生物學(xué)單元教學(xué)：從“重要概念”出發(fā)

查麗 程國勝

摘 要： 在分析當(dāng)前“單元”的多元闡釋基礎(chǔ)上，從學(xué)科教學(xué)和學(xué)習(xí)功能預(yù)設(shè)的角度提出以“重要概念”為基點(diǎn)的生物學(xué)單元教學(xué)的學(xué)科理解模型。圍繞“重要概念”展開的生物學(xué)單元教學(xué)的實(shí)踐路徑為：明確概念層級關(guān)系，科學(xué)選擇單元教學(xué)主題;分析學(xué)生素養(yǎng)水平，精準(zhǔn)制訂單元教學(xué)目標(biāo);創(chuàng)設(shè)單元整體情境，深入開展單元教學(xué)活動;設(shè)置單元評測量規(guī)，有效進(jìn)行單元學(xué)習(xí)評價(jià)。

關(guān)鍵詞：單元教學(xué);重要概念;高中生物學(xué);核心素養(yǎng)

隨著新一輪課程改革的實(shí)施，“單元教學(xué)”日益成為研究者和一線教師專業(yè)話語中的熱詞。“單元”在教育中的運(yùn)用可以追溯到19世紀(jì)，赫爾巴特學(xué)派的戚勒（T.Ziller）將教學(xué)過程中所處置的一個(gè)教材模塊視為單元。此后，認(rèn)知論、方法論和系統(tǒng)論的支持讓“單元”的外延不斷拓展，內(nèi)涵也日趨豐富。發(fā)展至今，國內(nèi)教育領(lǐng)域中的“單元”一詞還未有統(tǒng)一的說法或界定。究其原因，一是源自西方的教學(xué)方法在本土化運(yùn)用過程中，隱含了兩種學(xué)習(xí)文化層面上的差異，造成我國教育理論與實(shí)踐中的“單元”含義多元發(fā)展;二是不同學(xué)科領(lǐng)域中的知識體系和教材編寫結(jié)構(gòu)賦予“單元”不同的教學(xué)和學(xué)習(xí)功能預(yù)設(shè)，不同的學(xué)科特征也讓“單元”一詞的理解更趨多元。

定義清晰和概念準(zhǔn)確是建構(gòu)共同對話平臺的前提。因此，在分析當(dāng)前“單元”的多元闡釋基礎(chǔ)上，從學(xué)科教學(xué)和學(xué)習(xí)功能預(yù)設(shè)的角度提出生物學(xué)單元教學(xué)的學(xué)科理解模型，同時(shí)圍繞“重要概念”闡釋生物學(xué)單元教學(xué)的實(shí)踐路徑。

一、生物學(xué)單元教學(xué)的內(nèi)涵：以“重要概念”為基點(diǎn)

（一）單元的多元闡釋

國外關(guān)于單元教學(xué)的研究大致經(jīng)歷了思想的萌發(fā)、實(shí)踐的爭議以及廣泛的研究與應(yīng)用三個(gè)階段。限于篇幅及中西文化差異，本文不做闡述。國內(nèi)關(guān)于單元教學(xué)的研究與實(shí)踐起步較晚、發(fā)展較慢，自新一輪課改開始才得到廣泛重視與應(yīng)用。對單元的理解和界定，主流的觀點(diǎn)有以下幾種：

鐘啟泉教授認(rèn)為，單元是基于一定目標(biāo)與主題所構(gòu)成的教材與經(jīng)驗(yàn)的模塊、單位，可以大體分為基于學(xué)術(shù)與藝術(shù)等文化遺產(chǎn)、以系統(tǒng)化的學(xué)科為基礎(chǔ)所構(gòu)成的教材單元（學(xué)科單元）與以學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)所構(gòu)成的經(jīng)驗(yàn)單元（生活單元）。

呂世虎教授等認(rèn)為，基于考慮視角的不同，教學(xué)單元有兩個(gè)層面的含義：一是從教材編排的角度考慮，單元是指現(xiàn)成教材中已有的章節(jié);二是從教學(xué)需求的角度考慮，單元可以是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系等重新組合的“大單元”。

