深度學習視域下高中生物單元整體教學策略研究

《普通高中生物學課程標準》（2017年版2020年修訂）強調核心素養導向，倡導“大概念”教學，推動單元整體設計與實踐，以促進學生深度學習能力的培養。單元整體教學是落實學科育人的重要路徑，而深度學習視域下的單元整體教學能夠幫助學生建構知識體系、發展高階思維，契合新課標對生物學科“生命觀念、科學思維、科學態度、社會責任”的要求。深度學習視域下的高中生物單元整體教學，以整合性、情境性和遞進性為特征，能夠通過重構單元內容、創設問題鏈和任務群，引導學生從淺層記憶轉向深度理解與遷移應用。基于此，本文旨在探討深度學習與單元整體教學的結合路徑，助力核心素養目標的落地。

一、深度學習視域下高中生物單元整體教學原則

（一）系統性原則

系統性原則是指教師需以整體性思維統籌單元整體教學，將分散的知識點整合為邏輯嚴密的認知體系。該原則強調知識的結構化與關聯性，要求教師超越孤立的知識點傳授，轉而關注概念間的內在聯系與層級關系。這意味著教師需要以整體視野審視每個教學單元，將單元內部的知識點視為一個緊密相連的體系，通過深入挖掘各知識要素之間的內在邏輯與關聯，構建起一張系統性、結構化的知識網絡[1]。

（二）階梯型原則

階梯型原則是指教學需遵循認知發展的階段性規律，構建螺旋上升的學習路徑。該原則強調知識建構的漸進性與連續性，要求教師準確把握學生的最近發展區，設計符合認知規律的學習階梯。知識學習和素養提升是一個漸進的過程，因此教師在設計大單元整體教學時要體現出階梯性的特點，使學生在課時學習向單元學習中實現平穩過渡，滿足學生學習需求[2]。

（三）全面性原則

全面性原則是指教學需立足學科育人價值，實現知識習得與素養發展的有機統一。該原則強調教育目標的整體性與多維性，要求教師突破傳統知識本位的局限，轉向素養導向的教學范式。全面性原則要求教師在教學過程中關注學生的全面發展，不僅要傳授生物學知識，還要培養學生的實踐能力、創新能力和團隊協作能力[3]。

二、深度學習視域下高中生物單元整體教學的優勢

（一）提高高中生物單元整體教學質量

深度學習視域下的單元整體教學從根本上重構了傳統生物課堂的教學范式，實現了從碎片化知識傳授向結構化認知體系構建的轉變。在深度學習的指導下進行單元整體教學設計，不再將高中生物教學停留在知識層面，更注重梳理高中生物教材的結構，這有助于學生對知識進行層層剖析，讓學生由淺入深地理解知識[4]。這種教學模式通過系統整合單元內的核心概念和關鍵能力，使教學內容呈現出清晰的邏輯脈絡和認知梯度，顯著提升了教學設計的科學性和有效性。

（二）促使學生開展深度探究

深度學習視域下的單元整體教學為學生創造了真實而有深度的學習體驗場域，有效激發了學生的科學探究潛能。在高中生物課堂上開展深度學習能為學生提供觀察、思考、交流及實操能力的認知機會，使學生能具有自主學習的空間和合作探究的途徑[5]。這種教學模式突破了傳統課堂的局限，通過創設問題情境、設計探究任務、搭建合作平臺等方式，引導學生開展基于問題的深度思考和實踐。持續的探究過程培養了學生的科學態度和研究能力，使其不僅掌握知識本身，更理解知識產生的過程和方法，實現了從“學會”到“會學”的轉變。

三、深度學習視域下高中生物單元整體教學的實施路徑

下文以人教版高一生物必修2第3章《基因的本質》為例，本章包括“DNA是主要的遺傳物質”“DNA的結構”“DNA的復制”“基因通常是有遺傳效應的DNA片段”四方面的內容。

（一）整合單元目標，促進深度理解

單元目標的科學整合是實施深度學習的前提條件，需立足學科核心素養，對單元整體教學目標進行系統性重構。此過程要求教師深入研讀課程標準，明確單元在學科知識體系中的定位，梳理出貫穿單元的核心概念與關鍵能力。并基于大概念統整思路，將分散的知識點重新組織為具有內在關聯的概念群。在目標設定上，教師需兼顧生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面。在生命觀念方面，目標設定著重于幫助學生建立系統的生物學概念體系；在科學思維方面，旨在培養學生運用比較與分類、歸納與演繹等科學方法分析生物學問題的能力；在科學探究方面，目標聚焦于提升學生提出問題、設計方案、實施實驗和解釋結果的整體探究能力；在社會責任方面，著重引導學生認識生物學知識的社會價值。

