單元整體視角下的生物課時(shí)教學(xué)

程國(guó)勝

摘要：?jiǎn)卧w視角下的生物課時(shí)教學(xué)強(qiáng)調(diào)整合性與有序化，落實(shí)“目標(biāo)—教學(xué)—評(píng)價(jià)”的一致性和連貫性，是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要教學(xué)樣態(tài)。以《主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐》為例，從明晰單元概念層級(jí)、分解單元教學(xué)目標(biāo)、解構(gòu)單元學(xué)習(xí)任務(wù)、開展課時(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)、落實(shí)課時(shí)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等方面，具體探討單元整體視角下的生物課時(shí)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)卧w教學(xué);課時(shí)教學(xué);核心素養(yǎng);高中生物;《主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐》

核心素養(yǎng)作為當(dāng)前課程與教學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其研究疆域已由宏觀的頂層理論設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)入中觀的學(xué)科核心素養(yǎng)體系構(gòu)建和微觀的課程實(shí)施與評(píng)價(jià)。素養(yǎng)導(dǎo)向下的教學(xué)不僅要與已有的教學(xué)體系相結(jié)合，更需要對(duì)已有的課程進(jìn)行重組。這就要求教師提升教學(xué)設(shè)計(jì)的站位，從知識(shí)為本的傳統(tǒng)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樗仞B(yǎng)導(dǎo)向的單元整體教學(xué)，從而突破“只見樹木、不見森林”的碎片化課時(shí)思維障礙。單元整體教學(xué)注重系統(tǒng)觀和整合性，有利于教師整合時(shí)間資源，使有限的課時(shí)教學(xué)產(chǎn)生乘法效益;同時(shí)也有利于學(xué)生消除惰性知識(shí)，自主構(gòu)建知識(shí)體系，促進(jìn)知識(shí)的深刻理解、長(zhǎng)久保持和有效提取。那么，單元整體視角下如何體現(xiàn)課時(shí)教學(xué)的特殊地位？課時(shí)教學(xué)又如何體現(xiàn)單元整體引領(lǐng)作用？本文以人教版高中生物學(xué)必修1第4章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》第2節(jié)《主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐》為例，具體探討單元整體視角下的生物課時(shí)教學(xué)。

一、明晰單元概念層級(jí)

單元整體教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)意義的構(gòu)建過(guò)程，整合關(guān)聯(lián)知識(shí)、形成良好的內(nèi)容結(jié)構(gòu)是單元整體教學(xué)的前提?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”）以發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)建構(gòu)了課程內(nèi)容，并提出了“大概念→重要概念→次位概念”的三級(jí)內(nèi)容體系。因此，高中生物教師應(yīng)在研讀課標(biāo)的基礎(chǔ)上，厘清課時(shí)教學(xué)內(nèi)容在單元概念體系中的地位和作用，明晰單元概念層級(jí)，并結(jié)合教材及學(xué)習(xí)資源，整合結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)內(nèi)容。

本課時(shí)內(nèi)容對(duì)應(yīng)重要概念“2.1物質(zhì)通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)”。細(xì)胞是生物體生命活動(dòng)的基本單位，時(shí)刻都在進(jìn)行著復(fù)雜的代謝活動(dòng)。而這些代謝活動(dòng)高效有序地進(jìn)行，不僅依賴于細(xì)胞嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，同時(shí)也需要細(xì)胞不斷地與周圍環(huán)境進(jìn)行多種方式的物質(zhì)交換。本課時(shí)內(nèi)容指向次位概念“2.1.2有些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，不需要額外提供能量;有些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，需要能量和載體蛋白”③和“2.1.3大分子物質(zhì)可以通過(guò)胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞”④，同時(shí)體現(xiàn)次位概念“2.1.1質(zhì)膜具有選擇透過(guò)性”⑤。本課時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生在歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等的基礎(chǔ)上，構(gòu)建重要概念2.1，并為大概念“2細(xì)胞的生存需要能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并通過(guò)分裂實(shí)現(xiàn)增殖”⑥的構(gòu)建提供重要支撐，進(jìn)而發(fā)展結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀等生命觀念。