馬蘭教授等認(rèn)為，單元是指一個(gè)主題關(guān)聯(lián)性的教學(xué)內(nèi)容集合及與之相聯(lián)系的有機(jī)的教學(xué)過程“板塊”，是教學(xué)活動的基本單位。

（二）單元教學(xué)的生物學(xué)理解

基于以上觀點(diǎn)，我們以為，單元是一個(gè)主題下相對獨(dú)立的、自成系統(tǒng)的內(nèi)容整體，是教學(xué)的基本單位，具有知識統(tǒng)攝性、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性和認(rèn)知邏輯性等特點(diǎn)。要幫助學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，需要形成結(jié)構(gòu)化的課程內(nèi)容?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）以發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨建構(gòu)了課程內(nèi)容，并提出了“大概念→重要概念→次位概念”的三級內(nèi)容體系。依據(jù)新課標(biāo)分析，大概念應(yīng)是學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)而統(tǒng)整提煉的核心知識，指向生物學(xué)觀念的形成，這需要長時(shí)段、跨章節(jié)甚至跨模塊的學(xué)習(xí)，進(jìn)行單元整體設(shè)計(jì)的難度較大。而重要概念上承大概念，下啟次位概念，其教學(xué)能很好地從中觀層面加以設(shè)計(jì)。因此，以重要概念為依據(jù)梳理關(guān)聯(lián)知識，系統(tǒng)建構(gòu)教學(xué)單元，不僅符合新課標(biāo)的內(nèi)容要求，同時(shí)也符合學(xué)科知識的內(nèi)在邏輯和學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，兼具可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。

于是，我們從生物學(xué)學(xué)科教學(xué)和學(xué)習(xí)功能預(yù)設(shè)的角度，將生物學(xué)單元教學(xué)的內(nèi)涵界定為：在整體思維指導(dǎo)下，基于新課標(biāo)的內(nèi)容要求和學(xué)生的認(rèn)知水平，圍繞重要概念，從學(xué)科概念的生成、發(fā)展和應(yīng)用主線出發(fā)，整合并優(yōu)化結(jié)構(gòu)化、整體化的資源，設(shè)計(jì)并開展體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)品質(zhì)的情境活動，讓學(xué)生達(dá)到預(yù)期素養(yǎng)目標(biāo)的、相對完整的教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)實(shí)施過程。

二、生物學(xué)單元教學(xué)的實(shí)踐：圍繞“重要概念”展開

生物學(xué)單元教學(xué)包括單元教學(xué)主題、單元教學(xué)目標(biāo)、單元教學(xué)活動和單元評價(jià)量規(guī)等基本“要素”（如圖1所示）。單元教學(xué)主題體現(xiàn)學(xué)科知識發(fā)展、學(xué)科思想與方法深化，豐富認(rèn)識世界的方式;單元教學(xué)目標(biāo)從知識本質(zhì)出發(fā)，依據(jù)學(xué)生的成長、發(fā)展來確定和表述，體現(xiàn)學(xué)科育人價(jià)值，彰顯學(xué)科核心素養(yǎng)及其水平進(jìn)階;單元教學(xué)活動體現(xiàn)情境整體化、任務(wù)多元化、活動多樣化，是生物學(xué)單元教學(xué)的核心實(shí)踐;單元評價(jià)量規(guī)主要評估學(xué)生目標(biāo)任務(wù)達(dá)成情況，調(diào)控學(xué)習(xí)過程，監(jiān)測學(xué)生的素養(yǎng)水平。

下面以重要概念“細(xì)胞各部分既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動”（隸屬必修課程模塊1《分子與細(xì)胞》，以下稱為“重要概念A(yù)”）為例，具體闡釋生物學(xué)單元教學(xué)的實(shí)踐。

（一）明確概念層級關(guān)系，科學(xué)選擇單元教學(xué)主題

生物學(xué)單元教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識意義的建構(gòu)過程，學(xué)生應(yīng)在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，對新知識進(jìn)行同化、順應(yīng)，以取得認(rèn)知平衡，獲得知識、能力與情感的綜合發(fā)展。因此，整合關(guān)聯(lián)知識、形成良好的知識結(jié)構(gòu)是開展生物學(xué)單元教學(xué)的前提。

