基于高中生物學科核心素養的大單元教學設計探討

摘?要：近年來，隨著中國高中生物課程改革的創新和深化，新興教學理念生物學科核心素養教育越來越受到重視?；谏飳W科核心素養的大單元教學以其先進的教學設計和生動的教學方式在高中生物課程的改革和提升中頗見成效。文章將大單元教學的特點與生物課程具體案例結合分析，闡述了大單元教學設計在生物學科核心素養教育中的重要應用，呈現了高中生物課程實現先進性、創新性和高效性的新思路。

關鍵詞：生物學科核心素養;教學設計;大單元教學

一、 引言

隨著中國高中生物課程的不斷發展，授課內容和授課方式不斷更新和完善，生物學科核心素養教育作為一種新型的教學策略越來越受到重視，是新課標的重要內容和任務之一。大單元教學設計基于生物課程的生動性、實用性和自洽性，在生物學科核心素養教育中發揮優勢，是生物課程在培養學生核心素養教育方面的特征體現。

二、 生物學科核心素養教育的重要意義

（一）生物學科的特點

生物學科相較于其他學科具有生動性、實用性和自洽性等特點，生物學科的內容豐富多樣，不僅涵蓋了對生命體特征形成和演變的微觀探究，還應用到人們日常生理、病理的作用機制中。無論是從微觀到宏觀的生物課程學習中，都體現出嚴格的邏輯自洽和辯證思維，結合生物學科應用性強、表現形式較為直觀、呈現內容與生命體特征和人們的日常生活息息相關等特點，生物課程設計易于激發學生的學習興趣、對生命體問題的探究思考以及形成獨立思考、分析解決問題等綜合能力。

（二）生物學科核心素養的教育理念

生物學科核心素養教育是學生在分析真實的生物科學案例中所培養的科學素養和價值觀念，主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面。生物學科核心素養的內涵在傳統教育重視知識、理論學習，嚴格考核方式的基礎上，強調了培養學生善于發現問題、獨立思考問題、分析解決問題以及歸納總結、探索知識的本質和應用價值的能力。通過生物學科核心素養的培養，學生強化的優秀素質和思維能力不僅可以應用到各學科文化知識的學習中，對科學研究的創新探索和科學工程的實踐應用以及形成正確的價值觀都提供了堅實有力的基礎保證。

（三）大單元教學設計

新的教學任務要求生物學科注重培養學生的綜合能力、關鍵素質和價值觀念等生物核心素養。這要求生物學科課程設計要從一個知識點或課時轉變為設計一個大單元，是對教師教學能力的考驗，同時也是教學目標的升級。大單元教學設計要求對教學內容進行深入分析，對知識體系進行整合分化，設計環節與策略優化教學形式、提升教學效果、認知學生基礎、提升學生能力。

三、 大單元教學設計在生物學科核心素養教育中的應用探析

（一）自媒體技術應用于大單元教學設計探討

在學習人類的演化課程中，可以通過影像技術來直觀呈現人類由原生動物到棘皮動物、原索動物、魚類、兩棲類、爬行類、獸類、靈長目、猿類進化為人類的過程，引發學生對人類演化過程的思考，激發學生的問題意識。人類是通過何種方式逐步演化的，提出人類演化的原因和變化過程以及是否受歷史環境因素的影響等問題。通過影像技術的靈活應用呈現本節課程的主要學習目標，調動了學生的學習興趣和參與積極性，并引發學生提出與主題相關的形成原因和變化過程等問題，有助于后續人類的演化與自然環境的關系、腦的形成與發展、DNA復制與生物進化和遺傳的關系等問題的順利展開。

在DNA復制的學習過程中，教師可以通過動畫模擬技術替代單一理論講解進行講授。DNA如何在引物酶的作用下引發，DNA鏈的半保留復制機制，DNA復制何時終止，DNA解旋酶、引物酶、連接酶、聚合酶在DNA復制過程中的作用等情境均可通過動畫設計簡單精準的呈現。DNA復制看似是一個簡單的問題，而其實際教學中涉及的專業術語非常龐大、過程描述也異常復雜。若只通過文字、圖片講述，可能需要大量的精力和時間才能講清楚，而通過動畫設計，將復雜的知識體系集成于動畫設計的各個節點，以精準高效的呈現方式替代繁雜的闡述，不僅提高了課堂的生動性，還大大地提高了教師的講授效率，加強了學生對科學問題的精準掌握與深刻記憶，在回顧知識點的同時也可以鍛煉學生的立體思維和空間想象力，是傳統教學與大單元教學設計的有機統一，應用于高中生物核心素養培養中鍛煉了學生的優化意識、求實心態、精準理念與幾何思維。