二、分解單元教學(xué)目標(biāo)

單元教學(xué)目標(biāo)是單元整體教學(xué)的邏輯起點(diǎn)、實(shí)踐基礎(chǔ)和價(jià)值歸宿。在單元整體設(shè)計(jì)中，單元教學(xué)目標(biāo)的制訂是核心。教師應(yīng)深度解讀課標(biāo)，基于“學(xué)業(yè)質(zhì)量”“學(xué)業(yè)要求”和“內(nèi)容要求”，以素養(yǎng)發(fā)展為導(dǎo)向提煉表現(xiàn)性要求，并以此制訂科學(xué)可行的單元教學(xué)目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，立足學(xué)生的素養(yǎng)水平、認(rèn)知規(guī)律和思維進(jìn)階路徑，結(jié)合次位概念分析教學(xué)內(nèi)容，將單元教學(xué)目標(biāo)分解、對(duì)接到課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，確保教學(xué)朝向最終目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。值得注意的是，課時(shí)教學(xué)目標(biāo)的制訂應(yīng)蘊(yùn)含學(xué)生從現(xiàn)有水平到應(yīng)然水平的進(jìn)階過(guò)程，且明確、具體，具有可檢測(cè)性，避免使用“培養(yǎng)”“提升”等難以檢測(cè)的行為動(dòng)詞。

通過(guò)本單元序列課時(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能理解生物膜具有選擇透過(guò)性的生命屬性，并基于系統(tǒng)的視角從微觀層面上理解細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的相適應(yīng)，以及物質(zhì)與能量的相統(tǒng)一，從而在構(gòu)建學(xué)科概念體系的基礎(chǔ)上，發(fā)展生命觀念和科學(xué)思維能力。因此，以結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀為導(dǎo)向，在統(tǒng)籌單元目標(biāo)和本課時(shí)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，制訂課時(shí)教學(xué)目標(biāo)。

《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》單元教學(xué)目標(biāo)如下：

1.通過(guò)過(guò)程探究、資料分析等活動(dòng)，能運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理等科學(xué)思維方法，基于實(shí)證構(gòu)建“質(zhì)膜具有選擇透過(guò)性”“被動(dòng)運(yùn)輸”“主動(dòng)運(yùn)輸”“胞吞與胞吐”等生物學(xué)概念，并能嘗試運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀解釋生命現(xiàn)象。

2.通過(guò)對(duì)具體實(shí)例的分析討論，能運(yùn)用歸納與概括、模型與建模等科學(xué)思維方法，構(gòu)建“被動(dòng)運(yùn)輸”和“主動(dòng)運(yùn)輸”的物理模型，并能比較兩者的異同點(diǎn)，闡釋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)纳鼘傩约捌鋵?duì)細(xì)胞生命活動(dòng)的重要意義。

3.通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，能探究植物細(xì)胞的失水與吸水的條件，說(shuō)明水分子進(jìn)出植物細(xì)胞的原理，闡釋原生質(zhì)層的選擇透過(guò)性與質(zhì)壁分離及其復(fù)原的關(guān)系;同時(shí)能基于滲透作用的原理，解釋食品腌制、植物“燒苗”等生活現(xiàn)象。

4.通過(guò)對(duì)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的具體實(shí)例的討論，能分析細(xì)胞膜的成分及結(jié)構(gòu)與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸功能之間的關(guān)系，并能嘗試運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決生活實(shí)際問題。

《主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐》課時(shí)教學(xué)目標(biāo)如下：

1.通過(guò)科研論文和圖示分析，能從物質(zhì)與能量觀的視角闡釋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)臈l件和特點(diǎn)，并基于實(shí)證構(gòu)建“主動(dòng)運(yùn)輸”概念。

2.能構(gòu)建“主動(dòng)運(yùn)輸”的物理模型，列表比較被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)漠愅c(diǎn)，并闡釋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)纳鼘傩约捌鋵?duì)細(xì)胞生命活動(dòng)的重要意義。

