高中生物學(xué)單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施

陳英水 陳欣

（1.晉江市第二中學(xué)，福建晉江 362212；2.福建教育學(xué)院，福建福州 350025）

高中生物學(xué)課程旨在促進(jìn)學(xué)生深入理解與應(yīng)用生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及基本方法，形成生命觀念，并能以此分析生命現(xiàn)象及過程；樹立崇尚科學(xué)、敢于批判與質(zhì)疑、勇于且樂于探究的科學(xué)精神；發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)從單元整體出發(fā)，優(yōu)化項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，達(dá)成高中生物學(xué)課程目標(biāo)。本文以“探究細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”為例，探討單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施。

一、單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)概述

（一）單元教學(xué)

單元教學(xué)是以《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（下文簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）為依據(jù)，以學(xué)生學(xué)情為基礎(chǔ)，以核心素養(yǎng)發(fā)展為導(dǎo)向，合理地利用教科書資源，將若干相同主題、分散于不同章節(jié)的知識(shí)內(nèi)容建構(gòu)為一個(gè)教學(xué)單元整體，運(yùn)用合適的教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生系統(tǒng)建構(gòu)知識(shí)體系，有效落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。［1］

（二）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)過程圍繞某個(gè)具體的項(xiàng)目，以學(xué)科重要概念和原理為中心，優(yōu)化選擇和利用學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生合作解決某一復(fù)雜問題或完成某一項(xiàng)綜合性任務(wù)，通過親身實(shí)踐，獲得知識(shí)和技能，發(fā)展核心素養(yǎng)。［2］

（三）單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是基于單元教學(xué)理念設(shè)計(jì)與實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，是單元教學(xué)與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的優(yōu)化整合與綜合運(yùn)用，以期更好地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維、問題解決能力及學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施原則

（一）以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)

教師應(yīng)深入學(xué)習(xí)、深刻理解課程標(biāo)準(zhǔn)基本理念與教學(xué)要求。例如，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)“探究細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”的內(nèi)容要求、教學(xué)提示及學(xué)業(yè)要求，組織“觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)”“嘗試制作真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)模型”及收集、交流有關(guān)細(xì)胞研究、應(yīng)用及其進(jìn)展等探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，建構(gòu)并使用細(xì)胞模型，幫助學(xué)生基于對(duì)微觀的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，建立、理解與應(yīng)用生物學(xué)重要概念“細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)”“各種細(xì)胞具有相似的基本結(jié)構(gòu)，但在形態(tài)與功能上有所差異”，以及生物大概念“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位”，加深對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法，習(xí)得相關(guān)的操作技能，提升生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，［3］以便正確制訂單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)，選擇合適的學(xué)習(xí)資源，促進(jìn)單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的有效開展。

（二）重組優(yōu)化教科書內(nèi)容

重組優(yōu)化教科書內(nèi)容是單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及重要任務(wù)。教師應(yīng)根據(jù)課程理念及內(nèi)容要求，結(jié)合學(xué)生具體學(xué)情，整合教科書相關(guān)內(nèi)容，確定單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)主題，使得學(xué)習(xí)內(nèi)容項(xiàng)目化及系統(tǒng)化。

例如，構(gòu)建“探究細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”這一單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)，將2019年版人教社《高中生物學(xué)·必修1·分子與細(xì)胞》第3章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”、第4章“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”及第1章“走近細(xì)胞”的部分內(nèi)容進(jìn)行整合與重組，形成“細(xì)胞結(jié)構(gòu)概述”“細(xì)胞膜及其糖被與細(xì)胞壁”“細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞器”及“細(xì)胞核、真核細(xì)胞與原核細(xì)胞”等四個(gè)部分，且每一部分均根據(jù)課程內(nèi)容要求設(shè)計(jì)與實(shí)施有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。使得教學(xué)節(jié)奏性強(qiáng)、環(huán)節(jié)銜接緊湊，為學(xué)生提供充足的思維時(shí)空，促進(jìn)學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。

（三）深入了解學(xué)生思維品質(zhì)與認(rèn)知特點(diǎn)

