例談單元作業(yè)設(shè)計(jì)四原則

安徽 程 鑫 張 曼

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》)明確提出，生物學(xué)教學(xué)要以學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨，著眼于學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展和個(gè)人生活的需要，充分體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)和育人價(jià)值。然而學(xué)科核心素養(yǎng)的形成并非一蹴而就的，是師生在長(zhǎng)期的教與學(xué)中逐步培養(yǎng)起來(lái)的。大單元教學(xué)的提出為培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)的落地提供了新的解決方案，單元作業(yè)是大單元教學(xué)的關(guān)鍵組成部分。單元作業(yè)是教師以單元為基本單位，依據(jù)一定的學(xué)習(xí)目的，選擇重組、改編、完善或者自主開(kāi)發(fā)等多種方式形成的作業(yè)。在生物學(xué)單元作業(yè)設(shè)計(jì)的具體實(shí)踐過(guò)程中，教師可遵循以下原則。

一、提高站位，提升作業(yè)的整體性

新教材立意高、理論新、體系嚴(yán)密。在設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)，教師要結(jié)合《課程標(biāo)準(zhǔn)》與教材，系統(tǒng)把握單元知識(shí)內(nèi)容，注重知識(shí)之間的邏輯性和聯(lián)系性，綜合單元目標(biāo)、單元教學(xué)、單元作業(yè)與單元評(píng)價(jià)之間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)行單元整體規(guī)劃，確定單元作業(yè)目標(biāo)，要關(guān)注單元作業(yè)的設(shè)計(jì)是否有助于鞏固、反饋、拓展教學(xué)內(nèi)容，是否有助于對(duì)學(xué)生本單元學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，是否有助于提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)等，充分發(fā)揮作業(yè)與教學(xué)、評(píng)價(jià)的協(xié)同作用。目標(biāo)確定后，根據(jù)課時(shí)設(shè)定情況，將單元作業(yè)合理統(tǒng)籌、分配到各個(gè)課時(shí)中，確保課時(shí)作業(yè)的設(shè)計(jì)要為整個(gè)單元作業(yè)目標(biāo)服務(wù)。如果某一單元作業(yè)目標(biāo)需在多個(gè)課時(shí)中有所體現(xiàn)，則還要考慮這一目標(biāo)在不同課時(shí)的遞進(jìn)性，即在設(shè)計(jì)時(shí)要注意隨著課時(shí)的不斷推進(jìn)，通過(guò)分析和進(jìn)一步優(yōu)化題目使不同課時(shí)作業(yè)的難度比例有一定程度的改變，讓學(xué)生的思維有上升的空間。

例如在“光合作用”的單元教學(xué)中，教師可結(jié)合單元目標(biāo)，立足整體，對(duì)單元作業(yè)進(jìn)行如下規(guī)劃：

大單元作業(yè)目標(biāo)課時(shí)作業(yè)任務(wù)作業(yè)成果素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)生能夠從物質(zhì)與能量視角探索光合作用,闡明光合作用中物質(zhì)與能量的變化及對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)的意義;能利用光合作用和呼吸作用的原理解釋生命現(xiàn)象,并解決實(shí)際問(wèn)題;學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)并操作實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)生產(chǎn)生活、加強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感課時(shí)1:選擇題、填空題(略)智慧課堂答題報(bào)告生命觀念課時(shí)2:“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn),撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)日志實(shí)驗(yàn)日志科學(xué)探究課時(shí)3:搜集、整理光合作用的探究歷程及研究現(xiàn)狀(含人工合成淀粉的報(bào)道)新聞抄報(bào)、情境化改編試題生命觀念、科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任課時(shí)4:探究鐵皮石斛CO2吸收速率的日變化,設(shè)計(jì)探究方案探究方案科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任課時(shí)5:對(duì)本單元核心概念進(jìn)行梳理繪制思維導(dǎo)圖科學(xué)思維總結(jié)性成果研究溫室大棚各因素調(diào)控方案以提高產(chǎn)量并探究其原理,撰寫(xiě)學(xué)科小論文學(xué)科小論文科學(xué)思維、科學(xué)探究

