以大單元為依托的高中生物學(xué)模型構(gòu)建與信息遷移能力提升

本文圍繞大單元教學(xué)模式的獨(dú)特優(yōu)勢與設(shè)計原則展開分析，深入探究高中生生物學(xué)模型構(gòu)建與信息遷移能力的培育路徑，創(chuàng)新性地提出單元模塊化設(shè)計、信息技術(shù)融合、情境問題驅(qū)動以及集體共享經(jīng)驗(yàn)等一系列切實(shí)可行的教學(xué)策略，期望可以借助大單元教學(xué)模式，幫助學(xué)生搭建起系統(tǒng)化的高中生物學(xué)知識體系，全面提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)與學(xué)習(xí)能力。

一、大單元教學(xué)促進(jìn)高中生物學(xué)模型構(gòu)建與信息遷移的優(yōu)勢分析

基于大單元的教學(xué)模式應(yīng)遵循教材所給出的模塊化設(shè)計，每個單元圍繞一個核心單元主題展開，大單元內(nèi)容具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)與認(rèn)知特點(diǎn)。通過系統(tǒng)化梳理和講解，學(xué)生更容易加深對復(fù)雜知識的理解和記憶，還能在腦海中將所學(xué)內(nèi)容構(gòu)建起獨(dú)特的生物學(xué)模型。當(dāng)面對不同情境下產(chǎn)生的新問題時，學(xué)生也能夠隨時調(diào)取理論模型中的內(nèi)容，對不同層面、不同領(lǐng)域的問題進(jìn)行分析，在鞏固知識的基礎(chǔ)上有效鍛煉了自己的信息遷移與應(yīng)用能力。

二、基于大單元的高中生物學(xué)教學(xué)設(shè)計原則

以大單元為基礎(chǔ)的教學(xué)模式側(cè)重于對教材進(jìn)行合理的整合與串聯(lián)，以幫助學(xué)生更好地吸收知識，提升問題解決能力。在教學(xué)設(shè)計過程中，教師應(yīng)遵循知識整合、學(xué)生主體、問題導(dǎo)向、跨領(lǐng)域關(guān)聯(lián)四項(xiàng)基本原則，為學(xué)生創(chuàng)建良好的學(xué)習(xí)氛圍，不斷推動學(xué)生生物學(xué)模型構(gòu)建與信息遷移能力的持續(xù)提升。

（一）知識整合原則

在大單元教學(xué)模式下，知識整合原則的核心在于圍繞教學(xué)目標(biāo)精心設(shè)計課程。教師應(yīng)關(guān)注內(nèi)容的整體性，將較為零散的知識串聯(lián)起來，幫助學(xué)生理解知識建構(gòu)的過程以及內(nèi)在邏輯聯(lián)系，使學(xué)生具備完善知識網(wǎng)絡(luò)以及建構(gòu)模型的能力。在這一過程中，教師需要深入挖掘各知識點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系和遞進(jìn)關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上不斷地向更高層次拓展思維，帶領(lǐng)學(xué)生逐步建立起“由點(diǎn)及面”的生物學(xué)知識體系。在教學(xué)方法上，教師應(yīng)靈活采用多種形式的教學(xué)活動，如實(shí)驗(yàn)探究、知識競賽、情景模擬等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)風(fēng)格。

（二）學(xué)生主體原則

學(xué)生主體性原則強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)充分尊重學(xué)生的主體地位，讓他們不再只是知識的被動接受者，而是學(xué)習(xí)的主動參與者。在教學(xué)實(shí)踐中，教師不僅需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更應(yīng)該重視學(xué)生在情感、態(tài)度、興趣以及價值觀等方面的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生在課堂上積極思考、大方表達(dá)觀點(diǎn)、積極參與討論活動等，讓學(xué)生在良好的學(xué)習(xí)環(huán)境中發(fā)揮自己的優(yōu)勢，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。同時，對于教學(xué)后的評價方式也應(yīng)著重體現(xiàn)學(xué)生的主體性原則，教師要考慮學(xué)生的個體差異，采取多元化、多層次的評價手段對學(xué)生進(jìn)行過程性評價，確保每位學(xué)生都能有所收獲。