教師應基于課程標準和人教版教材內容，確立以“DNA作為遺傳物質的核心地位及其作用機制”為單元大概念。并設立教學目標如下：1.生命觀念方面。通過肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染實驗，使學生理解DNA是主要遺傳物質的實驗證據，建立“遺傳信息儲存在DNA分子中”的核心觀念；通過DNA雙螺旋結構的學習，引導學生認識結構與功能相適應的生命觀念，理解堿基互補配對原則對遺傳信息穩定傳遞的意義。2.科學思維方面。通過分析格里菲斯、艾弗里等經典實驗，訓練學生基于證據進行邏輯推理的能力；借助沃森和克里克構建DNA模型的過程，發展學生模型建構的科學思維。3.科學探究方面。基礎層面要求學生能夠設計簡單實驗驗證DNA的遺傳功能，如模擬赫爾希—蔡斯實驗；高階層面則要求學生能夠運用PCR技術原理，設計DNA擴增實驗方案。4.社會責任方面。通過討論基因專利、基因檢測等社會議題，引導學生思考科學技術發展的倫理邊界；結合檢測等現實案例，幫助學生理解DNA研究在公共衛生領域的應用價值，培養社會責任意識。

（二）創設真實情境，激發高階思維

基于真實情境的教學設計能夠有效激活學生的認知需求，為深度學習的開展提供必要的思維載體和實踐場域。在明確單元整體目標后，教師需要設計貫穿單元始終的真實情境，為學生提供深度思考的載體。情境創設應遵循“真實性、挑戰性、持續性”原則，既要貼近學生生活經驗，又要蘊含學科本質問題。教師需要提煉單元核心問題，該問題應能統領整個單元的學習，具有開放性和探究價值。并圍繞核心問題設計系列子情境，此類子情境既要相對獨立，又要保持內在關聯，共同構成完整的問題解決脈絡。在情境類型上，可融合實驗探究、社會議題、科研前沿等多種形式，確保學生能從多角度理解概念內涵。

在單元整體教學中，教師可創設“破解家族遺傳之謎”的核心情境貫穿整個單元。以學生熟悉的家族遺傳特征（如耳垂形狀、卷舌能力）為切入點，提出驅動性問題：“為什么子女會遺傳父母的特征？這些遺傳信息是如何傳遞和表達的？”在第1節設置“探尋遺傳物質真身”子情境，通過重現格里菲斯和艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗，引導學生分析實驗數據，思考“導致R型菌轉化為S型菌的轉化因子究竟是什么”；在第2節設計“構建遺傳密碼模型”子情境，提供富蘭克林的DNA衍射圖譜等原始資料，讓學生像科學家一樣思考“如何通過這些數據推斷DNA的三維結構”；在第3節創設“解密遺傳信息傳遞機制”子情境，通過Meselson和Stahl的實驗數據，引導學生探究“DNA是如何實現精確自我復制的”；在第4節設置“解讀基因身份證”現實情境，通過分析商業基因檢測報告，思考“基因檢測結果能告訴我們什么”。每個子情境都設計認知沖突點，如在第1節對比RNA病毒的遺傳現象引發“為什么說DNA是主要遺傳物質”的討論；在第3節通過比較原核生物和真核生物DNA復制的差異，深化對半保留復制普遍性的理解。

（三）設計遞進任務，推動持續探究

遵循認知發展規律的遞進式任務設計，是實現知識建構向能力遷移轉變的關鍵教學策略。教師應基于單元情境設計環環相扣的遞進式學習任務，引導學生開展持續性探究。教師需要規劃任務序列，將單元學習分解為若干個相互銜接的階段，每個階段聚焦不同的能力培養重點。初始階段側重基礎概念的理解與建構，中間階段強調知識的應用與遷移，最終階段注重創新思維與問題解決。任務形式應多樣化，包括概念構圖、實驗設計、數據分析、論證寫作等，全方位鍛煉學生的生物學素養。

