高中生物學(xué)單元作業(yè)整體性設(shè)計(jì)的探索和實(shí)踐

劉 健 吳丹丹(清華大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100084)

指向深度學(xué)習(xí)的單元教學(xué)是一種整體性設(shè)計(jì)的教學(xué)形式。與課時(shí)教學(xué)相比,它更加強(qiáng)調(diào)知識(shí)結(jié)構(gòu)化;強(qiáng)調(diào)清晰的邏輯線(xiàn)索,包括本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容與其他單元之間的邏輯關(guān)系、單元內(nèi)部各課時(shí)之間的邏輯關(guān)系;更強(qiáng)調(diào)知識(shí)和能力在一個(gè)單元內(nèi)的進(jìn)階式發(fā)展以及單元間、模塊間整體性的規(guī)劃。單元作業(yè)是實(shí)現(xiàn)單元教學(xué)目標(biāo)的重要途徑,它不應(yīng)該是傳統(tǒng)課時(shí)作業(yè)的簡(jiǎn)單累加,單元作業(yè)也應(yīng)該進(jìn)行整體性的規(guī)劃設(shè)計(jì),使之真正成為全面落實(shí)單元教學(xué)目標(biāo)的載體,成為助力學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的有效作業(yè)。

一、 單元作業(yè)整體框架的構(gòu)思

單元作業(yè)設(shè)計(jì)是教師依據(jù)單元學(xué)習(xí)目標(biāo),以選擇重組、改編完善或自主開(kāi)發(fā)等多種形式形成作業(yè)的過(guò)程。單元作業(yè)整體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以課程標(biāo)準(zhǔn)中核心素養(yǎng)發(fā)展為導(dǎo)向,不僅考慮生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任在作業(yè)中的落點(diǎn),還應(yīng)考慮不同階段學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展。

1.確立單元作業(yè)目標(biāo)

單元作業(yè)目標(biāo)與單元學(xué)習(xí)目標(biāo)有關(guān)系但并不完全相同。單元學(xué)習(xí)目標(biāo)以素養(yǎng)為導(dǎo)向,描述學(xué)生完成單元學(xué)習(xí)之后,應(yīng)該獲得的學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)結(jié)果。它比較簡(jiǎn)練而概括,有時(shí)一項(xiàng)單元學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成可能涉及多個(gè)課時(shí)。作業(yè)的重要作用之一是落實(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)、檢驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況、引導(dǎo)學(xué)習(xí)方式方法等。單元作業(yè)目標(biāo)通常具體到每課時(shí),與每課時(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容有一致性和互補(bǔ)性,同時(shí),縱向考慮課時(shí)之間學(xué)習(xí)內(nèi)容的分布,目標(biāo)達(dá)成的遞進(jìn)關(guān)系?！短骄炕蚺c染色體的關(guān)系》這個(gè)單元教學(xué)設(shè)計(jì)是通過(guò)一條完整的任務(wù)主線(xiàn)“探究基因和染色體關(guān)系”貫穿始終(圖1)。單元作業(yè)進(jìn)行整體規(guī)劃應(yīng)與單元學(xué)習(xí)活動(dòng)整體性規(guī)劃相一致相匹配,共同體現(xiàn)出單元的結(jié)構(gòu)化、整體化特點(diǎn)。

圖1 “探究基因與染色體關(guān)系”單元活動(dòng)整體規(guī)劃

單元作業(yè)目標(biāo)的確立類(lèi)似設(shè)定了命題藍(lán)圖,根據(jù)單元總體的學(xué)習(xí)目標(biāo),細(xì)化到每課時(shí),需要檢驗(yàn)?zāi)男﹥?nèi)容的落實(shí),需要達(dá)到什么水平的要求。讓教師很清楚每節(jié)課要布置給學(xué)生什么作業(yè),難度如何? 需要多少題目來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)作業(yè)目標(biāo)? 是課堂上的口頭作業(yè)還是課后的書(shū)面作業(yè)? 根據(jù)單元作業(yè)目標(biāo)整體布局,我們可以方便地知道找哪種題作為本課時(shí)或者本單元的作業(yè)(表1)。

