以核心素養為導向的深度學習單元教學設計

安坤鵬 李子軍

根據《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》要求，生物學教學要以提高學生的生物學學科核心素養為宗旨，教學過程中，應積極踐行單元整體設計的思想，幫助學生理解生物學科的內涵，提升學生解決真實情境問題的能力。深度學習注重激發學生思維的深度與廣度，注重學生對知識進行整合、加工與靈活運用。以核心素養為導向的深度學習單元教學設計要通過對教學內容的整合優化，讓學生更好地理解生物學的重要概念及形成生物學科的核心素養。相對于教材每章每節的教學任務與課時標準劃分，深度學習的單元教學設計可以讓這一單元始終圍繞重要概念而展開，使教學任務更明確，重難點更突出，教學目標更聚焦，有利于學生對所學內容形成一個整體認知，思維得到更好的提升。下面，以人教版高中生物學必修1第3章“細胞的基本結構”為例，開展以單元為整體的深度學習策略，形成對重要概念的深度理解。

一、依托課程標準，確定教學目標

根據課程標準、所學內容和學情，確定“細胞的基本結構”單元教學目標：

（一）生命觀念

彰顯系統觀，因為細胞是基本的生命系統。體現結構與功能觀，通過學習細胞膜、細胞器和細胞核的結構，認識細胞各結構所對應的功能。

（二）科學思維

注重科學思維訓練，形成一定的探索思維與探究精神。

（三）科學探究

科學探究是本單元需重點落實的學科素養。通過學習“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質流動”的實驗，嘗試運用“提出假說”“差速離心法”“同位素標記法”等科學方法，幫助學生構建相應的科學探究能力。

（四）社會責任

本單元多處體現了社會責任的培養，通過學習脂質體作為藥物載體的應用分析，了解人工合成的膜材料在疾病治療中的應用；認識克隆牛、克隆猴科學實驗技術，形成社會責任意識。

二、依據素養要求，落實單元教學設計

（一）設計單元教學導航圖

根據對概念的梳理和學情的把握，依據課程標準要求，制定本單元教學導航圖，如下頁圖1所示。

（二）實施單元教學

1.單元教學前

單元教學之前，設置好班級學習小組，安排學生提前預習本單元學習內容，完成預習學案，自選制作動物細胞模型或植物細胞模型。

2.單元教學中

（1）第一課時

任務1：認識細胞膜的功能

活動1-1：問題探討，激疑導入。借助臺盼藍試劑鑒定動物細胞是否死亡這一實驗，讓學生認識到細胞膜是細胞的邊界。

活動1-2：大膽推測，閱讀求證。學生根據學習資料，推測細胞膜的功能；再閱讀教材，求證結論。

任務2：剖析細胞膜的結構

活動2-1：追本溯源，探究結構。學生對細胞膜成分的探究史進行分析，剖析細胞膜的結構，領悟“提出假說”的科學研究方法。

活動2-2：認識結構，形成結構功能觀。分析細胞膜的流動鑲嵌模型內容，理解生命觀念中的結構功能觀。

活動2-3：回歸生活，學以致用。分析教材課后拓展應用：脂質體-藥物的運載體的作用機理。

（2）第二課時

任務3：認識細胞內細胞器的種類、結構及對應的功能

活動3-1：類比分析，情境導入。用C919飛機作為類比，導入本節課。

活動3-2：知識回顧，引出細胞內各結構關系。

活動3-3：展示差速離心法，學習細胞器的分離方法。教師介紹差速離心法的原理以及分離細胞器的實驗操作過程視頻。

活動3-4：閱讀教材，學生角色扮演、小組補充，學習細胞中的主要幾種細胞器。

活動3-5：如圖2所示，依據結構特點，對細胞器進行分類，并識圖找茬。

活動3-6：小組合作，利用橡皮泥制作細胞器，并對其結構與功能進行準確表述。

活動3-7：總結與反思。

（3）第三課時

任務4：學習使用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動。分析葉綠體的形態和分布，與葉綠體的功能有什么關系？正常條件下，為什么植物細胞的細胞質處于不斷流動的狀態，這對細胞內的各項生命活動的正常進行有什么幫助？