3.能從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的視角解釋囊性纖維化疾病的發(fā)病原因，并設(shè)計(jì)治療方案。

4.能結(jié)合胰島素的合成及分泌過(guò)程、LDL進(jìn)入細(xì)胞的視頻，分析胞吞、胞吐的特點(diǎn)，并應(yīng)用到社會(huì)實(shí)踐：闡釋“阿米巴痢疾病”的原因、傳播途徑以及預(yù)防措施。

三、解構(gòu)單元學(xué)習(xí)任務(wù)

指向核心素養(yǎng)的單元整體教學(xué)倡導(dǎo)大情境引領(lǐng)下的任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)生在真實(shí)情境中通過(guò)解決學(xué)習(xí)任務(wù)習(xí)得學(xué)科知識(shí)，并內(nèi)化為解決問題的能力，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)向素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化與提升。而在課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的素養(yǎng)水平和認(rèn)知規(guī)律，對(duì)單元情境任務(wù)進(jìn)行解構(gòu)、衍生，形成關(guān)聯(lián)性高、進(jìn)階性強(qiáng)的子任務(wù)群，并引導(dǎo)學(xué)生在課時(shí)學(xué)習(xí)中解決子任務(wù)，從而達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

本單元設(shè)計(jì)中，教師以來(lái)源于生活實(shí)際的“糖尿病的癥狀及治療”創(chuàng)設(shè)單元大情境，并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、依托次位概念序列，設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)遞進(jìn)的課時(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)（如圖1）。這既體現(xiàn)了單元情境對(duì)課時(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)的統(tǒng)領(lǐng)作用，又明確了課時(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)在發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力、提升學(xué)生科學(xué)探究技能方面的特殊地位。

四、開展課時(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)

生物學(xué)概念的構(gòu)建必須基于證據(jù)和論證。基于此，課時(shí)教學(xué)中，教師需幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從事實(shí)的表達(dá)闡釋到概念的理解運(yùn)用，進(jìn)而指向觀念的系統(tǒng)提煉。課時(shí)教學(xué)中，基于教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生為中心，設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生感知、形成、應(yīng)用概念。

（一）探究離子進(jìn)出細(xì)胞的方式——構(gòu)建“主動(dòng)運(yùn)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(yuǎn)低于它們?cè)谛∧c上皮細(xì)胞中的濃度，但細(xì)胞仍能吸收，這些物質(zhì)為什么能逆濃度梯度運(yùn)輸？需要什么條件？

教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“小車下坡和上坡”類比推理，作出假設(shè)——該種運(yùn)輸不同于被動(dòng)運(yùn)輸，需要能量和載體蛋白，幫助學(xué)生初步感知“主動(dòng)運(yùn)輸”概念。

2.形成概念

教師提供資料：（1）洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)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(qiáng)堿鹽，在一定條件下進(jìn)入洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞能夠改變液泡的pH，使液泡由紫色變?yōu)樗{(lán)色再變?yōu)榫G色。（2）線粒體可進(jìn)行呼吸作用，產(chǎn)生ATP來(lái)為生命活動(dòng)提供能量。

教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：探究鉬酸鈉跨膜進(jìn)入細(xì)胞是否需要能量。

在學(xué)生實(shí)驗(yàn)得出相關(guān)結(jié)論的基礎(chǔ)上，教師提供資料：鉬缺乏的現(xiàn)象在多種農(nóng)作物中都會(huì)發(fā)生，尤其在酸性土壤中更加嚴(yán)重;植物生長(zhǎng)在缺鉬的土壤中容易出現(xiàn)葉片失綠、葉卷曲等癥狀;植物可通過(guò)專一性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白吸收鉬酸鈉并轉(zhuǎn)移分配。

學(xué)生基于資料分析得出：鉬酸鈉的跨膜運(yùn)輸還需要能量。

教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和資料分析，概括事實(shí)證據(jù)：鉬酸鈉的跨膜運(yùn)輸需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要能量。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模型構(gòu)建，進(jìn)而形成概念：物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量——該方式稱為主動(dòng)運(yùn)輸。