綜觀本單元作業(yè)的整體設(shè)計(jì)，從生物學(xué)現(xiàn)象到科學(xué)探究，從微觀的生化反應(yīng)過(guò)程到宏觀的實(shí)驗(yàn)探究和影響因素，再回到光合作用在生活和科研中的應(yīng)用，教師通過(guò)作業(yè)設(shè)計(jì)考查學(xué)生所學(xué)知識(shí)，從光合作用的現(xiàn)象到本質(zhì)再到應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了生物學(xué)大概念的建構(gòu)進(jìn)階以及學(xué)科核心素養(yǎng)的提升進(jìn)階。

二、設(shè)計(jì)科學(xué)，提升作業(yè)的多樣性

目前的作業(yè)設(shè)計(jì)多是碎片化的知識(shí)與能力測(cè)試，常以選擇題、填空題等方式呈現(xiàn)，通常無(wú)法較好地檢測(cè)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展水平。在設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)教師除了要設(shè)計(jì)好基礎(chǔ)性作業(yè)，還要積極探索多樣態(tài)單元作業(yè)，探索注重實(shí)踐性、跨學(xué)科、長(zhǎng)周期等能發(fā)展能力和提升素養(yǎng)的綜合類(lèi)創(chuàng)新性作業(yè)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高作業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。在具體實(shí)踐中，教師不僅要設(shè)計(jì)常規(guī)的選擇題、填空題用以鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，還要將實(shí)際生活、社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題、科技發(fā)展、生物科學(xué)史、日常觀念和科學(xué)概念的矛盾等素材和教材知識(shí)點(diǎn)相融合，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作類(lèi)、專(zhuān)題研究類(lèi)、思維導(dǎo)圖類(lèi)和實(shí)踐日志類(lèi)等不同類(lèi)型的作業(yè)。這些類(lèi)型的題目大多需要學(xué)生深入思考，勇敢表達(dá)，有助于學(xué)生知識(shí)和技能的遷移，能提升學(xué)生科學(xué)研究能力，可多方面檢測(cè)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平，也可以在解決實(shí)際問(wèn)題中提升學(xué)生的關(guān)鍵能力。

以實(shí)驗(yàn)操作類(lèi)題目為例，生物學(xué)是實(shí)驗(yàn)學(xué)科，生物實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展需要學(xué)生具備一定的基礎(chǔ)知識(shí)，而對(duì)結(jié)果的分析又會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知。筆者在“光合作用”的單元教學(xué)中，設(shè)計(jì)單元作業(yè)——“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，嘗試安排學(xué)生利用物理學(xué)等跨學(xué)科知識(shí)解釋不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)日志，并完成相關(guān)作業(yè)。

【例1】在“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)不同小組在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作后，得到了不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，請(qǐng)你回答以下問(wèn)題：

(1)有兩組同學(xué)A、B為探究菠菜的不同葉片葉綠體色素含量的區(qū)別，選擇了新鮮菠菜的“嫩黃葉”和“綠葉”。實(shí)驗(yàn)后層析結(jié)果如圖1所示。

圖1

你認(rèn)為“綠葉組”“嫩黃葉組”分別是哪條濾紙？說(shuō)出你的判斷依據(jù)。

(2)在觀察色素提取效果的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，同學(xué)甲發(fā)現(xiàn)在不同角度下，色素濾液呈現(xiàn)暗紅色，請(qǐng)你查閱相關(guān)資料，嘗試撰寫(xiě)小論文對(duì)該現(xiàn)象作出解釋。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的不同操作和不同材料均可能引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異化，學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，不僅要運(yùn)用基本的生物學(xué)知識(shí)和技能，還要運(yùn)用演繹、推理、分析等科學(xué)思維，也培養(yǎng)了其自身的科學(xué)探究能力。

