單元整體視角下的生物課時教學

程國勝

摘要：單元整體視角下的生物課時教學強調整合性與有序化，落實“目標—教學—評價”的一致性和連貫性，是培養學生生物學學科核心素養的重要教學樣態。以《主動運輸與胞吞、胞吐》為例，從明晰單元概念層級、分解單元教學目標、解構單元學習任務、開展課時學習活動、落實課時學習評價等方面，具體探討單元整體視角下的生物課時教學。

關鍵詞：單元整體教學;課時教學;核心素養;高中生物;《主動運輸與胞吞、胞吐》

核心素養作為當前課程與教學領域的研究熱點，其研究疆域已由宏觀的頂層理論設計轉入中觀的學科核心素養體系構建和微觀的課程實施與評價。素養導向下的教學不僅要與已有的教學體系相結合，更需要對已有的課程進行重組。這就要求教師提升教學設計的站位，從知識為本的傳統教學轉變為素養導向的單元整體教學，從而突破“只見樹木、不見森林”的碎片化課時思維障礙。單元整體教學注重系統觀和整合性，有利于教師整合時間資源，使有限的課時教學產生乘法效益;同時也有利于學生消除惰性知識，自主構建知識體系，促進知識的深刻理解、長久保持和有效提取。那么，單元整體視角下如何體現課時教學的特殊地位？課時教學又如何體現單元整體引領作用？本文以人教版高中生物學必修1第4章《細胞的物質輸入和輸出》第2節《主動運輸與胞吞、胞吐》為例，具體探討單元整體視角下的生物課時教學。

一、明晰單元概念層級

單元整體教學強調知識意義的構建過程，整合關聯知識、形成良好的內容結構是單元整體教學的前提。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）以發展學生生物學學科核心素養為目標建構了課程內容，并提出了“大概念→重要概念→次位概念”的三級內容體系。因此，高中生物教師應在研讀課標的基礎上，厘清課時教學內容在單元概念體系中的地位和作用，明晰單元概念層級，并結合教材及學習資源，整合結構化學習內容。

本課時內容對應重要概念“2.1物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”。細胞是生物體生命活動的基本單位，時刻都在進行著復雜的代謝活動。而這些代謝活動高效有序地進行，不僅依賴于細胞嚴謹的結構基礎，同時也需要細胞不斷地與周圍環境進行多種方式的物質交換。本課時內容指向次位概念“2.1.2有些物質順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量;有些物質逆濃度梯度進出細胞，需要能量和載體蛋白”③和“2.1.3大分子物質可以通過胞吞、胞吐進出細胞”④，同時體現次位概念“2.1.1質膜具有選擇透過性”⑤。本課時要引導學生在歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等的基礎上，構建重要概念2.1，并為大概念“2細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”⑥的構建提供重要支撐，進而發展結構與功能觀、物質與能量觀等生命觀念。

二、分解單元教學目標

單元教學目標是單元整體教學的邏輯起點、實踐基礎和價值歸宿。在單元整體設計中，單元教學目標的制訂是核心。教師應深度解讀課標，基于“學業質量”“學業要求”和“內容要求”，以素養發展為導向提煉表現性要求，并以此制訂科學可行的單元教學目標。在此基礎上，立足學生的素養水平、認知規律和思維進階路徑，結合次位概念分析教學內容，將單元教學目標分解、對接到課時教學目標，確保教學朝向最終目標穩步前進。值得注意的是，課時教學目標的制訂應蘊含學生從現有水平到應然水平的進階過程，且明確、具體，具有可檢測性，避免使用“培養”“提升”等難以檢測的行為動詞。

通過本單元序列課時的學習，學生能理解生物膜具有選擇透過性的生命屬性，并基于系統的視角從微觀層面上理解細胞結構與功能的相適應，以及物質與能量的相統一，從而在構建學科概念體系的基礎上，發展生命觀念和科學思維能力。因此，以結構與功能觀、物質與能量觀為導向，在統籌單元目標和本課時教學內容的基礎上，制訂課時教學目標。