活動4-1：觀察實驗，分析交流，得出結論。

任務5：理解細胞器之間的分工合作

活動5-1：創設情境，提出問題。細胞中有很多生產線，各部分結構在完成生命活動中是如何分工合作？

活動5-2：提供背景，做出假設。提供蛋白質的結構及各類細胞器的結構和功能等背景知識，引導學生做出假設，表述蛋白質的合成過程。

活動5-3：設計實驗，演繹推理。教師引導學生設計實驗，演繹推理假說內容。

活動5-4：實施實驗，驗證假說。學生學習放射性同位素標記法實驗探索出分泌蛋白合成、加工、運輸的路徑。

活動5-5：高階思維，形成概念。結合教材，梳理出分泌蛋白合成、加工與運輸過程的路徑，思考具膜細胞器的膜含量變化以及不同時間內放射性強度在不同細胞器中的變化情況，形成高階思維，強化對“細胞內的各細胞器之間分工合作”認識。

活動5-6：鞏固練習與小結。

（4）第四課時

任務6：剖析細胞核的結構和功能

活動6-1：展示我國科學家通過克隆技術，克隆出“中中”和“華華”克隆猴實驗視頻。引導學生通過思考“為什么克隆獲得的個體與供細胞核的親代幾乎一模一樣”引出本節課題。

活動6-2：對教材中美西螈、蠑螈、變形蟲、傘藻等實驗素材的分析，歸納出細胞核的功能。

活動6-3：小組討論，深度學習，嚴謹求證細胞核是細胞的“控制中心”。由細胞核的功能推測出細胞核應有的結構，再仔細求證，歸納出細胞核的結構。

活動6-4：制作真核細胞的三維結構模型，強化對細胞各結構的整體認知。

活動6-5：對細胞模型進行評價，評價量表如右表所示。

（5）第五課時

任務7：學習生物膜系統的范圍及功能，思考生物膜系統與生活的聯系

活動7-1：歸納具膜的細胞結構，形成歸納與概括能力。

活動7-2：由結構到功能，深度剖析生物膜系統的功能。

活動7-3：結合情境，分析生物膜系統在生活中的應用。

活動7-4：總結細胞為什么是基本的生命系統？

3.單元教學后

結合已有知識，查閱資料，認識透析型人工腎的工作原理、應用對象與范圍；修正完善單元教學前的細胞模型，并以“細胞”為對象，繪制一份以細胞為主體的手抄報。

三、評價單元教學

指向深度學習的單元教學性評價旨在檢測學生核心素養的達成效果，因此，本單元教學的評價方式包括過程性評價與結果性評價。

四、單元教學反思

學生在初中學習了細胞的基本結構，在高一又學習了生命系統的結構層次，對細胞的整體性認識有一個初步概念。因此，上課之前，讓學生結合預習，自主構建細胞模型；在課中，教師開展以“細胞”為主體的單元整體教學，圍繞“細胞”這一研究對象，引導學生逐步剖析細胞內各部分的結構，揭秘其對應的功能，幫助學生建構大概念——“細胞是生物體結構和生命活動的基本單位”。

在整個單元教學設計過程中，合理運用教材中給出的科學探究史與實驗素材，并結合生活情境，巧妙地設計教學活動，引導學生在閱讀與思考中不斷求證科學結論。

以核心素養為導向的深度學習單元教學設計可以讓學生形成清晰的知識框架，助力學生用核心概念與學科思想解決情境問題，在深度學習中實現學科的育人價值。因此，這也對教師提出了更高的要求，需要教師對所教的內容進行有效整合、適時提煉、巧妙設計。這就要求教師從教教材上升到用教材教，從教知識上升到培養學生的思維，由知識立意轉到能力培養，再升華到素養塑造。