重要概念A(yù)涉及的概念層級關(guān)系如下頁圖2所示。作為生物體結(jié)構(gòu)和生命活動的基本單位，細(xì)胞時(shí)刻都在進(jìn)行著復(fù)雜的代謝活動。對于真核細(xì)胞來說，這些代謝活動高效而有序地進(jìn)行，離不開細(xì)胞膜提供的穩(wěn)定內(nèi)部環(huán)境、細(xì)胞核內(nèi)遺傳密碼的精確指令以及各種細(xì)胞器的分工與合作。理解并掌握細(xì)胞膜、細(xì)胞核、各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能及它們之間的相互聯(lián)系，有助于學(xué)生從系統(tǒng)觀的視角去分析細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的生命活動，并從微觀層面理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一、部分與整體的統(tǒng)一，從而形成科學(xué)自然觀，凝練生命觀念。因此，以重要概念A(yù)建構(gòu)單元教學(xué)主題，符合學(xué)科知識的內(nèi)在邏輯和學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展規(guī)律。

（二）分析學(xué)生素養(yǎng)水平，精準(zhǔn)制訂單元教學(xué)目標(biāo)

單元教學(xué)目標(biāo)的制訂應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，基于學(xué)生的認(rèn)知水平，指向?qū)W科核心素養(yǎng)發(fā)展的預(yù)期結(jié)果。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生習(xí)得知識、發(fā)展能力、提升觀念的綜合體現(xiàn)，其結(jié)果應(yīng)是具體的、可檢測的。

在重要概念A(yù)的單元教學(xué)目標(biāo)制訂中，基于初、高中教材都涉及細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，對高中生思維能力和動手操作能力進(jìn)行分析：高中生雖了解“細(xì)胞包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核”等知識，但是對細(xì)胞的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、相應(yīng)功能尚不清楚;同時(shí)，高中生已具備一定的信息獲取、分析能力以及動手操作能力，為生物學(xué)單元教學(xué)活動的開展提供了有效的基礎(chǔ)。此外，新課標(biāo)提出的學(xué)生發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)不同水平層次的表現(xiàn)，是制訂單元教學(xué)目標(biāo)的重要依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，合理安排教學(xué)課時(shí)，將單元目標(biāo)分解、細(xì)化、落實(shí)到課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，確保教學(xué)沿著最終目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。

重要概念A(yù)的單元教學(xué)目標(biāo)為：建構(gòu)并使用細(xì)胞模型，闡明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)通過分工與合作，形成相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞水平的各項(xiàng)生命活動。涉及生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。分解細(xì)化后的子課題及課時(shí)教學(xué)目標(biāo)如下：

1. 細(xì)胞膜控制細(xì)胞與周圍環(huán)境的聯(lián)系。

課時(shí)教學(xué)目標(biāo)為：

（1）從系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的視角，闡述細(xì)胞膜的功能;

（2）通過對史料信息的分析與綜合，從功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的視角，概述細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)。

2. 細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞多項(xiàng)生命活動的重要場所。

課時(shí)教學(xué)目標(biāo)為：

（1）通過對資料、圖片和模型的分析交流，能運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀，闡明不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能;

（2）通過分析具體實(shí)例，能基于系統(tǒng)觀的視角，闡釋細(xì)胞是各部分結(jié)構(gòu)通過分工與合作，形成相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體;

（3）通過搜集有關(guān)細(xì)胞器研究應(yīng)用方面的信息并交流，學(xué)會運(yùn)用生物學(xué)原理解釋新型藥物研究等社會議題。

3. 細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動的控制中心。

課時(shí)教學(xué)目標(biāo)為：

通過對具體實(shí)例的探討，能基于結(jié)構(gòu)與功能觀，闡釋細(xì)胞核是細(xì)胞遺傳和代謝的控制中心。

4. 細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

課時(shí)教學(xué)目標(biāo)為：

通過“建構(gòu)真核細(xì)胞的模型”活動，學(xué)習(xí)模型與建模的研究方法，并能初步運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀，闡述細(xì)胞生命活動的高效與有序。