（三）問題導(dǎo)向原則

大單元教學(xué)模式下的問題導(dǎo)向性原則強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)當(dāng)營造情境化的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的求知欲和探究欲。在教學(xué)中，學(xué)生更容易對貼近生活的案例、實(shí)驗(yàn)研究中的困惑以及與現(xiàn)有知識緊密相連的現(xiàn)象產(chǎn)生共鳴。教師可以圍繞這些方面巧妙設(shè)計問題，引發(fā)學(xué)生主動思考，并在解決問題的基礎(chǔ)上舉一反三。在問題導(dǎo)向原則的指導(dǎo)下，教師應(yīng)當(dāng)注意問題的真實(shí)性和層次遞進(jìn)，設(shè)置的問題既要符合學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知水平和生活經(jīng)驗(yàn)，避免出現(xiàn)超出學(xué)生能力范圍而導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生挫敗感的情況；也要層層深人、由易到難地設(shè)計問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究生物學(xué)原理，培養(yǎng)他們解決復(fù)雜問題的能力。

（四）跨領(lǐng)域關(guān)聯(lián)原則

跨領(lǐng)域關(guān)聯(lián)原則的核心在于教師在教學(xué)過程中要采用整體性的教學(xué)思維，注重多學(xué)科、多領(lǐng)域知識的融合，使學(xué)生能夠從多個角度理解生物學(xué)概念，進(jìn)而拓展知識的廣度和深度。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)一個特定的教學(xué)場景，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)、地理、化學(xué)等學(xué)科知識來分析并解決該問題，也可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注醫(yī)學(xué)、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等跨領(lǐng)域信息來認(rèn)識生物學(xué)的應(yīng)用價值。但教師在這個過程中應(yīng)當(dāng)確保所關(guān)聯(lián)的內(nèi)容要與生物學(xué)課程目標(biāo)緊密相關(guān)，并且符合學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)能力。

三、基于大單元的高中生物學(xué)模型構(gòu)建與信息遷移能力的提升策略

在高中生物學(xué)的大單元教學(xué)中，想要顯著提升學(xué)生在生物學(xué)模型構(gòu)建與信息遷移方面的能力，教師不僅要合理規(guī)劃每一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，還需要不斷地調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)策略，這樣才能幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用模型，并順利地將所學(xué)知識遷移到不同的情境中。

（一）單元模塊化設(shè)計，制定模型構(gòu)建與信息遷移任務(wù)

大單元教學(xué)中，教師可以采用模塊化的教學(xué)設(shè)計，幫助學(xué)生構(gòu)建明確且清晰的單元知識框架。以人教版高中生物學(xué)必修1“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”的大單元教學(xué)為例，教師可以巧妙利用模塊化教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動的策略，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中構(gòu)建完整的細(xì)胞能量代謝模型。教學(xué)準(zhǔn)備階段，教師需要提前整合本單元的核心知識與關(guān)聯(lián)信息，以便將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化分割，例如，本單元重點(diǎn)內(nèi)容包括：酶的作用和本質(zhì)、ATP的結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用以及光合作用等。教師可以根據(jù)知識整合原則，在把握教材重點(diǎn)的基礎(chǔ)上將單元內(nèi)容劃分為“能量轉(zhuǎn)換的物質(zhì)基礎(chǔ)模型\"\"細(xì)胞呼吸模型\"和\"光合作用模型”三個模塊，通過這種條理性的科學(xué)設(shè)計幫助學(xué)生簡化理論，分階段理解關(guān)于能量代謝的生物知識體系。在教學(xué)過程中，教師要創(chuàng)新性地制訂模型構(gòu)建與信息遷移任務(wù)，與學(xué)生共同梳理學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如，在教學(xué)“細(xì)胞呼吸模型”這一部分時，教師先為學(xué)生細(xì)致講解糖酵解、檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化等知識點(diǎn)，隨后組織學(xué)生以小組為單位分析思考細(xì)胞獲取能量的過程，并鼓勵學(xué)生合作構(gòu)建“有氧呼吸的能量流動模型圖\"（如圖1所示）。