《細胞的物質輸入和輸出》單元教學目標如下：

1.通過過程探究、資料分析等活動，能運用歸納與概括、演繹與推理等科學思維方法，基于實證構建“質膜具有選擇透過性”“被動運輸”“主動運輸”“胞吞與胞吐”等生物學概念，并能嘗試運用結構與功能觀解釋生命現象。

2.通過對具體實例的分析討論，能運用歸納與概括、模型與建模等科學思維方法，構建“被動運輸”和“主動運輸”的物理模型，并能比較兩者的異同點，闡釋主動運輸的生命屬性及其對細胞生命活動的重要意義。

3.通過科學設計實驗方案，能探究植物細胞的失水與吸水的條件，說明水分子進出植物細胞的原理，闡釋原生質層的選擇透過性與質壁分離及其復原的關系;同時能基于滲透作用的原理，解釋食品腌制、植物“燒苗”等生活現象。

4.通過對物質進出細胞的具體實例的討論，能分析細胞膜的成分及結構與物質跨膜運輸功能之間的關系，并能嘗試運用相關知識解決生活實際問題。

《主動運輸與胞吞、胞吐》課時教學目標如下：

1.通過科研論文和圖示分析，能從物質與能量觀的視角闡釋主動運輸的條件和特點，并基于實證構建“主動運輸”概念。

2.能構建“主動運輸”的物理模型，列表比較被動運輸和主動運輸的異同點，并闡釋主動運輸的生命屬性及其對細胞生命活動的重要意義。

3.能從結構與功能相適應的視角解釋囊性纖維化疾病的發病原因，并設計治療方案。

4.能結合胰島素的合成及分泌過程、LDL進入細胞的視頻，分析胞吞、胞吐的特點，并應用到社會實踐：闡釋“阿米巴痢疾病”的原因、傳播途徑以及預防措施。

三、解構單元學習任務

指向核心素養的單元整體教學倡導大情境引領下的任務驅動，學生在真實情境中通過解決學習任務習得學科知識，并內化為解決問題的能力，從而實現知識向素養的轉化與提升。而在課時教學設計中，教師應根據學生的素養水平和認知規律，對單元情境任務進行解構、衍生，形成關聯性高、進階性強的子任務群，并引導學生在課時學習中解決子任務，從而達成教學目標。

本單元設計中，教師以來源于生活實際的“糖尿病的癥狀及治療”創設單元大情境，并遵循學生的認知規律、依托次位概念序列，設計關聯遞進的課時學習任務（如圖1）。這既體現了單元情境對課時學習任務的統領作用，又明確了課時學習任務在發展學生科學思維能力、提升學生科學探究技能方面的特殊地位。

四、開展課時學習活動

生物學概念的構建必須基于證據和論證。基于此，課時教學中，教師需幫助學生實現從事實的表達闡釋到概念的理解運用，進而指向觀念的系統提煉。課時教學中，基于教學內容，以學生為中心，設計探究活動，引導學生感知、形成、應用概念。

（一）探究離子進出細胞的方式——構建“主動運輸”概念

1.感知概念

承接單元情境，教師提問：腸道中葡萄糖、K+、NO-3等濃度遠低于它們在小腸上皮細胞中的濃度，但細胞仍能吸收，這些物質為什么能逆濃度梯度運輸？需要什么條件？

教師引導學生運用“小車下坡和上坡”類比推理，作出假設——該種運輸不同于被動運輸，需要能量和載體蛋白，幫助學生初步感知“主動運輸”概念。

2.形成概念

教師提供資料：（1）洋蔥鱗片葉外表皮細胞中含有大量花青素，可作為天然酸堿指示劑。鉬酸鈉屬于弱酸強堿鹽，在一定條件下進入洋蔥鱗片葉表皮細胞能夠改變液泡的pH，使液泡由紫色變為藍色再變為綠色。（2）線粒體可進行呼吸作用，產生ATP來為生命活動提供能量。

