高中生物大單元教學的情境創設

程佳燕 史佳麗

摘要：大單元教學中的情境創設不等同于課堂教學的導入和過渡，創設時要充分考慮三個方面：統領大單元主題、推進學習活動以及指向核心素養評價。具體而言，可立足課標中的大概念，創設統領大單元主題的“大情境”;圍繞直觀性、導向性和探究性，創設推進學習活動的任務型情境;依據多維評價體系，創設指向核心素養評價的應用型情境。

關鍵詞：大單元教學;情境;大概念;《生物遺傳的細胞學基礎》

大單元教學是教師根據課程標準，在充分考慮學生學情的基礎上，對現行教材進行有機整合，將教學內容按照某種邏輯和順序劃分為若干主題的“大單元”，引導學生進行深度探究的一種教學模式。生物大單元教學強調在課堂教學中通過情境創設、師生互動、問題探討等方式建構事實性知識與概念之間的聯系，使學生在面對復雜情境時能運用生物學的重要概念和方法分析和解決問題。大單元教學中的情境，創設時要充分考慮三個方面：統領大單元主題、推進學習活動以及指向核心素養評價。

一、立足課標中的大概念，創設統領大單元主題的“大情境”

大單元是由若干個內容相關的課時組成的，進行大單元教學時需要創設一個統領整個大單元的“大情境”，以引領學生“入境”。通過“大情境”引領教學，需先整體審視大單元內容，系統分析教學內容的層次結構和相互聯系，形成具有統攝性和遷移應用價值的核心概念。故“大情境”的創設應在大單元教學的第一課時進行，除了要符合學生的認知、感受、生活實際等，還要串聯整個學習內容，引領學生進入沉浸式的系統思考和深度學習中。

《生物遺傳的細胞學基礎》是以《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》規定的必修課程中的概念2和概念3為依據而確立的大單元教學主題。這一大單元各層級概念詳見表1。

通過整合其中的重要概念和次位概念，確定大單元教學的內容包括：有絲分裂、細胞分化、減數分裂和受精作用。由此創設“一個受精卵的前世今生”情境：“受精卵是生命發育的起點，以人為例，從1個細胞到擁有約40萬億個細胞的成熟個體，細胞除了在數量上發生變化，在形態、大小和功能上也發生了不可逆轉的改變。其中染色體是人類遺傳物質的載體，除紅細胞和血小板外，人體的每一個細胞都有46條染色體。回望人類繁衍的歷史，從遺傳上看，我們從何而來？又將去往何處？”通過這一“大情境”，結合受精卵發育及個體繁殖的視頻，引導學生構建出本單元內容學習的整體框架（如圖1）。這一框架的構建有助于學生形成本單元學習的整體認知結構，促進學生自主思考、主動探索和參與學習過程。

二、圍繞直觀性、導向性和探究性，創設推進學習活動的任務型情境

在大單元教學中，學習活動的開展需有一定真實性和現實意義的教學情境的支撐。任務型情境講究學習活動與任務的結合，它可以推動課堂環節和學習活動進行，通過引起學生積極的思維和情緒體驗，將學生的認識活動和情感活動更好地融合，從而提高學生的整體思維品質。以下從情境的直觀性、導向性、探究性三個方面分別闡述大單元教學中任務型情境的創設。

（一）直觀性

生命活動中的基本原理和發展規律通常比較抽象、微觀，需要教師盡可能地將情境直觀地呈現給學生。

比如，教學“有絲分裂過程”時，教師分別運用圖示、實物、模型和信息技術等方式創設如下4個任務型情境：

情境1染色體是人類遺傳物質的載體，通過有絲分裂形成的子細胞與原來的親代細胞中的染色體完全相同。以1條染色體為例，畫出細胞分裂時染色體的變化簡圖。

情境2蠶豆的細胞染色體數為12條，其根尖分生區細胞會進行旺盛的細胞分裂。觀察蠶豆根尖細胞的分裂，分析其分裂的幾個典型圖像。

情境3 根據以上推測，用扭扭棒模擬細胞中的染色體，以一條染色體為例模擬細胞分裂各時期中染色體的變化。

情境4之前的模擬是否符合實際？分裂的過程中細胞的其他結構發生了什么變化？觀看顯微鏡下熒光標記細胞分裂的動態視頻，以4條染色體為例，完善有絲分裂模型，并補充細胞中其他結構的變化。

上述4個任務型情境，將“大情境”更直觀地呈現給學生，幫助學生搭建情境和任務之間的橋梁，完成思維的轉換和顯化，加深對生物微觀結構的理解。

（二）導向性

大單元教學時所創設的情境要有明確的導向性，不僅需要厘清教學內容之間的邏輯關系，還要符合學生的學習方式和認知規律。

比如，教學“細胞分化”時，教師創設了這樣的任務型情境：“受精卵發育成個體的過程只依賴細胞分裂能實現嗎？為什么？”這一情境具有明顯的導向性——生物發育的過程中必然還依靠其他過程，使得細胞發生明顯的變化，從而將學生引向對細胞分化的探討。對此，可通過“什么是細胞分化？”“細胞為什么要分化？”“細胞為什么會分化？”等子問題，引導學生發現細胞分化的關鍵，在解決問題的過程中構建細胞分化概念。