三、統(tǒng)籌兼顧，提升作業(yè)的層次性

首先，統(tǒng)籌單元作業(yè)與課時(shí)作業(yè)，要突出不同課時(shí)作業(yè)的遞進(jìn)性。教師要在單元作業(yè)目標(biāo)的引領(lǐng)下統(tǒng)籌、思考單元內(nèi)不同課時(shí)作業(yè)的內(nèi)容，關(guān)注不同課時(shí)作業(yè)內(nèi)容間的邏輯關(guān)系，確保作業(yè)的設(shè)計(jì)要為整個(gè)單元目標(biāo)服務(wù)的同時(shí)，還要增強(qiáng)作業(yè)的針對(duì)性、關(guān)聯(lián)性和遞進(jìn)性，要科學(xué)、合理地編排不同難度試題的比重，設(shè)問(wèn)的層次漸進(jìn)性,保持由易到難的梯度,減少簡(jiǎn)單的重復(fù)性作業(yè)，增加有助于引導(dǎo)學(xué)生深度思考作業(yè)的比重，從而促進(jìn)學(xué)生深度發(fā)展，提升其學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展水平。在形成初步的單元作業(yè)后，還需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的質(zhì)量分析，對(duì)單元作業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化和改善，形成最終的單元作業(yè)，多方面檢測(cè)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)水平。

其次，要兼顧不同層級(jí)的學(xué)生，關(guān)注學(xué)生的主體差異性。教師應(yīng)該承認(rèn)學(xué)生存在發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀，不同學(xué)生的認(rèn)知理解存在差異，因此單元作業(yè)設(shè)計(jì)要做到科學(xué)合理，就要符合不同層次學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，滿足不同水平學(xué)生的需求，關(guān)注學(xué)科核心素養(yǎng)的區(qū)分度。教師在設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)結(jié)構(gòu)化情境循序漸進(jìn)地設(shè)置問(wèn)題群，由易到難，既符合低層次學(xué)生的認(rèn)知狀況，也便于高層次學(xué)生理解各概念間層層遞進(jìn)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)學(xué)科關(guān)鍵能力的螺旋式上升。

例如在“光合作用”單元教學(xué)中，為了讓不同層次的學(xué)生更好地理解“細(xì)胞的生存需要能量”這一大概念，理解《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求“說(shuō)明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽(yáng)光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過(guò)程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能”，教師在設(shè)計(jì)單元作業(yè)時(shí)，可選擇例2。

【例2】夏季，在CO2濃度相同、光照不同的條件下，科研組對(duì)甘藍(lán)的光合速率日變化研究的結(jié)果如圖2所示。請(qǐng)回答問(wèn)題：

圖2

(1)光合作用中光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供________和________，從而在________中將CO2轉(zhuǎn)化為淀粉等有機(jī)物。

(2)與曲線Ⅰ相比，曲線Ⅱ出現(xiàn)“午休現(xiàn)象”的原因是中午光照較強(qiáng)、________等環(huán)境因素導(dǎo)致葉片________，進(jìn)而影響了光合作用的________階段，從而使光合速率下降。

(3)請(qǐng)你比較曲線Ⅰ、曲線Ⅱ和曲線Ⅲ的特點(diǎn)，推測(cè)還有哪些環(huán)境因素可以影響植物的光合作用速率，說(shuō)出你的判斷依據(jù)，并說(shuō)明如何在生活中合理利用所學(xué)知識(shí)種植農(nóng)作物。

例2既關(guān)注檢測(cè)一般學(xué)生對(duì)于基本知識(shí)的掌握情況，也能讓高層次學(xué)生在完成作業(yè)的過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，使得不同層次的學(xué)生都能在解決問(wèn)題的過(guò)程中加深對(duì)核心概念的理解。

四、聯(lián)系生活，提升作業(yè)的真實(shí)性

研究高考生物學(xué)命題規(guī)律不難發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)題目會(huì)融入真實(shí)情境，以此來(lái)檢測(cè)學(xué)生是否能夠把生物學(xué)概念運(yùn)用到真實(shí)生活情境之中，檢測(cè)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)情況。因此，在素養(yǎng)立意下的單元作業(yè)設(shè)計(jì)中，教師可以嘗試根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求將作業(yè)設(shè)計(jì)與真實(shí)生活接軌，將生物學(xué)概念與生活情境結(jié)合起來(lái)設(shè)計(jì)單元作業(yè)，提升作業(yè)的真實(shí)性，引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)的維度觀察生活情境，探索知識(shí)的深層含義，并以此來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析、解釋、解決生活實(shí)際問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。由于情境的構(gòu)建是結(jié)構(gòu)化的過(guò)程，不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生可以在既有情境的基礎(chǔ)上不斷拓展、充實(shí)結(jié)構(gòu)，這也有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的可持續(xù)性。只有這樣的作業(yè)設(shè)計(jì)才具有生命力，才能提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