為了更好地實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)與實(shí)施單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，需要深入了解學(xué)生思維的深刻性、靈活性、獨(dú)創(chuàng)性、批判性、敏捷性及系統(tǒng)性等思維品質(zhì)，以及認(rèn)知的選擇性、認(rèn)知反應(yīng)的顯著性及認(rèn)知行為的自我控制等認(rèn)知特點(diǎn)，并根據(jù)學(xué)生探究體驗(yàn)、學(xué)習(xí)進(jìn)展及學(xué)習(xí)效果，優(yōu)化單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，實(shí)施合適的教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。［4］

例如，開展“探究細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”之“細(xì)胞學(xué)說的建立過程”環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)時(shí)，根據(jù)學(xué)生“好表現(xiàn)”的心理特點(diǎn)，要求學(xué)生“閱讀教科書有關(guān)內(nèi)容，找出相關(guān)重要概念，并討論：通過分析細(xì)胞學(xué)說建立過程，你領(lǐng)悟到科學(xué)發(fā)現(xiàn)具有哪些特點(diǎn)？細(xì)胞學(xué)說主要是闡明了細(xì)胞的多樣性還是生物界的統(tǒng)一性？細(xì)胞學(xué)說的地位和意義為什么如此重要？說出你的觀點(diǎn)”。以此鼓勵(lì)學(xué)生交流學(xué)習(xí)體會(huì)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展形象思維、邏輯思維及創(chuàng)新思維；學(xué)會(huì)基于證據(jù)做出分析與判斷，發(fā)展批判性思維；能夠從歷史性的、整體性的角度闡述細(xì)胞學(xué)說的重要地位和意義。

三、單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐

（一）單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的分析

單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)分析包括教科書分析與學(xué)生學(xué)情分析，這是單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。例如，進(jìn)行“細(xì)胞膜成分與結(jié)構(gòu)的探究歷程”學(xué)習(xí)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞膜成分科學(xué)探究歷程、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，提出下一步探究的問題。進(jìn)一步分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)科學(xué)探究歷程，從細(xì)胞膜功能角度預(yù)測(cè)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并嘗試從“流動(dòng)性”和“鑲嵌性”兩個(gè)角度分析細(xì)胞膜的功能。再進(jìn)行小組合作制作細(xì)胞膜模型。讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究歷程，學(xué)習(xí)“提出假說”的科學(xué)方法，增強(qiáng)對(duì)模型與建模、結(jié)構(gòu)與功能的理解與應(yīng)用，發(fā)展提出問題能力、建模能力及創(chuàng)新能力。

另一方面，教師要了解學(xué)生的知能結(jié)構(gòu)、思維品質(zhì)以及認(rèn)知特點(diǎn)，以便對(duì)單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。有關(guān)學(xué)生學(xué)情分析請(qǐng)參見上述。

（二）單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，要重視單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)及學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)。

單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)包括生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任等生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，以及學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)方法等培養(yǎng)目標(biāo)。例如，“探究細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)是：第一，觀察、分析卵黃膜的結(jié)構(gòu)與功能，概述細(xì)胞膜作為細(xì)胞系統(tǒng)邊界的功能。通過閱讀與討論，舉例說出線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體及葉綠體等細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能。通過有關(guān)資料的分析和討論，闡明細(xì)胞核的功能，樹立結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的生命觀念。第二，通過分析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型研究歷程及有關(guān)資料，能基于事實(shí)和證據(jù)進(jìn)行推理論證，提出假說或模型，加深對(duì)“模型與建?！钡睦斫猓w驗(yàn)科學(xué)在質(zhì)疑與創(chuàng)新中不斷發(fā)展。比較分析不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，舉例說明細(xì)胞器結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性。通過閱讀和繪制細(xì)胞核結(jié)構(gòu)示意圖，闡明細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)。第三，比較分析不同細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型特點(diǎn)，闡明流動(dòng)鑲嵌模型結(jié)構(gòu)與功能。嘗試運(yùn)用系統(tǒng)觀分析細(xì)胞中部分與整體、結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性。通過資料分析、模型建構(gòu)活動(dòng)，結(jié)合對(duì)細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí)，認(rèn)同細(xì)胞核是系統(tǒng)地控制中心。嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，體驗(yàn)建模的方法和過程。第四，通過有關(guān)“脂質(zhì)體藥物”的分析，體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)與解決現(xiàn)實(shí)問題之間的密切聯(lián)系，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感；認(rèn)同細(xì)胞是一個(gè)基本生命系統(tǒng)，其生命活動(dòng)是通過各組成成分的協(xié)調(diào)配合完成的。