（三）探究性

探究性是指任務型情境要從學生的已有知識基礎出發，基于生物學事實和經驗創設，從核心素養角度設計相關的活動，以任務引導學生自主發現問題并嘗試運用科學方法解決問題。

比如，教學“減數分裂”時，教師創設任務型情境1：“同種生物個體的染色體數目是恒定的，正常情況下，人體細胞的染色體都為23對，經細胞分化產生的精原細胞和卵原細胞可進一步通過分裂形成精子和卵細胞，統稱為配子。”提出問題：根據配子和受精卵的形成，你可以對“減數分裂”做何種判斷？引導學生作出假設：染色體復制一次，細胞分裂兩次。創設任務型情境2：“觀察人體細胞染色體的核型圖，比較和分析配子中的染色體形態、大小和來源。”引導學生歸納同源染色體的概念，進一步推測染色體數目減半的原因。創設任務型情境3：“模型和建模是科學研究常用的方法，以精原細胞2對同源染色體為例，用軟磁鐵代表染色體，請模擬減數分裂中染色體行為的大致過程。” 引導學生進行演繹推理，根據事實和假設構建減數分裂染色體變化模型。創設任務型情境4：“是否具有‘科學性是評價模型的首要標準。1903年，美國科學家薩頓曾用蝗蟲細胞做材料，觀察到精子和卵細胞的形成。請你借助顯微鏡來尋找證據，對所構建的模型進行評價和修正。”引導學生進行實驗，觀察真實的減數分裂過程，尋找證據支持、修正和評價模型。最終得出結論：減數分裂是通過染色體復制一次，細胞分裂兩次實現的，其中，減數分裂Ⅰ發生同源染色體分離，非同源染色體自由組合，減數分裂Ⅱ發生染色單體的分離。

這樣4個任務型情境，引領學生運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模的方法進行探究，充分經歷科學探究的一般過程，在彰顯探究特色的基礎上，利用生物實驗或模擬活動，強調學生自主探究能力的形成，培養學生運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的習慣和能力。

三、依據多維評價體系，創設指向核心素養評價的應用型情境

核心素養培養的落實除了要在教學中體現，還要解決如何評價的問題。實踐表明，課堂中被有效評價的部分往往更加受到學生的重視，更有可能被有效學習。大單元教學是以次位概念學習為基礎，以構建重要概念為關鍵，以促進大概念的形成為核心的，因此大單元教學的評價實施應分階段、分層次進行。由此，我們建立了任務評價、課時評價和綜合評價的多維評價體系。

任務評價依托于課堂上情境和任務的展示。如“減數分裂”的評價任務為：（1）構建減數分裂模型;（2）觀察減數分裂，繪制各時期圖像。

課時評價以基本知識、基本概念為載體，旨在檢驗和幫助學生感知、理解概念與原理，使學生在學習過程中逐步提升應用知識解決問題的能力。如“細胞分化”可通過如下問題情境來評價。

將自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為胰島樣細胞，以替代損傷的胰島B細胞，達到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是（）

A. 骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成不同，基因表達情況不同

B. 胰島樣細胞與胰島B細胞的基因組成不同，基因表達情況相同

C. 骨髓干細胞與胰島樣細胞的基因組成相同，基因表達情況也相同

D. 骨髓干細胞與胰島B細胞的基因組成相同，基因表達情況不同

而大單元綜合評價則重在評估學生大概念達成情況，評價學生應用知識和思維方法參與社會性議題和解決問題的能力，指向學生核心素養的發展。其情境應能呼應大單元教學中的“大情境”，從科學實驗、生活現象、農業生產以及醫學研究等角度設計。教師可通過設置綜合性評價任務，讓學生的觀念、思維、能力和意識在應用生物學概念和原理解決具體問題中得以體現，使評價不僅能評估學生的核心素養水平，也能充分發揮對學生知識掌握和核心素養發展的促進作用。如《生物遺傳的細胞學基礎》大單元教學的評價應用型情境為：

干細胞是沒有特定功能的非特異細胞，它包含生物體的全部遺傳物質，在特定信號下會變成特定的細胞類型。干細胞分為兩種類型：胚胎干細胞和成體干細胞。前者存在于胚胎中，后者少量存在于成熟組織中。由于倫理問題，各國對胚胎干細胞的研究都比較保守。請你以論文的形式回答以下問題：

（1）解釋各國對胚胎干細胞研究保守的原因？

（2）你認為是否應該允許科學家利用胚胎干細胞進行研究？根據你的想法判斷進行胚胎干細胞是有利的還是更具有風險的。（提示：從細胞分裂、分化和生殖的角度闡述。）

參考文獻：

[1]蘇科庚.例談探究性教學中的策略選擇[J].生物學教學，2013（4）.

[2]崔允漷.學科核心素養呼喚大單元教學設計[J].上海教育科研，2019（4）.

本文系江蘇省常州市教育科學“十三五”規劃青年教師專項課題“基于科學素養培養的高中生物大單元教學設計的研究”（編號：CJKQ2020078）的階段性研究成果。