（三）創(chuàng)設(shè)單元整體情境，深入開展單元教學(xué)活動

在生物學(xué)單元教學(xué)活動的設(shè)置中，教師需要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，基于學(xué)生的認(rèn)知水平，以學(xué)習(xí)邏輯的視角代替學(xué)科邏輯的視角設(shè)計(jì)學(xué)生的單元學(xué)習(xí)活動，從而實(shí)現(xiàn)知識向素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化與提升?！扒榫场獑栴}—活動”是一種重要的途徑。情境提供知識創(chuàng)生背景，問題促使學(xué)生思考知識創(chuàng)生與建構(gòu)過程，活動讓學(xué)生體驗(yàn)人類實(shí)踐探索的思想歷程、價(jià)值追求。因而，教師需要精選整合度高、連續(xù)性和進(jìn)階性強(qiáng)的真實(shí)情境，提出內(nèi)部邏輯性強(qiáng)、契合學(xué)生認(rèn)知水平和素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階的核心問題，引導(dǎo)學(xué)生開展親歷“歷史”的任務(wù)活動，在系統(tǒng)思考的場域中發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

重要概念A(yù)的單元整體情境如下：

展示一盆地中海傘藻及其生長和繁殖過程圖。解釋：傘藻是單細(xì)胞生物，長5 cm左右，根據(jù)形態(tài)可分為傘帽、傘柄和假根，主要分布在內(nèi)灣的中、低潮帶有泥沙覆蓋的石塊或貝殼上。提出單元核心任務(wù)：傘藻如何才能保證多種生命活動有條不紊地進(jìn)行呢？

具體到每個(gè)課時(shí)的核心問題及教學(xué)活動如下：

1. 細(xì)胞膜控制細(xì)胞與周圍環(huán)境的聯(lián)系。

核心問題為：傘藻與生活環(huán)境有明顯的邊界，這個(gè)邊界是如何控制物質(zhì)進(jìn)出的？又具有怎樣的結(jié)構(gòu)？

教學(xué)活動為：（1）模擬探究膜的通透性實(shí)驗(yàn);（2）重溫科學(xué)探究歷程，闡述細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，運(yùn)用提供的材料建構(gòu)細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型;（3）建構(gòu)細(xì)胞膜模型。

2. 細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞多項(xiàng)生命活動的重要場所。

核心問題為：傘藻生長過程中，需要哪些結(jié)構(gòu)保證其有條不紊地進(jìn)行生命活動？這些結(jié)構(gòu)又有哪些功能？

教學(xué)活動為：（1）通過讀圖、資料分析等活動，基于歸納與概括，說出細(xì)胞中不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)及功能，建構(gòu)細(xì)胞器模型;（2）通過實(shí)驗(yàn)“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”，闡釋葉綠體的形態(tài)分布以及細(xì)胞質(zhì)的流動對活細(xì)胞完成生命活動的意義;（3）基于科學(xué)史“分泌蛋白的合成與運(yùn)輸”的學(xué)習(xí)，從系統(tǒng)的視角闡釋細(xì)胞器的分工合作，并體會科學(xué)技術(shù)對科學(xué)研究的推動作用。

3. 細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動的控制中心。

核心問題為：傘藻生長和繁殖過程中，是否有控制中心？具有怎樣的結(jié)構(gòu)？

教學(xué)活動為：（1）基于資料分析的討論，闡釋細(xì)胞核在控制細(xì)胞代謝和遺傳方面的重要作用，并結(jié)合紅細(xì)胞和精子的細(xì)胞形態(tài)特征，從系統(tǒng)觀的視角說明細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系;（2）通過資料分析、讀圖等活動，從結(jié)構(gòu)與功能觀的視角說明細(xì)胞核的具體結(jié)構(gòu)，并說出細(xì)胞核內(nèi)遺傳密碼的精確指令是細(xì)胞核執(zhí)行相應(yīng)生理功能的重要基礎(chǔ);（3）建構(gòu)細(xì)胞核模型。

4.細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

核心問題為：傘藻各部分結(jié)構(gòu)如何協(xié)調(diào)配合、共同完成生長、繁殖？結(jié)構(gòu)與功能有怎樣的聯(lián)系？

教學(xué)活動為：（1）建構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的概念模型，從系統(tǒng)觀的視角闡述細(xì)胞各部分在結(jié)構(gòu)和功能上的緊密聯(lián)系，說明細(xì)胞是生命活動的基本單位;（2）將之前制作的細(xì)胞膜、細(xì)胞器和細(xì)胞核模型組合成真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，明確建構(gòu)模型的一般步驟，體會建模方法在科學(xué)研究中的重要價(jià)值。

