較的表格，小組互評、補充、完善。

活動三：閱讀和體驗“分泌蛋白的合成和運輸”的路徑及過程。交流、研討相關(guān)問題，認(rèn)同細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項生命活動。

活動四：歸納總結(jié)生物膜系統(tǒng)的組成和功能，介紹人工合成的膜材料用于治療疾病的實例，體現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的實用價值。

任務(wù)三：探究系統(tǒng)的控制中心——細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能

活動一：觀看視頻“我國首例體細(xì)胞克隆?？悼蹬嘤^程”，分組分析系列科學(xué)實驗資料，歸納總結(jié)細(xì)胞核的功能。

活動二：思考細(xì)胞核為什么能夠成為細(xì)胞遺傳與代謝的控制中心？這與它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)是怎樣的？又是如何與它的功能相適應(yīng)呢？引導(dǎo)學(xué)生從生命的物質(zhì)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀及生命的系統(tǒng)觀等不同角度分析討論，使學(xué)生認(rèn)同“遺傳信息主要儲存在細(xì)胞核中，細(xì)胞核是系統(tǒng)的控制中心”。

活動三：嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。通過模型制作，將抽象的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)形象化，鞏固學(xué)生初步建立的結(jié)構(gòu)與功能觀、局部與整體觀，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力及合作意識，加深對模型和建模的了解。

四、單元教學(xué)評價

單元教學(xué)評價以形成學(xué)科素養(yǎng)為導(dǎo)向，達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的學(xué)業(yè)水平。

1.能初步運用結(jié)構(gòu)與功能觀，說明生物體組成結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，并在給定的問題情境中能以生命觀念為指導(dǎo)，解釋生命現(xiàn)象，探究生命活動規(guī)律。

2.能認(rèn)識到生物學(xué)的概念都是基于科學(xué)事實，經(jīng)過歸納與概括、演繹推理等方法形成的，并針對生物學(xué)相關(guān)問題能運用科學(xué)思維方法展開探討。

3.在“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”活動過程中，能夠按照實驗操作步驟，熟練運用工具展開觀察，如實記錄并分析實驗結(jié)果及與他人進(jìn)行交流討論。能夠基于給定的生物學(xué)問題或現(xiàn)象，設(shè)計并實施探究實驗方案。

4.了解人工合成膜材料和脂質(zhì)體作為藥物載體的應(yīng)用及我國克隆牛培育過程后，學(xué)會關(guān)注社會事務(wù);在利用廢舊物品制作生物膜模型中，認(rèn)同節(jié)約、環(huán)保的必要性和重要性，養(yǎng)成保護(hù)環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡的行為習(xí)慣。

五、結(jié)束語

單元教學(xué)設(shè)計要注重把一個主題的單元教學(xué)內(nèi)容作為一個整體，實施統(tǒng)一的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)流程和教學(xué)評價，是新課程基本理念下產(chǎn)生的全新教學(xué)設(shè)計理念，是超越傳統(tǒng)的課時教學(xué)設(shè)計，值得廣大教師在教學(xué)中探索、實踐。

參考文獻(xiàn)

[1]王楊楊.2017年普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀[J].現(xiàn)代交際：學(xué)術(shù)版，2017，000（005）：171.