2.單元作業(yè)素養(yǎng)水平的規(guī)劃

課時(shí)作業(yè)目標(biāo)的表述側(cè)重于學(xué)習(xí)內(nèi)容上的描述,教師還需要根據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》中學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求,對(duì)每課時(shí)作業(yè)需達(dá)成的核心素養(yǎng)目標(biāo)及水平進(jìn)行界定。這一過(guò)程要求教師對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)有深入的學(xué)習(xí),對(duì)核心素養(yǎng)四個(gè)維度的理解、對(duì)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平不同層級(jí)的表現(xiàn)有深入的思考判斷。同時(shí),素養(yǎng)水平定級(jí)是一個(gè)雙向的過(guò)程,一方面,我們期望設(shè)計(jì)的作業(yè)應(yīng)該達(dá)到什么水平;另一方面,在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程,學(xué)生的認(rèn)知水平在什么層次? 所選擇的習(xí)題考查水平達(dá)到幾級(jí)? 這些復(fù)雜信息的整合通常靠個(gè)人的理解和判斷是難以完成的。在單元教學(xué)設(shè)計(jì)中,集體備課就顯得極為重要,單元作業(yè)的宏觀框架設(shè)計(jì)需要備課組老師集體智慧的貢獻(xiàn),是備課組老師根據(jù)個(gè)人理解和不同學(xué)生的發(fā)展水平共同探討確定的。(見(jiàn)表1)

表1 “探究基因與染色體關(guān)系”單元作業(yè)整體規(guī)劃

續(xù)表

單元作業(yè)素養(yǎng)水平的整體規(guī)劃可以幫助我們對(duì)作業(yè)目標(biāo)、作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)類(lèi)型、作業(yè)難度等進(jìn)行整體設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌分配。例如,核心素養(yǎng)四個(gè)維度在單元作業(yè)中是否都有落實(shí)? 本單元在哪個(gè)維度上有側(cè)重? 如何體現(xiàn)? 同一素養(yǎng)維度在不同課時(shí)間是否體現(xiàn)了由易到難的水平進(jìn)階,同一素養(yǎng)維度在不同課時(shí)之間是否有不同的角度?

二、 各課時(shí)作業(yè)的進(jìn)階設(shè)計(jì)

從單元作業(yè)整體規(guī)劃表中可以看到,單元教學(xué)能夠通過(guò)一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)四個(gè)維度不同水平的發(fā)展,但是每一個(gè)單元里四個(gè)維度的發(fā)展又不是完全均衡的。本單元6課時(shí)之間具有非常清晰有序的邏輯關(guān)系,以探究的思路循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、運(yùn)用規(guī)律分析問(wèn)題并解決問(wèn)題。本單元在科學(xué)思維的進(jìn)階發(fā)展上具有鮮明特征,在單元作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)各課時(shí)作業(yè)間的關(guān)系應(yīng)表現(xiàn)為內(nèi)容上相互銜接、水平上逐步進(jìn)階。

其中,第3、5、6 課時(shí)都涉及遺傳圖解的使用。遺傳圖解是研究和表達(dá)遺傳學(xué)問(wèn)題的符號(hào)和語(yǔ)言,運(yùn)用遺傳圖解分析遺傳學(xué)問(wèn)題是發(fā)展學(xué)生推理、演繹、歸納等科學(xué)思維的重要途徑。在課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平描述里“能夠選擇文字、圖示或模型等方式進(jìn)行表達(dá)并闡明其內(nèi)涵”屬于科學(xué)思維的發(fā)展要求。依據(jù)課標(biāo)和單元學(xué)習(xí)內(nèi)容,我們可以對(duì)不同課時(shí)有關(guān)遺傳圖解的作業(yè)進(jìn)行縱向梯度的設(shè)置,讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)從“科學(xué)規(guī)范書(shū)寫(xiě)遺傳圖解—自覺(jué)運(yùn)用遺傳圖解分析—熟練運(yùn)用遺傳圖解推理—主動(dòng)運(yùn)用遺傳圖解解決問(wèn)題并作出決策”的進(jìn)階(表2)。

表2 以遺傳圖解為例的科學(xué)思維進(jìn)階

續(xù)表

三、 課時(shí)作業(yè)的橫向設(shè)計(jì)

作業(yè)設(shè)計(jì)既要關(guān)注課時(shí)之間的縱向結(jié)構(gòu)性和遞進(jìn)性,也要關(guān)注一個(gè)課時(shí)內(nèi)課前、課中、課后的作業(yè)設(shè)計(jì)的橫向結(jié)構(gòu)。以本單元第2課時(shí)為例,利用模型直觀表現(xiàn)減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為。課堂活動(dòng)之前的材料準(zhǔn)備作為留給學(xué)生的課前作業(yè),指導(dǎo)學(xué)生選用家中易得的材料,同時(shí)還給學(xué)生提供了備選方案,如擅長(zhǎng)繪畫(huà)的同學(xué)可以采用畫(huà)圖的方式。這體現(xiàn)了作業(yè)的可選擇性。

【課前作業(yè)】:

選擇家中易得的材料,用于模擬減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的變化。選材時(shí)要考慮實(shí)現(xiàn)以下要求。

(1)該材料如何實(shí)現(xiàn)減數(shù)分裂過(guò)程中染色質(zhì)和染色體的形態(tài)變化?

(2)所用材料如何體現(xiàn)同源染色體及非同源染色體的區(qū)別?

(3)搭建的染色體模型,是否能夠展示出姐妹染色單體間的位置關(guān)系?