（四）設(shè)置單元評測量規(guī)，有效進(jìn)行單元學(xué)習(xí)評價(jià)

科學(xué)的學(xué)習(xí)評價(jià)是形成生物學(xué)單元教學(xué)閉環(huán)的關(guān)鍵。以素養(yǎng)發(fā)展為目標(biāo)的教學(xué)，評價(jià)理應(yīng)以核心素養(yǎng)的達(dá)成為導(dǎo)向。

具體應(yīng)采用多元評價(jià)方式，在常規(guī)結(jié)果性評價(jià)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)過程性評價(jià)。過程性評價(jià)可涉及學(xué)生的思維品格、學(xué)習(xí)態(tài)度、討論發(fā)言、思想感悟、實(shí)踐擔(dān)當(dāng)?shù)戎T多方面，以從系統(tǒng)的視角闡述細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能建構(gòu)細(xì)胞膜成分與相應(yīng)功能之間的對應(yīng)關(guān)系，闡述膜蛋白與細(xì)胞膜功能的關(guān)系

（1）零散、無規(guī)律地說出答案;

（2）知道細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)，并能舉例說出細(xì)胞膜的功能;

（3）能基于結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的關(guān)系，從系統(tǒng)的視角闡釋細(xì)胞膜的功能復(fù)雜程度與膜成分及其結(jié)構(gòu)的密切關(guān)系，認(rèn)識到細(xì)胞膜對細(xì)胞系統(tǒng)的重要作用課堂觀察、師生對話

概述不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能，并能基于具體實(shí)例，闡述細(xì)胞器之間的分工與合作以概念圖或思維導(dǎo)圖的形式建構(gòu)不同細(xì)胞器之間的聯(lián)系

（1）不能建構(gòu)概念圖或思維導(dǎo)圖，或建構(gòu)錯(cuò)誤;

（2）初步建構(gòu)概念圖或思維導(dǎo)圖，內(nèi)容基本正確;

（3）建構(gòu)相對合理的概念圖或思維導(dǎo)圖，較直觀地反映細(xì)胞器結(jié)構(gòu)功能關(guān)系以及各細(xì)胞器的分工與合作關(guān)系課后作業(yè)從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的視角闡述細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能闡釋細(xì)胞核結(jié)構(gòu)與相應(yīng)功能之間的對應(yīng)關(guān)系

（1）零散、無規(guī)律地說出答案;

（2）知道細(xì)胞核的基本結(jié)構(gòu)，并能舉例說出細(xì)胞核的功能;

（3）能從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的視角準(zhǔn)確說出細(xì)胞核內(nèi)遺傳密碼的精確指令是細(xì)胞核執(zhí)行相應(yīng)生理功能的重要基礎(chǔ)課堂觀察、師生對話能運(yùn)用實(shí)物合理建構(gòu)細(xì)胞的三維模型利用所提供的實(shí)驗(yàn)材料建構(gòu)比例合理、結(jié)構(gòu)美觀的細(xì)胞三維模型

（1）不能建構(gòu)細(xì)胞三維模型;

（2）初步建構(gòu)細(xì)胞三維模型，各細(xì)胞器以及細(xì)胞核制作無科學(xué)錯(cuò)誤，但整體比例協(xié)調(diào)度不夠，結(jié)構(gòu)美觀度有待提高;

（3）能較合理地建構(gòu)比例協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)美觀的細(xì)胞三維模型

實(shí)驗(yàn)操作、生生互評、師生修正學(xué)生成長記錄的形式進(jìn)行。單元學(xué)習(xí)評價(jià)要貫穿單元教學(xué)的始終，及時(shí)喚醒學(xué)生的元認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動向深層次推進(jìn)。重要概念A(yù)的單元評測量規(guī)詳見表1。

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*本文系安徽省2020年度教育科學(xué)研究項(xiàng)目立項(xiàng)課題“核心素養(yǎng)視域下生物學(xué)單元化教學(xué)實(shí)踐研究”（編號：JK20047）的階段性研究成果。