整合大單元實(shí)現(xiàn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)探索

李佳瑩 唐家友

學(xué)科核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)從理解到應(yīng)用，重視知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)結(jié)及其運(yùn)用，其出臺(tái)倒逼教學(xué)設(shè)計(jì)的變革，教學(xué)設(shè)計(jì)要從設(shè)計(jì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或課時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)一個(gè)大單元（崔允漷，2019）。運(yùn)用單元設(shè)計(jì)推動(dòng)學(xué)科核心素養(yǎng)在教學(xué)過程中得以落實(shí)，是深度學(xué)習(xí)的方式之一。教師可以依據(jù)實(shí)際學(xué)情，從以下幾方面展開單元教學(xué)。

一、圍繞核心素養(yǎng)的單元設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)一個(gè)大單元學(xué)習(xí)，需要厘清教材內(nèi)容、課標(biāo)要求的相關(guān)邏輯，確定單元要以落實(shí)核心素養(yǎng)為目標(biāo)，并圍繞目標(biāo)，從“是什么”“為什么”“怎么辦”等方面確定問題，設(shè)置有挑戰(zhàn)性的任務(wù)來突破問題（崔允漷，2019）。

以《細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能》為例，需要解決的問題可依據(jù)以上三方面分解為：“細(xì)胞中的不同結(jié)構(gòu)之間是如何進(jìn)行分工的？細(xì)胞器那么小，科學(xué)家是如何研究的？胞質(zhì)的流動(dòng)對(duì)活細(xì)胞完成生命活動(dòng)有什么意義？分泌蛋白的合成和運(yùn)輸中各細(xì)胞器是如何進(jìn)行分工合作的？生物膜系統(tǒng)具有什么重要作用？如何在疾病治療中利用生物膜系統(tǒng)的特點(diǎn)解決藥物載體等方面的應(yīng)用問題？”既關(guān)注靜態(tài)的結(jié)構(gòu)“是什么”，又從動(dòng)態(tài)發(fā)展中引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，剖析“為什么”，依據(jù)原理探討“怎么辦”。設(shè)計(jì)的目標(biāo)明確，邏輯清晰。

《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》圍繞核心素養(yǎng)，可做出如圖1所示的單元教學(xué)設(shè)計(jì)：

二、聚焦主線情境的單元設(shè)計(jì)

以單元為整體的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以用情境、任務(wù)引領(lǐng)。如果一個(gè)情境可以貫穿整個(gè)單元，設(shè)計(jì)的整體感更好。單元設(shè)計(jì)需“主題聚焦，大概念引領(lǐng)”。

以人教版必修一第四章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》為例，章首頁(yè)給出了一個(gè)情境：某高血壓藥物的說明書，并指出“許多藥物都是針對(duì)細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ姥邪l(fā)的”。細(xì)胞膜的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)，是這個(gè)情境的基礎(chǔ)，第四章第一節(jié)“生物科學(xué)史話”《人類對(duì)通道蛋白的探索歷程》，講述隨著人們對(duì)水分子跨膜運(yùn)輸?shù)纳钊胝J(rèn)識(shí)，推斷存在特殊的運(yùn)輸水分的通道，再到分離出水分子通道蛋白，證實(shí)水通道蛋白的存在，進(jìn)一步從多種細(xì)胞分離出多種水通道蛋白，理解膜的結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)輸入輸出相關(guān)功能所起的作用。教師再給出囊性纖維病的例子引導(dǎo)學(xué)生嘗試運(yùn)用“結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)觀”解決實(shí)際生活中的問題（如圖2）。

圍繞情境，利用相關(guān)的教材素材，確定單元核心問題。再通過問題的邏輯，從情境中來，到解決情境問題，是一種以主線情境為依托的激趣式單元設(shè)計(jì)。

三、大概念為主體的單元設(shè)計(jì)

大單元的內(nèi)容多、細(xì)、雜，要將這些內(nèi)容整合構(gòu)建成符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)、條理清晰的系統(tǒng)，首先要抓準(zhǔn)大單元的大概念，以大概念為主體進(jìn)行學(xué)習(xí)內(nèi)容搭建。

以人教版必修一第三章第一節(jié)《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》及第四章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》相關(guān)內(nèi)容整合為一個(gè)單元進(jìn)行教學(xué)為例。膜的出現(xiàn)是生命起源與進(jìn)化中重大的事件之一。膜將生命物質(zhì)包裹起來，使之成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，控制物質(zhì)進(jìn)出，這是形成生命力的細(xì)胞的前提。細(xì)胞膜的選擇性是細(xì)胞維持生命活動(dòng)和自身相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

就“生命觀念”的層面，本單元的設(shè)計(jì)主要圍繞“生命的系統(tǒng)觀”“結(jié)構(gòu)與功能觀”確定核心問題，設(shè)計(jì)突破任務(wù)。本單元旨在幫助學(xué)生逐步構(gòu)建課程標(biāo)準(zhǔn)大概念2中的這一要求：“2.1物質(zhì)通過被動(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)胞等正常代謝活動(dòng)”。圍繞這一核心概念，從“物質(zhì)”“輸入輸出”兩個(gè)詞入手，形成細(xì)胞的生命觀。在2.1核心概念的基礎(chǔ)上，覆蓋了課程標(biāo)準(zhǔn)重要概念1.2.2及1.2.4。在單元教學(xué)內(nèi)容的鋪設(shè)上以物質(zhì)的輸入與輸出作為內(nèi)容主線，貫穿“物質(zhì)的變化總是伴隨能量變化”的生命觀，在每個(gè)課時(shí)中，依據(jù)細(xì)胞膜的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，將跨膜的物質(zhì)分類，圍繞主線設(shè)置相應(yīng)活動(dòng)，將核心問題串聯(lián)起來，搭建學(xué)生思維逐步提升的平臺(tái)。

