例談大單元視角下初中生物學課堂教學的設計與實踐
——以“細胞通過分裂產生新細胞”一課為例

2023-11-21 12:59:48劉艷紅

中學生物學 2023年6期

劉艷紅張鋒

(1.廣州市黃埔區教育研究院廣州 510070)

(2.福建省普通教育教學研究室福建 350001)

《義務教育生物學課程標準(2022 年版)》(以下簡稱“課程標準”)明確了生物學課程要培養的核心素養內涵,優化了課程內容體系,建立了大概念、重要概念、次位概念構成的概念體系,倡導關注學生學習的實踐經歷,重視以評價促進學生的學習與發展,這給一線教學帶來了巨大挑戰:如何遵循縝密的邏輯體現課程內容體系的整體性、系統性、核心性? 如何實現從概念教學到“大”概念教學的轉變? 本文通過“細胞通過分裂產生新細胞”一課的設計與實施,探索大單元設計與實踐的可行方案。

1 依據大概念確定大單元主題

大概念教學呼喚大單元設計。初中生物學課程概念體系中包含9 個大概念,最大的大概念5 包含5個重要概念和21 個次位概念,最小的大概念8 也包含2 個重要概念與5 個次位概念,針對這樣的大概念體系,傳統的落點于生物學事實、小概念的課時教學,在概念構建的過程中顯然過于零散、瑣碎,不夠聚焦。大概念教學需要與之匹配的整體的、通盤的大單元設計。大單元和大概念是緊密關聯的,大概念必然要到單元教學中去落實,大單元是以素養為目標的單元,要圍繞大概念來組織。以核心素養培養為宗旨開展大單元教學可以很好地落實課程標準理念。

依據大概念進行大單元設計,首先要確定大單元教學的主題。目前,與課程標準匹配的新教材尚未出版發行,使用舊版教材進行課程標準理念下的大單元設計,教師首先遇到的問題是如何用一個主題將相關概念的教學統一起來,這就需要對大概念所涉及的核心素養內涵、概念體系核心、教材自然單元組成、學生認知規律等進行梳理,并結合區域特色、執教教師的個人風格等完成。

以“細胞通過分裂產生新細胞”為例,分析“大概念1 生物體具有一定的結構層次,能夠完成各項生命活動”核心內涵,首先立足點是生物體,在微觀與宏觀、個體與群體視角上,大多數生物體微觀上的組成是細胞,細胞又可以細化成各種細胞結構,中觀上的結構層次是組織、器官、系統,宏觀上的發展是生物類群、生態系統乃至整個生物圈;其次強調的是結構與功能。在多樣性視角,大多數生物體是由細胞、組織、器官、系統按不同結構層次構成,而且不同生物體的細胞結構、組織、器官類型、是否形成系統、系統的組成各有不同,功能也各有不同;在統一性視角,無論是細胞的各組成成分,還是生物體的各組成結構,在結構上都是相互聯系的,在功能上都是相互配合的,共同分工合作完成細胞與生物體的生命活動。基于以上分析,該大概念的核心關鍵詞是結構與功能,核心內涵是細胞與生物體結構與功能上的適應性。聯系到本地隨處可見的現代建筑模塊(已經在工廠生產組裝好,具有功能)“搭建”高樓大廈的真實情境,確定大單元主題為“萬千生物細胞始”,大單元的內容圍繞該主題組織。見下表1。

表1 “萬千生物細胞始”大單元主題的建立

2 依據概念進階進行大單元學案設計

在確定大單元主題后,需要綜合考慮學校教學條件、資源背景,執教教師特長,確立大單元教學目標,提煉大單元教學策略,安排大單元教學內容與課時數量,對大概念體系進行結構化分析,選用觀察、實驗、資料分析等探究活動方式,以提供豐富多樣的事實知識,支撐學生經過抽象和概括活動,由次位概念、重要概念,主動建構大概念。必要時,可以依據概念的螺旋式發展過程,在大單元統領下,將大單元細分成若干個小單元。以“細胞通過分裂產生新細胞”所在單元為例,根據大概念1 包含的兩個重要概念“1.1 細胞是生物體結構和功能的基本單位”與“1.2 生物體的各部分在結構上相互聯系,在功能上相互配合,共同完成各項生命活動”,可以將“萬千生物細胞始”大單元細分成“細胞的搭建”“生物體的搭建”兩個小單元。 “細胞通過分裂產生新細胞”適于支撐次位概念“1.2.1 細胞能通過分裂和分化形成不同的組織”構建的“生物體的搭建”小單元。

大單元名稱與數量確定好以后,就需要按單元設計專業的學習方案。在分析本地教師所使用的七年級上冊生物學教材的基礎上,制訂“細胞通過分裂產生新細胞”所在的“生物體的搭建”小單元的單元教學目標為:通過開展觀察草履蟲等單細胞生物的結構和生活,觀察動、植物細胞分裂,觀察人體和植物體主要組織的活動,描述細胞分裂和分化的基本過程,以及從細胞到組織到器官到系統的結構層次形成過程,樹立生物體結構與功能相適應的生命觀念。考慮到七年級上學期的教學時長,安排4 個教學課時,分別以“一個細胞撐起一個生命體”“細胞隊伍的擴大、變化”“各有特點的組織”“生物體的搭建”為每個課時的教學主題。

3 依據邏輯關聯達成大單元課時教學目標

大單元教學設計下的課時教學,既要服務于大單元的核心,成為大概念構建中的一環,與大單元其他課時的教學環環相扣,具有系統性,又要體現課時教學的特點,在目標確立、任務驅動、評價反饋等方面保持獨立性。其中,邏輯關聯正確與否舉足輕重。