3.應(yīng)用概念

教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課時(shí)任務(wù)“人體小腸上皮細(xì)胞是如何吸收葡萄糖的？”作出科學(xué)解釋，同時(shí)應(yīng)用概念解釋囊性纖維化疾病的發(fā)病原因，并設(shè)計(jì)治療方案，以檢測(cè)學(xué)生對(duì)概念的掌握程度，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人體健康，知曉科研于健康生活的意義，滲透社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（二）探究大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式——構(gòu)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(xì)胞是如何分泌胰島素的？

學(xué)生回顧 “分泌蛋白的合成及運(yùn)輸過(guò)程”，觀看變形蟲攝食、LDL進(jìn)入細(xì)胞的視頻，描述這些現(xiàn)象的共同點(diǎn)，初步感知“胞吞、胞吐”概念。

2.形成概念

教師引導(dǎo)學(xué)生在分析現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，結(jié)合教材中阿米巴痢疾發(fā)病的原因、傳播途徑及預(yù)防措施，交流：細(xì)胞根據(jù)生命活動(dòng)的需要，可以依靠膜的流動(dòng)性完成大分子的進(jìn)出，同時(shí)該過(guò)程還需要蛋白質(zhì)的參與以及細(xì)胞提供能量。

學(xué)生綜合事實(shí)證據(jù)，歸納、概括胞吞、胞吐的特點(diǎn)。

3.應(yīng)用概念

教師引導(dǎo)學(xué)生概述胰島素的分泌過(guò)程，并提出科學(xué)預(yù)防糖尿病的具體措施（即胞吞、胞吐概念的應(yīng)用），提醒大家注意個(gè)人飲食衛(wèi)生、加強(qiáng)公共衛(wèi)生建設(shè)，提升社會(huì)責(zé)任意識(shí)和擔(dān)當(dāng)能力。

整個(gè)課時(shí)教學(xué)中，以探究活動(dòng)為依托，以概念的感知、形成、應(yīng)用為明線，以發(fā)展核心素養(yǎng)的“事實(shí)→概念→觀念”路徑為暗線，有利于學(xué)生從整體上把握學(xué)科知識(shí)和思想方法。在此基礎(chǔ)上，教師還可引導(dǎo)學(xué)生列表比較被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)漠愅?，同時(shí)以思維導(dǎo)圖或概念圖的形式構(gòu)建單元概念體系。

五、落實(shí)課時(shí)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是落實(shí)“教—學(xué)—評(píng)”一致性、促進(jìn)課時(shí)目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？茖W(xué)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)有助于教師及時(shí)了解學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成情況、調(diào)控學(xué)習(xí)過(guò)程、指導(dǎo)教學(xué)改進(jìn)，同時(shí)也有助于學(xué)生緊扣學(xué)習(xí)目標(biāo)、自主監(jiān)控目標(biāo)是否達(dá)成、主動(dòng)反思學(xué)習(xí)進(jìn)程。值得注意的是，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)應(yīng)體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)中“學(xué)業(yè)質(zhì)量”的水平層次和“學(xué)業(yè)要求”，盡量實(shí)施多元評(píng)價(jià)，同時(shí)可以嵌入教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)即時(shí)評(píng)價(jià)。

本課時(shí)教學(xué)過(guò)程中，在學(xué)生得出概念以后，教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用概念，檢測(cè)概念掌握程度，即學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)即時(shí)落地。課時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

綜上，我們可以從明晰單元概念層級(jí)、分解單元教學(xué)目標(biāo)、解構(gòu)單元學(xué)習(xí)任務(wù)、開展課時(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)、落實(shí)課時(shí)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等方面，推進(jìn)單元整體視角下的生物課時(shí)教學(xué)。這樣，教師能從全局的視角進(jìn)行單個(gè)課時(shí)的教學(xué)實(shí)踐，從而更加有效地落實(shí)單元教學(xué)目標(biāo)，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程更具整合性、更加結(jié)構(gòu)化。當(dāng)然，以上僅是筆者基于教學(xué)實(shí)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(xué)的研究中來(lái)。