基于建構高中生物學重要概念的單元教學設計

吳長菊 劉飛 王興泉

摘要：開展基于重要概念的單元教學是促進學生生物學大概念的形成及生物學學科核心素養發展的重要途徑，也是促進課堂轉型的重要“支點”。以2019年版生物學新教材中“物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，維持細胞的正常代謝活動”這一重要概念為例，從單元主題的確定、教學目標的規劃、學習任務、情境和學生活動的設計以及單元教學評價目標的制定等幾個方面進行單元教學設計，嘗試探索基于單元設計的生物學實踐教學。

關鍵詞：單元教學設計 重要概念 生物學科核心素養 大概念

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：A

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》）提出以學科核心素養為宗旨及內容聚焦大概念等基本理念。目前，發展學生學科核心素養已成為整個新課程改革的主線，為促使學科核心素養“落地”，進行課堂變革與轉型十分必要。那么，課堂應該做哪些改變呢？課堂教學的重點應該在哪里呢？課堂教學的重點應由關注知識的掌握轉向關注知識理解、應用及能力的養成，由碎片化的知識學習轉向清晰、凝煉的大概念學習，由純知識點教學轉向創設真實情境的重要概念教學。單元教學設計正好契合了課堂轉型的需要。教師通過單元教學設計，可以提高課堂教學設計的站位，處理教材內容，為學生提供有意、有用及有趣的教學材料，以此激發學生主動參與學習，自主發展生物學學科核心素養。

1單元教學設計問題的提出

1.1形成學科大概念的需要

鐘啟泉教授認為：當今時代是“以質取勝”而非“以量取勝”的時代，需要的是“少而精”而非“多而雜”的課程。這與生物學課程追求“少而精”的設計，主張精簡容量、突出重點、契合學生年齡特征、聚焦大概念的內容一致。然而，大概念又是基于多個重要概念的基礎上抽象出來的，一個大概念的形成往往需要多個重要概念的支撐。《新課標》中基于大概念對生物學課程教學進行了宏觀層面的“戰略”規劃設計，但由于受到以大概念為單元的課程教學持續周期長以及一線教師滿足于課時計劃的碎片化教學觀念的影響，在實際教學中基于生物學大概念的教學難以開展。對生物學重要概念從中觀層面進行單元教學設計，不僅可以支撐學生形成學科大概念，在實際教學中也容易操作。

1.2落實生物學科核心素養的需要

學科核心素養是對三維目標的高度整合，其發展不是一蹴而就的，而是在持續的學習過程中潛移默化形成的。在基于核心素養發展的教學中，教師的教學活動應由“核心素養一課程標準一單元教學設計一學習評價”等組成的基本鏈環，各環節環環相扣，其中單元教學設計是關鍵。如果沒有單元教學設計，只是一味追求課時教學設計，歸根究底只是開展碎片化的知識點教學，不利于學生大概念的形成及生物學學科核心素養的發展。

綜上，生物學教學中以單元教學設計為中介，不僅可以促進學生生物學大概念的形成，還可調和基于大概念的教學持續周期長和碎片化課時主義教學的矛盾，促進生物學課堂轉型，最終使生物學學科核心素養“落地”。

2單元教學設計的基本路徑

2.1單元教學主題的確定

《新課標》主張內容學習聚焦大概念，在充分掌握大概念的過程中凝煉生命觀念，發展科學思維、科學探究能力及社會責任。由于重要概念是支撐學生形成大概念重要組分，教學所需時長也比較適中，適合開展單元教學。因此，教師可嘗試以重要概念為單元主題，或者根據重要概念及對應的教材內容，進一步提煉單元主題。

2.2單元教學目標的規劃

單元主題確定后，教師需要明確教學目標。單元教學目標規劃應從整個單元教學出發，基于新課標的解讀、單元知識結構的梳理、學生認知結構及技能水平分析的基礎上進行設計。首先，通過對新課標的解讀，明確大概念與重要概念、重要概念與重要概念及重要概念與次位概念之間的關系，以概念圖的形式呈現出來;其次，通過對教材內容的深入分析梳理出單元知識結構，明確其中所承載的學科核心素養;最后，通過學生認知結構及技能水平的分析，確定學生的“最近發展區”，進而準確把握教學目標應達到的水平。教師綜合分析，以確定體現學科核心素養的單元教學目標。