設(shè)計(jì)這個(gè)主題時(shí)，基于整體理解細(xì)胞作為相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，細(xì)胞膜擔(dān)負(fù)著物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞等生命活動(dòng)。對(duì)于植物細(xì)胞而言，原生質(zhì)層的概念的理解、其與細(xì)胞壁的分離程度、細(xì)胞膜的選擇性都可體現(xiàn)細(xì)胞的生命活性。通過對(duì)科學(xué)史的親歷、實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)踐，體會(huì)生命活動(dòng)中物質(zhì)、能量、信息變化的統(tǒng)一，細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一，生物體部分和整體的統(tǒng)一，幫助學(xué)生形成科學(xué)自然觀。

四、有挑戰(zhàn)性任務(wù)的單元設(shè)計(jì)

以《細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與功能》單元為例。本章是落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)“1.2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)”的要求。圍繞這一大概念，從“分工”“合作”兩個(gè)詞入手，形成細(xì)胞的生命觀。設(shè)計(jì)這個(gè)主題時(shí)，基于整體理解細(xì)胞內(nèi)相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著物質(zhì)運(yùn)輸、合成與分解、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞等生命活動(dòng)。各部分（包括質(zhì)膜、細(xì)胞器、細(xì)胞核）之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。通過模型構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)探究，了解生命活動(dòng)中物質(zhì)、能量、信息變化的統(tǒng)一，細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一，生物體部分和整體的統(tǒng)一，幫助學(xué)生形成科學(xué)自然觀。觀察一個(gè)單元關(guān)注整體性，注重內(nèi)在聯(lián)系，注重有任務(wù)挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)，對(duì)教師來說也很有挑戰(zhàn)。

任務(wù)要有挑戰(zhàn)性，是指不能通過簡(jiǎn)單的思維看最終的結(jié)果，問題解決的過程是需要探索修正的，產(chǎn)生的結(jié)果和預(yù)期的結(jié)果可能不同，要有多個(gè)思考方向，需要新的學(xué)習(xí)。思維要有足夠的深度，要有遷移和創(chuàng)新。要把原來碎片化的教學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)榛谡w的設(shè)計(jì)，引領(lǐng)學(xué)生圍繞問題，完成有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，從而在教學(xué)過程中更有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)少而精的教學(xué)目標(biāo)。

以《細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能》第3課時(shí)為例，圍繞主題，可以設(shè)置以下任務(wù)：

任務(wù)1 思考討論分泌蛋白的合成和運(yùn)輸

創(chuàng)設(shè)情境，提出問題：細(xì)胞中有很多生產(chǎn)線，比如章首頁(yè)以胰島素的合成為例，通過人工化學(xué)合成的艱難與細(xì)胞生物合成的“輕而易舉”，細(xì)胞何以把一個(gè)靠人力完成非常艱難的工作變成得輕而易舉？（核心問題：各部分結(jié)構(gòu)在完成生命活動(dòng)中是如何分工合作的？）

提供背景，學(xué)生假設(shè)：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器的功能

子任務(wù)1：分析現(xiàn)象，形成假說

學(xué)生活動(dòng)，表述假說：學(xué)生依據(jù)背景材料，嘗試對(duì)過程進(jìn)行表述。（如果表述困難，教師提供視頻，學(xué)生可以嘗試在畫面提示下，完成配音）。

思維提升，證明假說：如何通過實(shí)驗(yàn)，證實(shí)假說？教師介紹同位素標(biāo)記法。

子任務(wù)2：驗(yàn)證假說，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

演繹推理，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：學(xué)生運(yùn)用同位素標(biāo)記法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師展示“豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞分泌蛋白形成”，驗(yàn)證演繹。

子任務(wù)3：思辨圖示，形成觀念

高階思維，形成概念：辨析直方圖、曲線圖，生成核心概念——細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)，進(jìn)入下一個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)。

任務(wù)2 細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)

子任務(wù)1：你能“推算”出幾種細(xì)胞器的“前世”？

通過上一個(gè)任務(wù)形成的概念，體會(huì)生物膜系統(tǒng)的組成成分和結(jié)構(gòu)的相似性，探討一些細(xì)胞器的“前世”，進(jìn)一步體會(huì)結(jié)構(gòu)功能的緊密聯(lián)系、細(xì)胞內(nèi)各結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)配合。

子任務(wù)2：關(guān)注社會(huì)事務(wù)，學(xué)以致用解決實(shí)際問題。

學(xué)生設(shè)計(jì)模型：如何在疾病治療中，利用生物膜系統(tǒng)的特點(diǎn)解決藥物載體等方面的應(yīng)用問題？

通過上述實(shí)例的單元設(shè)計(jì)、任務(wù)式學(xué)習(xí)的實(shí)踐，筆者認(rèn)為，以單元為單位的整體教學(xué)設(shè)計(jì)，需以落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，堅(jiān)持將大概念作為學(xué)習(xí)的主體，以主題情境為背景，通過挑戰(zhàn)性的任務(wù)推進(jìn)，才能使單元教學(xué)成為有效的深度教學(xué)途徑。