學(xué)習(xí)活動(dòng)是實(shí)現(xiàn)單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)的重要載體。單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮學(xué)生學(xué)情，使得學(xué)習(xí)活動(dòng)更有利于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。例如，學(xué)習(xí)有關(guān)“細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能”時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生觀看、閱讀有關(guān)視頻及資料，思考討論教科書“問題探討”及“思考·討論”欄目上的問題，并進(jìn)行組內(nèi)、組間的交流與補(bǔ)充，得出“細(xì)胞核控制著細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)，同時(shí)控制著細(xì)胞分裂、分化、新陳代謝等活動(dòng)”的結(jié)論，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的精妙之處，提高總結(jié)能力及問題解決能力。再指導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書有關(guān)內(nèi)容，小組內(nèi)探討自學(xué)過程中產(chǎn)生的疑惑問題，要求學(xué)生繪制細(xì)胞核結(jié)構(gòu)示意圖，比較分析“遺傳物質(zhì)”和“遺傳物質(zhì)的載體”概念，理解染色體和染色質(zhì)兩者的關(guān)系，深入理解“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一生物學(xué)基本觀點(diǎn)，提高閱讀能力及交流能力。進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生查閱有關(guān)模型制作資料，小組合作設(shè)計(jì)與制作細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模型，了解物理模型的作用，提高建模能力。［5］通過一系列觀察、閱讀、討論及建模等合作探究活動(dòng)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“細(xì)胞核是遺傳信息庫、細(xì)胞代謝及遺傳控制中心”的正確認(rèn)識(shí)。

（三）單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施

實(shí)施單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)重視開展科學(xué)探究、實(shí)踐活動(dòng)，以便突破學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，達(dá)成單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)目標(biāo)。

例如，進(jìn)行有關(guān)“細(xì)胞器的分工與合作”學(xué)習(xí)時(shí)，首先介紹有關(guān)細(xì)胞器的分離方法、差速離心法，幫助學(xué)生了解研究方法在科學(xué)研究中的重要作用，理解“工欲善其事，必先利其器”的道理，體現(xiàn)跨學(xué)科綜合應(yīng)用的理念。接著，要求學(xué)生閱讀教科書有關(guān)“細(xì)胞器的分工”內(nèi)容，并填寫細(xì)胞器結(jié)構(gòu)與功能比較表，提高學(xué)生的讀圖能力、比較分析能力及歸納能力。再組織學(xué)生進(jìn)行識(shí)圖糾錯(cuò)練習(xí)，并進(jìn)行小組合作探究有關(guān)“細(xì)胞質(zhì)DNA主要分布在哪里？各種細(xì)胞器都有膜結(jié)構(gòu)嗎？都有蛋白質(zhì)嗎”等問題，幫助學(xué)生加深對(duì)各種細(xì)胞器結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí)，深入理解“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”這一觀點(diǎn)。最后，布置學(xué)生課后利用橡皮泥制作細(xì)胞器模型，提升建模能力。

可以根據(jù)單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)具體實(shí)施情況，靈活調(diào)整教學(xué)過程，以便提高單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的有效性與針對(duì)性。

（四）單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的反思及改進(jìn)

單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后，要求學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)過程及結(jié)果的小組評(píng)價(jià)與自評(píng)。同時(shí)，教師應(yīng)認(rèn)真反思自身教學(xué)，了解學(xué)生對(duì)教師教學(xué)的評(píng)價(jià)。通過評(píng)價(jià)與反饋，促進(jìn)教師與學(xué)生及時(shí)調(diào)整、改進(jìn)教與學(xué)。［6］

例如，從評(píng)價(jià)目標(biāo)、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)載體與評(píng)價(jià)主體等四個(gè)維度進(jìn)行“探究細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)（如表1）。

總之，教師要深刻理解高中生物學(xué)課程基本理念、內(nèi)容要求及教科書編寫特點(diǎn)，以核心素養(yǎng)發(fā)展為學(xué)習(xí)目標(biāo)，優(yōu)化整合單元項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與探究、實(shí)踐活動(dòng)，建構(gòu)與完善生物學(xué)概念體系，提升科學(xué)探究能力、科學(xué)思維能力，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

表1 “細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”單元性項(xiàng)目式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)