2.3單元學習任務、情境、活動的設計

學習任務、情境、學生活動是單元教學有效開展的前提和保障。學習任務是教學目標實現的載體，引導學生開展學習的框架，是學生活動設計的依據。故，學習任務的確定需教學目標的指導。教師要注意選擇合適的情境。重要概念及學科核心素養需要在復雜的學習情境中形成，學習情境的創設并不是簡單的教學導入，而是需要直面現實生活或社會實踐創設真實情境。單元教學時，教師需要創設一個統領整個單元教學的情境，引導學生“入境”;同時，學生活動的開展也需要情境支撐。學生活動是完成學習任務的主要手段，教師在單元教學中需要根據制定的學習任務精心設計學生活動，使學生通過開展活動，逐步完成學習任務，達成教學目標。

總之，教學目標、學習任務、情境及學生活動四者之間要相互匹配，相得益彰。因此，在單元教學設計中，教師可通過借助“情境（統領整個單元）一任務一情境（統領學生活動）一學生活動”這一主線，勾勒單元教學藍圖。在該部分的設計中，教師需要先創設一個統領整個單元教學的情境，引出單元主題;接著，呈現出單元教學的學習任務;最后，根據學習任務選擇合適的情境，并引導學生完成學生活動，實現重要概念的構建，為大概念的形成做鋪墊。在該部分中，每個學習任務下可設計多個學生活動，但一般每個學習任務下設計學生活動以不超過3個為宜。

2.4單元教學評價目標的制定

在單元教學設計中，教師還需進行教學評價目標的設計。教學評價目標的設計應緊密圍繞教學目標與學習任務進行，并能夠準確量化二者的達成情況。

3單元教學設計案例

下面以“物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，維持細胞的正常代謝活動”這一重要概念為例，進行單元教學設計。

3.1確定單元主題及教學目標

通過對課程標準和教材內容的分析，凝煉出單元主題——細胞的物質輸入與輸出，并厘清與該主題相關的各層級概念的關系（圖1）及單元知識框架圖（圖2）。

然后，結合課程標準中對各層級概念關系的分析、單元知識框架圖的梳理以及學生認知水平的分析確定單元教學目標：

①通過資料分析，建構跨膜運輸知識，能夠理解細胞質膜及其他生物膜都是選擇透過性膜，并在此基礎上能夠認同生命的自主性，更加深刻地理解生命的本質;②通過“水進出植物細胞”實驗的探究，體驗科學探究的一般過程，提高實驗設計與操作能力，并能將科學探究的方法運用到類似的探究活動中解決具體的問題;③能夠運用歸納法，比較幾種運輸方式的異同，并能應用相關知識解釋日常生活中常見的生命現象，分析和解決實際問題。

3.2構建“情境-任務-情境-活動”為框架的單元教學藍圖

教師呈現某高血壓治療藥物說明書片：本品為二氫吡啶類的鈣離子阻滯劑，可抑制血管平滑肌和心肌細胞的跨膜鈣離子內流，以血管作用為主。本品主要通過引起冠狀動脈及腎小動脈等的全身擴張以實現降壓的效果。同時，提出問題：①研究表明許多藥物都是根據物質跨膜運輸研發的，為什么？②細胞質膜能夠控制物質的進出。它是怎樣控制物質進出的？物質進出細胞質膜的方式有哪些，這和膜結構又有何關系呢？

教師以此創設真實的問題情境，引出單元主題——細胞的物質輸入與輸出，之后是學習任務、學習情境及學生活動的設計（表1）。

3.3制定單元教學評價目標

本案例的教學評價目標如下：①診斷學生運用跨膜運輸知識，分析和解決生活實踐問題的水平;②診斷學生探究實驗方案設計水平，實驗現象記錄及根據實驗現象推理分析形成實驗結論并與同伴交流表達自己探究成果的水平;③診斷學生運用歸納法列表比較跨膜運輸方式異同的水平。

單元設計是撬動課堂轉型的“支點”。而基于生物學重要概念的單元教學設計是促進學生形成生物學大概念和生物學學科核心素養的“跳板”。因此，為了盡快適應新課程改革下基于學科核心素養的生物教學需要，一線生物教師教學過程中應努力提高自己的單元教學設計能力。