在學(xué)生完成模型構(gòu)建任務(wù)后，教師要通過電子大屏展示此模型的完整圖像，為學(xué)生講解圖中的關(guān)鍵信息與知識點(diǎn)。學(xué)生在此過程中可以對比本組完成的模型圖，分析自己的問題以加深記憶。為更好地串聯(lián)單元內(nèi)的重點(diǎn)內(nèi)容，教師還可以設(shè)計信息遷移任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識遷移到新的內(nèi)容當(dāng)中。例如，教師講解“光合作用模型\"板塊時，引導(dǎo)學(xué)生把光合作用和細(xì)胞呼吸這兩個概念聯(lián)系起來，讓學(xué)生領(lǐng)悟到生命活動的維持不僅依靠物質(zhì)基礎(chǔ)，還需要能量的驅(qū)動，而能量的供應(yīng)和利用都離不開物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。通過這個學(xué)習(xí)過程，學(xué)生能夠深刻理解“物質(zhì)是能量的載體，能量是物質(zhì)變化的動力”原理，也能初步形成生物學(xué)中的物質(zhì)觀和能量觀。這種單元模塊化教學(xué)結(jié)合任務(wù)驅(qū)動的方法能夠有效促進(jìn)學(xué)生在不同情境下靈活應(yīng)用和遷移知識，也有助于培育高中生學(xué)科素養(yǎng)和科學(xué)思維。

（二）信息技術(shù)賦能，強(qiáng)化模型構(gòu)建與信息遷移過程

教師可以借助PPT、視頻短片、思維導(dǎo)圖、大屏互動等多樣化的信息工具，讓原本抽象復(fù)雜的生物學(xué)概念變得生動直觀，這樣不僅方便學(xué)生更好地建立知識結(jié)構(gòu)，也能促進(jìn)學(xué)生掌握并靈活運(yùn)用所學(xué)知識。例如，在人教版高中生物學(xué)必修2“基因的本質(zhì)”大單元教學(xué)中，由于此章節(jié)所學(xué)的內(nèi)容難度較大且知識點(diǎn)分散，學(xué)生可能會出現(xiàn)難以把握重點(diǎn)、學(xué)習(xí)效率低下等問題。教師在開啟教學(xué)之前，可以利用電子大屏將單元學(xué)習(xí)計劃以表格的形式展現(xiàn)出來，帶領(lǐng)學(xué)生梳理單元重點(diǎn)，方便學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向（如表1所示）。

表1將本單元中煩瑣的內(nèi)容進(jìn)行了合理規(guī)劃，并分為四個階段逐層進(jìn)階學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生可以在每個階段教學(xué)結(jié)束后，對照表1中的預(yù)期學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，針對性查漏補(bǔ)缺。對于課程中的重難點(diǎn)，教師也可以結(jié)合信息技術(shù)手段進(jìn)行講解，讓課堂更加高效。例如，在講解“基因的分子結(jié)構(gòu)\"時，教師可以利用三維模型軟件動態(tài)展示DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，并使用電子大屏引導(dǎo)學(xué)生梳理“基因—DNA一核苷酸”之間的層級關(guān)系。這種可視化的教學(xué)手段，不僅能幫助學(xué)生更清晰地理解基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及信息傳遞方式，還能在動態(tài)化的演示中加深對本單元知識的記憶。

（三）情境驅(qū)動訓(xùn)練，模型構(gòu)建與信息遷移有機(jī)銜接

在大單元教學(xué)設(shè)計中，教師還可以充分挖掘理論知識與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)新穎的情境化訓(xùn)練，讓學(xué)生在具體的情境中深入理解問題、分析問題，最終解決問題。以人教版高中生物學(xué)必修2“基因突變及其他變異\"的大單元教學(xué)為例，教師在講解基因突變對生物的影響這一內(nèi)容時，可以向?qū)W生提問：“人的皮膚長時間暴露在太陽光下容易曬傷，還會增加患皮膚癌的風(fēng)險，請同學(xué)們結(jié)合本單元所學(xué)分析該現(xiàn)象的生物學(xué)原理。\"隨后，教師可以鼓勵學(xué)生先自行查閱相關(guān)資料，嘗試獨(dú)立分析并解答這一問題。通過這種與生活息息相關(guān)的情境問題，學(xué)生積極探究，展開思考。在學(xué)生進(jìn)行自主探索的過程中，教師可以參與進(jìn)來與學(xué)生共同交流問題的分析路徑，這樣有利于教師了解他們對知識的理解和吸收程度。根據(jù)學(xué)生的回答，教師也需要適時補(bǔ)充講解，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)外界環(huán)境因素對DNA結(jié)構(gòu)的作用，以及基因突變對個體健康的雙重影響，培養(yǎng)他們運(yùn)用生物學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。