鐘啟泉教授認為,單元設計既是課程開發的基礎單位,也是課時計劃的背景條件。單元設計是“課時計劃”的指引。依據大概念進行大單元重構后,教材“細胞通過分裂產生新細胞”與“動物體的結構層次”部分內容整合,將細胞的分裂與細胞的分化結合起來,體現生物體結構層次搭建中細胞表現出的主要功能:“細胞隊伍的擴大、變化”。整節課遵循學生的認知思維路線,設計了問題串:大多數生物是多細胞生物(聯系上一課時“一個細胞撐起一個生命體”的教學內容),細胞怎樣增加數目? 什么是細胞分裂? 細胞的分裂過程是怎樣的? 不同結構的動、植物細胞分裂過程有何異同? 細胞分裂形成的新細胞是怎樣的?新細胞的遺傳物質與原細胞是否相同? 僅靠增加“細胞”的體積增大和數目增加能支撐“生物體”的由小長到大嗎? 什么是細胞的分化? 細胞分化形成什么?組織是什么樣的(為一下課時“各有特點的組織”的學習埋下伏筆)? 通過一個個問題的拋出、解決、引申,達成預定的教學目標:①通過模擬動植物細胞的分裂活動以及觀察分析細胞分裂的染色體變化(探究實踐);②描述細胞的分裂、分化的基本過程,說出物體的細胞數目是通過細胞分裂不斷增加的,并能初步分析染色體在細胞分裂前先進行復制,之后均分為完全相同的兩份進入兩個新細胞中(生命觀念);③引導學生關注癌細胞的產生原因,認同養成健康生活的重要性(態度責任)。

4 依據多元評價促進大單元教學反思

大單元教學需要多元多樣的評價。教師角度,教師可以依據每個課時的教學目標進行課堂評價、作業評價,在整個大單元完成后,可以進行單元評價。如果單元活動中設計了跨學科實踐活動,教師還需要設計跨學科實踐活動的評價,形式可以是紙筆測試,也可以是學生的操作、口頭報告量規等表現性評價。教師通過多樣化的評價了解教學目標的達成情況,可以促進教師反思教學行為,調整教學策略和教學過程。學生角度,學生可以通過完成教師的教學任務單、表現性評價量規情況,在個人自主評、同伴互助評、家長一起評后,發現學習中的問題和薄弱環節,自我反思改進學習方法。

《義務教育課程方案(2022 年版)》細化了評價與考試命題建議,注重實現“教—學—評一致性”,明確與強化了“教什么”“教到什么程度”。課程標準指出概念形成需要修正學生頭腦中原有的錯誤概念,厘清似是而非的日常概念,這都需要在確立教學目標后,先行設計教學評價,通過評價來反饋教學效果,以評促學、以評促教。而以學生為評價主體,授予學生評價的權力,可以促進在教學中建構師評、生生互評和自評協調發展的評價體系,有效提高大單元教學的效果。

在本節課中,教師既設計了概念在新情境中應用的“全班作答”紙筆測試,學生動手操作、表演展示、口頭報告的表現性任務評價,也設計了課后的跨學科學習實踐性作業,即制作細胞分裂過程模型,還公布了模型制作的評價量規,評價形式多樣,利于師生對概念構建情況進行反思。

評價還需要保持可持續性。基于“生物體的結構層次”這一學習主題的大單元,科學思維培養主要體現在模型與建模方面,包括動植物細胞結構模型(體現出線粒體、細胞核、細胞膜、葉綠體等結構)制作,草履蟲細胞模型制作,本節課的動、植物細胞分裂示意圖模型(體現核裂、質裂、膜壁形成過程)的制作。七年級其他學習主題的單元也可以設計模型制作活動,例如“生物與環境”學習主題中生態系統模型制作,“植物的生活”學習主題單元中花的結構模型、種子結構模型、葉片橫切面模型、導管和篩管等模型的制作。通過系列性的模型制作學習,不僅可以幫助師生反思教學成效,對提高學生的設計、制作等成果物化能力,培養學生的實踐創新意識、審美意識和創意實現能力也有很大幫助。

5 運用數字資源助力大單元教學任務實施

概念形成需要形式多樣的教學活動承載。如果支撐概念形成的教學活動有學生親自參與,學生就更容易完成從事實中抽象、概括概念的過程。課程標準建議積極推進現代信息技術與教學的深度融合,本節課的教學實施中,教師充分發揮了學校數字資源的作用,虛實融合,助力教學過程中任務的實施。

作為大單元教學中的一個課時環節,要學習細胞的分裂與分化,就需要重溫細胞是生命體結構和功能的基本單位這一任務,教師充分利用了學校的智慧課堂,讓學生進行搶答。學習動、植物細胞的分裂過程時,因為過程微觀,教師先是在屏幕上播放動物細胞分裂中細胞核分裂的動圖,通過智慧課堂向學生終端推送動物細胞分裂過程的視頻,創設情境,接著分發自制的教具,引導學生通過小組合作活動,用肢體手勢,語言講解,模擬、重現動物細胞的分裂過程,最后邀請學生們到黑板前進行展示表演。在開展細胞分裂中染色體的形態和數目變化學習時,教師設計交流猜想與思路任務,引導學生用智慧課堂展示思路和畫模式圖。在學習到細胞體積的增大及細胞的生長時,為了解決細胞是否有無限的營養就能夠無限長大這個問題,教師利用事先拍攝的模擬實驗視頻:用水來模擬細胞需要的營養,不同體積的四方形干花泥模擬不同體積的細胞,通過水進入不同體積大小干花泥的速率以及水被吸收的程度,幫助學生推論出細胞體積限制物質運輸效率,最終限制細胞生長的結論,引出細胞分化的學習。