本單元教師應圍繞“破解家族遺傳之謎”這一核心情境，設計層層遞進的任務序列。第一層級，概念理解任務包括\"遺傳物質探索歷程時間軸制作”任務，要求學生通過分析格里菲斯1928年轉化實驗數據表、艾弗里1944年實驗數據表等原始資料，以時間軸形式標注關鍵實驗節點并說明實驗結論；“DNA分子模型構建”任務則提供分子模型套件，要求學生搭建含10個堿基對的DNA雙螺旋結構模型，并用標簽標注磷酸二酯鍵、氫鍵、堿基互補配對等關鍵結構特征。第二層級，知識應用任務包含“DNA復制過程圖解繪制”任務，基于Meselson和Stah11958年的實驗示意圖，要求學生用不同顏色標注親代鏈和新合成鏈，分步驟圖解說明半保留復制過程；“DNA復制方式對比分析”任務提供原核生物環狀DNA和真核生物線性DNA的復制示意圖，要求學生制作對比表格，從復制起點、復制方向、酶系統等方面分析異同。第三層級創新探究任務設有“基因概念驗證實驗設計”，要求4人小組設計實驗方案驗證“基因是有遺傳效應的DNA片段”，方案需包含實驗目的、假設、材料選擇（如限制性內切酶、質粒載體等）、操作步驟及預期結果；“家族性狀遺傳分析報告”任務則要求學生選擇某個家族遺傳性狀（如耳垂形狀），運用本單元知識撰寫論證報告，內容需包含性狀遺傳方式推斷、可能涉及的基因位置分析以及遺傳概率計算等。

（四）實施多維評價，反饋學習情況

構建貫穿單元始終的多維評價體系，是保障深度學習質量的重要閉環機制。單元整體教學需要建立與之匹配的多維評價體系，實現“教一學—評”的一致性。評價設計要突破傳統單一測試的模式，關注學生在整個單元學習過程中的全面發展。一方面，評價體系構建應立足生物學核心素養四方面：生命觀念評價聚焦概念理解與遷移能力；科學思維評價側重邏輯推理與建模水平；科學探究評價關注實驗設計與數據處理能力；社會責任評價強調社會議題分析與價值判斷。另一方面，采用多元評價方式，將診斷性評價、形成性評價與總結性評價有機整合。診斷性評價用于把握學情，形成性評價貫穿學習全過程，總結性評價側重單元整體成效。在評價主體上，融合教師評價、學生自評與同伴互評，提高評價的全面性與客觀性。

在單元整體教學中，為全面評估學生的核心素養發展水平，教師應構建貫穿教學全過程的多維評價體系。第一，在生命觀念方面，通過課前概念圖和前測診斷題評估學生對DNA作為遺傳物質核心理解的初始認知水平；課中模型制作結合模型評價量表，檢測學生結構與功能觀的應用能力；單元結束時通過思維導圖和概念遷移題，考查學生對遺傳信息傳遞的整體認知。第二，在科學思維方面，利用實驗報告分析和實驗數據題評價學生的實驗數據分析能力（第1節后）；通過方案設計及設計評價表檢驗科學推理能力（第3節后）；借助比較分析作業和對比分析題衡量模型建構能力（單元中）。第三，在科學探究方面，隨堂實驗中觀察學生的實驗操作技能并記錄于實驗記錄表；通過探究方案設計和方案評分表評估其方案設計能力（第4節）；單元實踐中采用數據圖表分析和數據處理題評價數據處理能力。第四，在社會責任方面，通過辯論表現和辯論評分表考查科技倫理認知（第4節）；單元結束時通過反思報告和報告評價標準分析社會議題的理解深度；拓展活動中用案例分析和案例解答評估科學價值觀。這種多維評價體系有助于精準把握學生的學習進展與核心素養發展。

結束語

綜上所述，深度學習視域下的高中生物單元整體教學不僅有助于提高教學質量，還能激發學生的高階思維能力和探究精神，拓寬其知識視野。此種教學模式突破了傳統課堂中知識碎片化、學習淺層化的局限，使學生能夠在真實情境中主動構建知識體系，并通過遞進任務的設計逐步深化理解，最終形成解決復雜問題的能力。未來，教師應不斷調整并優化教學策略，將理論研究與實際教學緊密結合，發揮深度學習的優勢，推動高中生物教育的創新與發展。

參考文獻

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[5]劉濤.指向深度學習的高中生物學單元教學實踐研究Ⅲ].牡丹江教育學院學報，2022(7):118-120.