在學(xué)生對基因突變這一概念形成比較深入的理解后，教師可以采用更加多元化的教學(xué)方法，進(jìn)一步拓展課堂內(nèi)容，促進(jìn)生物學(xué)模型與信息遷移的有機(jī)銜接。例如，教師可以組織學(xué)生開展微生物模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以控制不同的環(huán)境壓力變量，如溫度 ?pH 和抗生素濃度等，觀察微生物群體在不同條件下的生長變化。在此次實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需要自主收集數(shù)據(jù)，測定菌落數(shù)量、基因序列變化情況，并利用統(tǒng)計分析的方法來探討不同環(huán)境因素對基因突變速率的影響。這種問題驅(qū)動和實(shí)驗(yàn)情境相結(jié)合的教學(xué)模式，不僅能夠使學(xué)生深人地理解生物學(xué)概念，還能幫助他們建立起跨學(xué)科的分析思維。

（四）合作探究式學(xué)習(xí)，共享模型構(gòu)建與信息遷移經(jīng)驗(yàn)

在高中生物學(xué)大單元課程設(shè)計中，合作探究式學(xué)習(xí)不僅為教師提供了新穎的教學(xué)方法，還為學(xué)生創(chuàng)造了互動學(xué)習(xí)交流的實(shí)踐機(jī)會。在小組合作的探究過程中，每位學(xué)生都能夠充分發(fā)揮自己的獨(dú)特優(yōu)勢，共同激發(fā)思維潛能，通過相互交流和經(jīng)驗(yàn)共享，不斷碰撞出新的想法與見解，也能在熱烈的討論和配合中逐步構(gòu)建起更加完整的知識體系。以人教版高中生物學(xué)必修1“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”單元教學(xué)為例，教師可以在教學(xué)過程中組織學(xué)生以小組為單位，分工合作完成查閱教材、歸納知識點(diǎn)等任務(wù)，用思維導(dǎo)圖的形式對單元內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)梳理（如圖2所示）。

在小組活動的過程中，教師需要適時巡視課堂，密切關(guān)注每個小組的討論進(jìn)展。對于在活動中遇到困難的小組，教師要及時為學(xué)生提供針對性的指導(dǎo)和幫助，同時還要鼓勵小組成員之間加強(qiáng)協(xié)作，共同營造一種積極向上的集體學(xué)習(xí)氛圍。當(dāng)所有小組完成思維導(dǎo)圖的繪制后，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行成果展示與交流，請各小組選派一名代表上臺講解本組的思維導(dǎo)圖，其他同學(xué)則可以提出問題或補(bǔ)充見解。教師對于完成度高的作品要給予學(xué)生積極的反饋，對于存在問題的內(nèi)容要提出具體的修改建議，引導(dǎo)學(xué)生在優(yōu)化思維導(dǎo)圖的過程中強(qiáng)化對重點(diǎn)知識的理解和記憶。

四、結(jié)語

在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師利用大單元教學(xué)模式來提升學(xué)生模型構(gòu)建和信息遷移的能力，這不僅符合新課程改革的教學(xué)理念，也為教育工作者構(gòu)建高效課堂提供了一條科學(xué)且實(shí)用的路徑。本文從大單元教學(xué)模式的優(yōu)勢和基本原則出發(fā)，深入探討其在高中生物學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用，提出設(shè)計模型構(gòu)建與遷移任務(wù)、信息技術(shù)優(yōu)化教學(xué)過程、情境訓(xùn)練強(qiáng)化記憶、合作探究式學(xué)習(xí)優(yōu)化結(jié)構(gòu)等一系列教學(xué)策略。展望未來，隨著教學(xué)理念的創(chuàng)新和技術(shù)手段的進(jìn)步，大單元教學(xué)模式將進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)潛力，推動他們逐步成長為具備獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新精神的優(yōu)秀人才。

（作者單位：甘肅省永登縣第二中學(xué)）

編輯：溫雪蓮