本組選擇的材料是_____________

(小貼士:擅長(zhǎng)繪畫(huà)的你,也可以采用彩筆繪圖,表示減數(shù)分裂)

課堂活動(dòng)也是持續(xù)性評(píng)價(jià)和實(shí)踐作業(yè)的一部分。這節(jié)課設(shè)計(jì)了3個(gè)層層遞進(jìn)的活動(dòng),充分使用模型,不僅直觀展示減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的數(shù)量變化,進(jìn)一步模擬染色體異常遺傳病的原因,再進(jìn)階用物理模型演示、數(shù)學(xué)模型概括減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的多樣性。

【課堂實(shí)踐作業(yè)】:

活動(dòng)1:建立減數(shù)分裂過(guò)程中染色體變化模型

利用課前準(zhǔn)備好的材料,搭建模型模擬減數(shù)分裂形成精子或卵細(xì)胞的全過(guò)程。參照學(xué)案上的評(píng)價(jià)表,評(píng)價(jià)本組的任務(wù)進(jìn)展。

活動(dòng)2:模擬染色體行為與子代染色體組成

利用已經(jīng)搭建好的模型,從精子或卵細(xì)胞形成的角度探究“13三體綜合征”產(chǎn)生的原因。請(qǐng)從減數(shù)分裂兩個(gè)階段中任選一個(gè)入手開(kāi)始進(jìn)行。

選做:如果有興趣,請(qǐng)和小組成員進(jìn)一步探究:“13三體綜合征”患者能否通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞?

活動(dòng)3:模擬配子中染色體組合的多樣性

借助模型,模擬演示減數(shù)分裂能產(chǎn)生幾種類(lèi)型的配子。(1對(duì)、2對(duì)、3對(duì)同源染色體的情況)討論:減數(shù)分裂的哪個(gè)階段是配子多樣性產(chǎn)生的主要原因?

選做:嘗試概括出n對(duì)染色體的生物能夠產(chǎn)生多少種配子的數(shù)學(xué)模型。

這三項(xiàng)實(shí)踐作業(yè)都是運(yùn)用模型法,但是在科學(xué)思維水平上有進(jìn)階,分別側(cè)重于利用物理模型模擬再現(xiàn)減數(shù)分裂過(guò)程、利用模型探究“13三體綜合征”產(chǎn)生的原因、利用模型推理解釋配子多樣性的原因?？紤]到學(xué)生存在個(gè)體差異,建模完成的時(shí)間有快慢,解決問(wèn)題的速度有先后,探究的愿望有強(qiáng)弱,課堂上還為學(xué)生提供了選做活動(dòng)。

課后作業(yè)是對(duì)課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的鞏固和檢驗(yàn)。我們?cè)O(shè)計(jì)了有課堂活動(dòng)延伸作用的課后挑戰(zhàn)性實(shí)踐作業(yè),也有傳統(tǒng)的鞏固基礎(chǔ)的書(shū)面必做題。

【課后作業(yè)】(節(jié)選):

四、 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上述案例,我們可以概括出單元作業(yè)整體規(guī)劃的一般實(shí)施路徑(圖2)。單元作業(yè)整體性設(shè)計(jì)旨在解決作業(yè)缺乏目標(biāo)意識(shí)、作業(yè)布置隨意化、課時(shí)與課時(shí)內(nèi)容碎片化或者重疊化等問(wèn)題。單元整體規(guī)劃作業(yè)可以控制課時(shí)作業(yè)的總量,減少機(jī)械重復(fù)的作業(yè),減輕學(xué)生負(fù)擔(dān);單元整體規(guī)劃作業(yè)可以按照規(guī)劃好的整體設(shè)計(jì)方案挑選、修改、編寫(xiě)作業(yè),兼顧基礎(chǔ)性習(xí)題類(lèi)、實(shí)踐活動(dòng)類(lèi)、綜合應(yīng)用類(lèi)、閱讀類(lèi)、口頭作業(yè)類(lèi)等。作業(yè)設(shè)計(jì)中關(guān)注作業(yè)的差異性,提供可供選擇的不同層次作業(yè),為學(xué)有余力的學(xué)生留出發(fā)展高階思維的作業(yè)時(shí)間。從單元整體性角度設(shè)計(jì)作業(yè)也要求教師思考教學(xué)、作業(yè)和評(píng)價(jià)的相互關(guān)系。若實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)性習(xí)題、綜合運(yùn)用類(lèi)習(xí)題進(jìn)行概念和能力層級(jí)的雙標(biāo)簽標(biāo)定,可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平進(jìn)行檢測(cè)診斷,發(fā)揮作業(yè)與教學(xué)、評(píng)價(jià)的協(xié)同作用。

圖2 單元作業(yè)整體規(guī)劃實(shí)施路徑