深度學習背景下高中生物單元整體教學思考與實踐

陶 舒

臨滄市第二中學，云南 臨滄 677000

單元整體教學是實現(xiàn)深度學習的重要手段，是實現(xiàn)生物學科育人目標的重要途徑。單元整體教學是以重要概念建構(gòu)為統(tǒng)領(lǐng)、核心素養(yǎng)發(fā)展作為主要目標，以系統(tǒng)的視角重新整合內(nèi)容主線，整體構(gòu)建的獨立學習單元。

1 單元整體教學的實施背景

1.1 生物學學科育人價值的實現(xiàn)需要單元整體教學

學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。生物學科核心素養(yǎng)是學生在生物學課程學習中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實情境中的實際問題是所表現(xiàn)出來的價值觀、必備品格與關(guān)鍵能力，是學生知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的綜合體現(xiàn)[1]。在這樣的學科育人目標的背景下，教師需要轉(zhuǎn)變教學觀念，要讓學生的學習在面向?qū)嵺`和問題解決的過程中發(fā)生，促進素養(yǎng)的真實發(fā)展，通過結(jié)構(gòu)化的深度學習實現(xiàn)學科育人價值。單元整體教學可以使學生在核心素養(yǎng)導向目標的引領(lǐng)下，聚焦學習主題，展開學習活動，創(chuàng)造性地解決問題，成為既有扎實學科基礎，又有獨立思考能力、善于合作、有創(chuàng)新精神和實踐能力的社會實踐主人。

1.2 新課程新教材的順利實施需要單元整體教學

傳統(tǒng)生物學教學注重學科知識點的學習，教師備課以課時備課為主，思考的是如何突破一個知識點的重難點，課堂上實施的是全面覆蓋式的單向傳輸。這種教學模式的好處是學生對學科基礎知識的掌握較牢固，認真學習的學生在應試時會依據(jù)相對固化的答題模板取得不錯的成績，但弊端在于會使學生的學習停留在事實性知識層面，學生思維僵化，獲得的知識碎片化，對知識的整合能力較薄弱，遷移和應用知識的技能亦不足。如何引領(lǐng)教師從學科走向課程，全面落實課程？而單元整體教學就是連接課程與學科的橋梁，其設計過程依托學科課程標準，整合單元及拓展內(nèi)容，通過設置課程目標，重構(gòu)課程內(nèi)容，實施課程設計，落實課程評價等環(huán)節(jié)實現(xiàn)對課程的二次開發(fā)，從課程的角度研究教學，針對性、時效性更強，可實現(xiàn)對課程目標的高度達成，落實學科核心素養(yǎng)，取得更大的教學效益。

1.3 教師專業(yè)素養(yǎng)的發(fā)展需要單元整體教學

當教師們面臨新教材新課程時，往往會依賴既往的教學經(jīng)驗來處理新教材，往往會被以往的教學內(nèi)容所束縛。而當今時代對科學教育的要求是學生對科學問題要有深度的理解，所以，教師必須要選擇對教學內(nèi)容進行深度挖掘。單元整體教學設計通過對單元知識的整合性思考，以大概念教學和任務活動為核心，實現(xiàn)深入、復雜的學習活動，打破了以往指向知識和技能目標的碎片化教學，消除了傳統(tǒng)課堂面面俱到、機械重復的壁壘，對于教學改革具有積極的推進作用，有利于教師精簡教學內(nèi)容，重構(gòu)教學方式，促進教師專業(yè)素養(yǎng)的發(fā)展。

2 單元整體教學設計思路

2.1 單元教學目標的確定

單元教學目標的確定應當指向育人價值和素養(yǎng)發(fā)展，在制定單元目標之前應認真研讀課程標準中本單元所對應的大概念、重要概念和次位概念，理清大概念和單元對應的重要概念的關(guān)系，重要概念之間的關(guān)聯(lián)，重要概念之下的次位概念之間的聯(lián)系，從中找到本單元可能應實現(xiàn)的核心素養(yǎng)。比如必修1《分子與細胞》中的概念2 “細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” ，這個高度概括的大概念中就蘊含了生命觀念中的物質(zhì)與功能觀。單元教學應實現(xiàn)的核心素養(yǎng)除了從課程目標中尋找以外，還可以從教材 “章末小結(jié)” 中尋找。在研讀課標和教材找到核心素養(yǎng)之后，還需對照課標中相應的 “學業(yè)要求” ，明確學生應達到一個什么的層級，最后，結(jié)合所在地、所在學校學生的學情制定出符合本校實際的、可達成的單元教學目標。