教師引導學生設計實驗：探究鉬酸鈉跨膜進入細胞是否需要能量。

在學生實驗得出相關結論的基礎上，教師提供資料：鉬缺乏的現象在多種農作物中都會發生，尤其在酸性土壤中更加嚴重;植物生長在缺鉬的土壤中容易出現葉片失綠、葉卷曲等癥狀;植物可通過專一性轉運蛋白和共轉運蛋白吸收鉬酸鈉并轉移分配。

學生基于資料分析得出：鉬酸鈉的跨膜運輸還需要能量。

教師引導學生總結實驗結論和資料分析，概括事實證據：鉬酸鈉的跨膜運輸需要轉運蛋白的協助，同時還需要能量。同時，引導學生進行模型構建，進而形成概念：物質逆濃度梯度進行跨膜運輸，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量——該方式稱為主動運輸。

3.應用概念

教師引導學生對課時任務“人體小腸上皮細胞是如何吸收葡萄糖的？”作出科學解釋，同時應用概念解釋囊性纖維化疾病的發病原因，并設計治療方案，以檢測學生對概念的掌握程度，引導學生關注人體健康，知曉科研于健康生活的意義，滲透社會責任素養的培養。

（二）探究大分子物質進出細胞的方式——構建“胞吞、胞吐”概念

1.感知概念

承接單元情境，教師提問：人體胰島B細胞是如何分泌胰島素的？

學生回顧 “分泌蛋白的合成及運輸過程”，觀看變形蟲攝食、LDL進入細胞的視頻，描述這些現象的共同點，初步感知“胞吞、胞吐”概念。

2.形成概念

教師引導學生在分析現象的基礎上，結合教材中阿米巴痢疾發病的原因、傳播途徑及預防措施，交流：細胞根據生命活動的需要，可以依靠膜的流動性完成大分子的進出，同時該過程還需要蛋白質的參與以及細胞提供能量。

學生綜合事實證據，歸納、概括胞吞、胞吐的特點。

3.應用概念

教師引導學生概述胰島素的分泌過程，并提出科學預防糖尿病的具體措施（即胞吞、胞吐概念的應用），提醒大家注意個人飲食衛生、加強公共衛生建設，提升社會責任意識和擔當能力。

整個課時教學中，以探究活動為依托，以概念的感知、形成、應用為明線，以發展核心素養的“事實→概念→觀念”路徑為暗線，有利于學生從整體上把握學科知識和思想方法。在此基礎上，教師還可引導學生列表比較被動運輸和主動運輸的異同，同時以思維導圖或概念圖的形式構建單元概念體系。

五、落實課時學習評價

學習評價是落實“教—學—評”一致性、促進課時目標達成的關鍵環節。科學的學習評價有助于教師及時了解學習目標的達成情況、調控學習過程、指導教學改進，同時也有助于學生緊扣學習目標、自主監控目標是否達成、主動反思學習進程。值得注意的是，學習評價應體現課程標準中“學業質量”的水平層次和“學業要求”，盡量實施多元評價，同時可以嵌入教學活動中，實現即時評價。

本課時教學過程中，在學生得出概念以后，教師引導學生應用概念，檢測概念掌握程度，即學習評價即時落地。課時評價標準如表1所示。

綜上，我們可以從明晰單元概念層級、分解單元教學目標、解構單元學習任務、開展課時學習活動、落實課時學習評價等方面，推進單元整體視角下的生物課時教學。這樣，教師能從全局的視角進行單個課時的教學實踐，從而更加有效地落實單元教學目標，使整個教學過程更具整合性、更加結構化。當然，以上僅是筆者基于教學實踐的些許心得，也期待更多的教育工作者加入到單元整體教學的研究中來。