（二）生物實驗課程中的大單元教學設計探討

生物實驗課程是生物學科演練具體案例和操練真實情境的重要表現形式，在生物實踐課程中，引入大單元教學設計培養學生的獨立思考能力和以問題為導向解決科學問題的實踐能力。在實際操練之前預留時間，引導學生對實驗主題和操練原件之間的關系探討，在正式課程開始之前預留學生獨立思考時間，這個時間對于初期的思維鍛煉階段是漫長和不連續的，但只要通過經常性的引導和訓練，思維模式中無效的空白節長將逐漸被有效的邏輯辯證替代，思考模式便會逐步趨于專注與高效。通過大單元教學的獨立思考預設設計，相對于開篇即壓入式的知識灌輸，在實踐課程進入正題之前便極大地提高了學生的學習興趣，充分的準備工作對于后續學習內容的吸納起到事半功倍的效果，甚至有些同學在準備思考階段，已經找到了實踐主題與操練原件之間的部分關系，并在大腦中預演實踐課程的結合形式，提出關鍵性的問題并找出解決方案。

例如，在進行實驗課程：觀察DNA和RNA在細胞中的分布，DNA為綠色，RNA為紅色。若直接進行觀察實驗則直接觀測到結論，DNA主要分布在細胞核中，細胞核呈綠色，RNA主要分布在細胞質中，細胞質呈紅色。若拋出主題之后預設時間引發學生的獨立思考：DNA和RNA在細胞中的分布，則會有不同的教學效果。DNA和RNA是細胞中的兩種核酸，是細胞中遺傳信息的載體，DNA作為遺傳物質控制著蛋白質的合成和生物的性狀，RNA有三種mRNA、tRNA和rRNA，mRNA作為DNA和蛋白質的信使，起到轉錄DNA和將遺傳信息傳遞到核糖體來控制蛋白質合成的作用，tRNA起到運輸氨基酸到核糖體的作用，rRNA又叫核糖體RNA，rRNA與多種蛋白質結合成核糖體，核糖體是蛋白質合成的“裝置臺”。由課堂所學DNA和RNA的定義和作用可知，DNA控制著蛋白質的合成和生物的遺傳，RNA作為一種媒介或信使，轉錄DNA并將DNA的遺傳信息傳遞給核糖體決定蛋白質上正確的氨基酸序列，在這個過程中DNA分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中傳輸是結合物質特點和辯證邏輯而得出的理論結論，與實驗結論一致。在實驗前期引入思考預設實驗的實現過程與得出理論結論，不僅是優化學生思維模式的有效方法，更是指導實驗科學研究的重要環節。以理論結論指導并驗證實際結論，促進了對科學實驗的深刻認知，更通過二者的相互驗證提出分析實驗結果的重要理論依據，并為實驗方案的進一步優化與篩選，為探索科學實驗最優解提供牢固的基礎根基。將此環節加入高中學科的大單元的教學設計中有助于鍛煉高中生的全局意識、科學規劃、思辨能力等實驗科學核心素養。

另一方面，在實驗課程進入正題之后，教師的講授過程中，也應通過問題地不斷拋出和時間空格訓練引發學生的思考和動手解決問題的能力，相對于一氣呵成的演練、講解與模仿的授課模式，通過設計學生獨立思考與動手環節，更能訓練學生的綜合能力并加深學生對科學內涵的認知。動手實驗是一個不斷試錯與優化的過程，若學生在動手之前就預先知道實驗答案，就失去了動手過程中培養學生的整合規劃、強化記憶、多維推演、實踐優化等綜合能力的機會。除此之外，在實驗課程后期安排，教師可設計分組討論的環節，以小組討論形式對實驗課程進行剖析和總結。

（三）錯題歸納作為大單元教學設計的重要環節

課后作業是對課堂教學和實驗教學學習成果的檢驗方式。錯題歸納是對學生構建知識體系查漏補缺的重要依據。錯題歸納環節不是單純地要求對錯題機械式的整合和復練，更要求學生對錯誤原因進行分析和總結，是題目或選項的錯看或理解錯誤、是知識點的概念不清、是思維邏輯的漏洞還是完全不清楚的解題思路。通過引導學生對查找錯誤原因的重視，訓練學生仔細審題的能力，不斷地補齊拓寬學生的知識體系，加強思維模式縝密訓練與強化記憶力以及培養學生探索并發現題干與問題之間關系并不斷累積正推、反推等解題思路的能力。

（四）教師反饋與學生自評

大單元教學設計由教師完成并實施，不同的教師教學風格和水平各不相同，一名教師的教學設計是否科學合理，不僅影響到學生的學習效果和體驗，還可能與核心素養的培養背道而馳。因此，應設立科學合規考核評價機制對教師設計單元教學進行測評，以保障其合理的運用。同時，學生對教師的反饋也可以為教師調整教學方式和單元設計提供有力參考。學生的自評環節是學生階段性自我評價的有效措施，自評環節中學生引入階段性的成果歸納與知識梳理，并提出自身問題和解決方案，是學生自省和不斷進步的催化劑。

四、 總結

隨著中國高中生物課程的不斷發展，生物學科核心素養教育是新課標的重要內容。生物學科核心素養教育強調了培養學生的科學素養和價值觀念。這要求生物學科課程設計要從一個知識點或課時轉變為設計一個大單元。自媒體技術應用于大單元教學設計，調動了學生的學習興趣和參與積極性，加強了學生對科學問題的精準掌握與深刻記憶，應用于高中生物核心素養培養中鍛煉了學生的優化意識、求實心態、精準理念與幾何思維。

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作者簡介：姜盼，甘肅省金昌市，甘肅金昌金川高級中學。