2.2 規(guī)劃單元教學任務

單元核心任務設計是單元整體教學設計的靈魂，核心任務可以統(tǒng)領(lǐng)、貫穿整個單元學習。如何設計單元任務呢？首先，教學情境的創(chuàng)設。課程標準中明確 “需要為探究性學習創(chuàng)設情境” ，創(chuàng)設情境應切合本單元對應的大概念和重要概念，情境可來源于教材中的 “問題探討” ，也可來自于生物科學研究中的實驗資料或數(shù)據(jù)，前提是教師所創(chuàng)設的情境都是真實的，脫離了真實情境的教學都是虛空的。其次，教師利用所創(chuàng)設的情境設計來解決主要問題。通過制定單元核心任務，進一步設計子任務，在學習任務的引領(lǐng)下組織開展學生活動。單元情境和任務設計的框架如圖1[2]所示：

圖1 單元情境和任務設計框架

2.3 單元評價方案的設計

評價是日常教學中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，是教師了解學生學習情況、調(diào)整教學的重要手段。單元評價方案的設計應緊扣課程目標、課程內(nèi)容、課標中的學業(yè)要求和學業(yè)質(zhì)量標準來制定，最終應指向核心素養(yǎng)的落實。評價的方式應該多元化，可以學生自評、小組評價、教師評價相結(jié)合的方式進行；評價的方法可以涵蓋學生的課堂行為觀察、作業(yè)練習檢查、單元測試或考試等。

3 單元整體教學的實踐案例

云南省自2020 年秋季學期開始使用2019 年人教版新教材，我校生物教研組于2021 年5 月開始開展單元整體教學研究，起步較晚。以下是筆者在選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第5 章《植物生命活動的調(diào)節(jié)》中的教學案例。

3.1 分析課標內(nèi)容要求確定單元學習目標

本單元要構(gòu)建的重要概念是 “植物生命活動受到多種因素的調(diào)節(jié)，其中最重要的是植物激素的調(diào)節(jié)” ，其中包含的次位概念有四個：（1）探索生長素的發(fā)現(xiàn)歷程和生長素的作用特點；（2）說明幾種植物激素的作用以及如何共同實現(xiàn)對植物生命活動的調(diào)節(jié)；（3）舉例說明植物激素及其類似物再生產(chǎn)實踐中的應用；（4）概述其他因素參與植物生命活動的調(diào)節(jié)。通過重要概念的學習支撐起本模塊的大概念 “生命個體的結(jié)構(gòu)與功能相適應，各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一共同完成復雜的生命活動，并通過一定的調(diào)節(jié)機制保持穩(wěn)定” 。此外，重要概念還支持以下知識的學習和進一步理解，即：實驗設計中的 “加減法原理” 、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞等知識。概念之間關(guān)系如圖2 所示：

圖 2 概念之間的關(guān)系

經(jīng)以上分析，確定本單元教學目標如下：

（1）通過分析生長素的發(fā)現(xiàn)歷程，領(lǐng)悟科學本質(zhì)，訓練科學思維，同時認同科學研究需要經(jīng)過一代一代科學家的努力。（生命觀念、科學思維）

（2）通過學習生長素的作用特點，建立適度與平衡觀；能舉例說明幾種主要植物激素的作用，以及相互之間通過協(xié)同、抗衡等方式共同實現(xiàn)植物對生命活動的調(diào)節(jié)，進一步深化穩(wěn)態(tài)與平衡觀。（生命觀念）

（3）通過探究實踐活動的開展以及資料分析，能夠闡述植物生長調(diào)節(jié)劑在生產(chǎn)實踐中的應用價值及可能產(chǎn)生的社會影響。（科學探究、社會責任）

（4）通過分析光照、重力、溫度對植物生命活動的調(diào)節(jié)，進一步建立結(jié)構(gòu)與功能觀、生物與環(huán)境相適應的觀點；通過構(gòu)建概念圖體會植物生命活動調(diào)節(jié)機制的整體性和復雜性。（生命觀念）

3.2 通過核心問題確定本單元學習任務和活動

核心問題的提出需要創(chuàng)設真實的問題情境以及課標中要構(gòu)建的概念為依據(jù)。本單元教學可直接利用教材 “問題探討” 中植物的向光性作為問題情境，繼而提出核心問題：植物生命活動的調(diào)節(jié)受什么因素影響？這些因素如何共同調(diào)節(jié)植物生命活動？圍繞核心問題設計以下教學任務：

3.2.1 任務1：生長素對植物生命活動的調(diào)節(jié)作用

活動1：探究生長素的發(fā)現(xiàn)歷程

展示達爾文實驗示意圖，開展小組合作學習，引導學生根據(jù)實驗設計原則中的單一變量原則對實驗進行分析，提出以下問題：在4 組實驗中，哪些組可形成對照？自變量是什么？因變量是什么？根據(jù)實驗分析可得出什么結(jié)論？