例如筆者的家鄉(xiāng)安徽亳州是全國(guó)重要的中藥材生產(chǎn)基地，很多學(xué)生家中都有種植中藥材的經(jīng)驗(yàn)，因此學(xué)生們對(duì)于中藥材種植有一些簡(jiǎn)單了解。在“光合作用”單元教學(xué)中，教師可以結(jié)合中藥材里的鐵皮石斛，設(shè)計(jì)本單元的單元作業(yè)，讓學(xué)生觀察鐵皮石斛CO2吸收速率的日變化，嘗試設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)奶骄糠桨浮?/p>

【例3】分析鐵皮石斛CO2吸收速率的日變化(圖3)，設(shè)計(jì)探究方案，嘗試對(duì)其變化作出解釋。

圖3

又如2021年9月24日馬延及其團(tuán)隊(duì)在《Science》雜志上發(fā)表文章指出，在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)從CO2到淀粉分子的全合成。在作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，教師將最新的科學(xué)前沿成果與教學(xué)內(nèi)容相契合，改編試題如下。

【例4】2021年9月《Science》刊登中科院的最新突破，天津工業(yè)生物所聯(lián)合中科院大連化學(xué)物理研究所的研究者，設(shè)計(jì)了一條利用二氧化碳和電解產(chǎn)生的氫氣合成淀粉的人工路線(圖4)。整個(gè)系統(tǒng)中，通過(guò)光伏發(fā)電將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能獲取能量，然后用電能電解水得到氫氣，如模塊一所示。H2和CO2在催化劑的作用下合成淀粉，如模塊二所示。

圖4

(1)綠色植物光合作用的場(chǎng)所是________________，它內(nèi)部巨大的膜結(jié)構(gòu)上，分布著與光合作用有關(guān)的___________________。

(2)模塊二中的①②步驟，模擬的是光合作用的________過(guò)程。結(jié)合光合作用過(guò)程，模塊二中③和④步驟要順利完成,需要提供的條件有___________________。

(3)請(qǐng)你根據(jù)人工合成淀粉的過(guò)程和原理，列舉其幾點(diǎn)重要意義：___________________。

選擇與生物學(xué)概念密切聯(lián)系的生活實(shí)例作為單元作業(yè)設(shè)計(jì)的載體，設(shè)置一些指向社會(huì)責(zé)任的問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的閱讀，既能對(duì)學(xué)科知識(shí)有更深層次的理解，又可以更好地了解科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的真實(shí)過(guò)程，對(duì)學(xué)生的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的培育起到非常重要的作用。

“三新”背景下，基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)下的單元作業(yè)設(shè)計(jì)備受一線教師的關(guān)注。設(shè)計(jì)和實(shí)施單元作業(yè)有助于增強(qiáng)同一單元內(nèi)不同課時(shí)作業(yè)之間的結(jié)構(gòu)性和遞進(jìn)性，改變以往作業(yè)單調(diào)、重復(fù)現(xiàn)象，提升作業(yè)設(shè)計(jì)整體質(zhì)量，對(duì)于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)具有重要作用，也有助于教師站在更高層次組織教學(xué)，提升教學(xué)針對(duì)性。一線教師可以嘗試結(jié)合《課程標(biāo)準(zhǔn)》，把大單元理念融合到作業(yè)設(shè)計(jì)中，組織學(xué)生完成系列單元作業(yè)，并通過(guò)教師點(diǎn)評(píng)、小組評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)等方式對(duì)完成作業(yè)的過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)與反思，不斷提升作業(yè)的育人功能。