在達爾文實驗的基礎上，展示后續(xù)三個科學家的實驗設計，組織學生小組合作探究以下問題：1、每個科學家的實驗是要解決什么問題？2、實驗自變量是什么？3、根據(jù)實驗現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論？學生討論過程中會發(fā)現(xiàn)一些新問題，如鮑森·詹森實驗只有一組，是否需要完善？拜爾實驗為何在黑暗條件下進行？通過教師引導，學生合作探究、交流質(zhì)疑，逐漸建立起4 個實驗間的內(nèi)在聯(lián)系，并構(gòu)建植物具有向光性的概念圖。

通過教學，使學生認同科學研究是一場接力，需要一代一代科學家的努力才能逐漸揭示科學的本質(zhì)，并培養(yǎng)學生的思辨能力和歸納與概括能力。

活動2：探究生長素作用特點

以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用生長素促進扦插枝條生根為問題情境，引發(fā)學生思考：在促進枝條生根時，生長素濃度是不是越高越好？繼而開展小組合作學習，設計探究不同濃度生長素類似物對月季插條生根的實驗，重點關(guān)注學生的自變量設置、觀測指標以及實驗結(jié)果的記錄。之后，教師輔以實驗視頻、文獻資料，歸納生長素生理作用及特點。最后，學生嘗試解釋頂端優(yōu)勢及根的向地性等生理現(xiàn)象。

通過活動進一步培養(yǎng)學生的科學探究能力，掌握科學探究的基本思路和方法，提高實踐能力，提高知識的遷移應用能力。

3.2.2 任務2：認識其他幾種植物激素的作用

活動1：合作探究了解其他植物激素

分析教材98 頁圖5-10 “草莓果實發(fā)育和成熟過程中乙烯含量的動態(tài)變化” 、圖5-11 “獼猴桃果實發(fā)育和成熟過程中激素的動態(tài)變化” ，引導學生推測乙烯的生理作用以及其他激素的作用，之后安排學生閱讀教材并分析圖5-9 “其他植物激素的合成部位和主要作用” ，總結(jié)不同植物激素對同一器官的作用效果，從而得出植物激素間的協(xié)同或抗衡。

活動2：查閱資料了解植物生長調(diào)節(jié)劑的應用

我校農(nóng)村學生較多，課前安排學生回家后了解自家植物生長調(diào)節(jié)劑的使用情況，主要了解這幾項：是否使用？使用了哪些？為什么用？如何用？使用過程中出現(xiàn)了哪些問題？課堂上由學生反饋調(diào)查結(jié)果，再引導學生討論植物生長調(diào)節(jié)劑對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用及不良影響，介紹使用植物生長調(diào)節(jié)劑的注意事項。通過這樣的教學方式，培養(yǎng)了學生的社會責任意識。

3.3 單元評價目標

根據(jù)課程標準中學業(yè)質(zhì)量目標描述、教學與評價建議以及學科核心素養(yǎng)水平劃分，本單元制定如下評價目標：

3.3.1 通過學習 “生長素的發(fā)現(xiàn)過程” ，分析每一位實驗者的實驗設計，習得生物學知識，提升邏輯思維的嚴密性。需具備科學探究的三級水平。

3.3.2 在設計 “不同生長素類似物濃度對插條生根的影響” 實驗時，通過如何控制自變量、如何設計表格記錄實驗結(jié)果、如何確定觀察指標、思考插條生長狀況、環(huán)境因素等無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響等，能設計出恰當可行的實驗方案，運用科學術(shù)語報告實驗結(jié)果。需具備科學探究的三級水平。

3.3.3 在學習 “生長素生理作用” 以及 “其他植物激素” 時，能夠運用穩(wěn)態(tài)與平衡觀，通過圖表分析并闡釋生長素作用的兩重性，能夠運用構(gòu)建概念圖舉例說明植物激素通過協(xié)同、相抗衡等方式共同實現(xiàn)對植物生命活動的調(diào)節(jié)。需具備生命觀念的四級水平。

3.3.4 在學習 “植物生長調(diào)節(jié)劑的應用” 時，能夠通過資料查閱、調(diào)查走訪，了解植物生長調(diào)節(jié)劑的應用情況，進一步認識施用植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義和弊端。需具備社會責任的四級水平。

3.3.5 在學習 “環(huán)境因素對植物生長發(fā)育的影響” 時，能夠通過從現(xiàn)象到本質(zhì)的學習思路認識科學的本質(zhì)，進一步形成結(jié)構(gòu)與功能觀，理解生物與環(huán)境相適應的特點。通過構(gòu)建植物生長發(fā)育整體調(diào)控的概念圖，認識生命的復雜性與獨特性。需具備科學思維的三級水平和生命觀念的四級水平。

4 實施單元整體教學的反思

單元整體教學是實現(xiàn)深度學習的一種教學策略，是落實核心素養(yǎng)的重要手段。其需要教師改變固有的教學思維，用整體化視角對教學單元進行分析，從大概念入手，提出本單元核心問題，創(chuàng)設問題情境，設置教學任務和活動，通過評價落實核心素養(yǎng)目標的達成，最終實現(xiàn)生物學學科育人目標。