基于體驗學(xué)習(xí)的高中生物單元主題教學(xué)設(shè)計實踐

焦靜

新課程改革倡導(dǎo)高中生物教學(xué)既要讓學(xué)生在大單元背景下習(xí)得知識，又要引導(dǎo)學(xué)生在以核心概念為主題的情境中深刻領(lǐng)悟科學(xué)家在研究過程中持有的觀點、思路和方法。因此，構(gòu)建“在論證體驗中掌握方法和培養(yǎng)思維，在思辨體驗中形成概念，在問題解決體驗中感知社會責(zé)任”的體驗學(xué)習(xí)環(huán)境尤為重要。然而，傳統(tǒng)的體驗學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出環(huán)節(jié)單一，邏輯層次不完整，科學(xué)探究思維培養(yǎng)不連貫等問題。在體驗學(xué)習(xí)中實現(xiàn)大單元背景下的主題教學(xué)目標(biāo)，需要教師打破單一課時界限，從主題情境的規(guī)劃、體驗學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定和體驗學(xué)習(xí)的資源開發(fā)與實施三個方面展開實踐，引領(lǐng)學(xué)生親歷知識發(fā)現(xiàn)和探究的過程，在主動參與、操作觀察、質(zhì)疑討論等親身實踐中，學(xué)會發(fā)現(xiàn)、分析、解決生命科學(xué)中的實際問題。

一、理清主題層級，規(guī)劃主題情境

教師應(yīng)圍繞大概念，基于生命觀念選取教材內(nèi)容，確定單元背景，構(gòu)建主題情境。

首先，以大概念為基礎(chǔ)確定單元教學(xué)的一級主題。如高中生物學(xué)必修一“細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)”、必修二“遺傳信息代代相傳”等，繼而以相關(guān)的生命觀念作為二級主題，如對應(yīng)“細(xì)胞的生存需要物質(zhì)和能量”的“結(jié)構(gòu)與功能觀”等。

其次，在確定多層級單元主題邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，整合教材內(nèi)容，形成主題情境，如“遺傳信息代代相傳→生命的物質(zhì)觀→果蠅的子子孫孫”。設(shè)計“一級主題→二級主題→…→主題情境”的教學(xué)模式，其中主題層級可根據(jù)實際教學(xué)內(nèi)容增加或減少，主題情境要選擇利于學(xué)生體驗、感知、觀察的生命事件。

案例：“細(xì)胞生存需要物質(zhì)和能量→細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出→細(xì)胞的吃、喝、排”。高中生物學(xué)必修一是圍繞“細(xì)胞生存需要物質(zhì)和能量”的一級主題展開的，第四章“細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出”作為單元二級主題體現(xiàn)出“細(xì)胞生存需要物質(zhì)”的具體生命現(xiàn)象和功能，在“細(xì)胞的吃、喝、排”這一主題情境中認(rèn)清該功能表現(xiàn)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，本章第一節(jié)“被動運輸”即通過滲透裝置與細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的類比分析，借助體驗相關(guān)實驗的設(shè)計、操作、觀察、質(zhì)疑、分析，引發(fā)學(xué)生對“功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)”這一生命觀念的認(rèn)同（見下圖）。

二、篩選事實依據(jù)，確定體驗學(xué)習(xí)目標(biāo)

在明確主題基礎(chǔ)上，教師要進(jìn)一步篩選與單元主題相關(guān)的生活事件和生命現(xiàn)象作為事實基礎(chǔ)，確定體驗學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)生的體驗學(xué)習(xí)可通過資料搜集、生物實驗、模型構(gòu)建等多種形式實現(xiàn)，在充分利用教材資源的前提下，挖掘?qū)W生身邊的資源。將一二級主題具體化為課時主題情境，通過學(xué)生熟悉的生命現(xiàn)象、生物學(xué)事件確定體驗學(xué)習(xí)的目標(biāo)，以利于促成學(xué)生的主動參與和積極思考，設(shè)計“層級化主題情境→學(xué)生熟悉的生命事件→確定目標(biāo)”的教學(xué)模式。

案例：第四章第一節(jié)“被動運輸”第1課時，本課是將一級主題“細(xì)胞生存需要物質(zhì)”具體化為“水作為細(xì)胞含量最多的化合物是如何進(jìn)出細(xì)胞的”的課時主題，尋找具體化的生命事實。如縱切的蔥莖在清水中綻放，在蔗糖溶液中收攏的奧秘；菠菜置于熱水和冷水的顏色對比；蘿卜水桶中的鹽水和清水液面變化對比等。這樣做既與生活實際密切相關(guān)，又促使學(xué)生在體驗生命事實中形成對新的理論基礎(chǔ)的認(rèn)識與理解。

基于滲透原理、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生物膜功能等具體內(nèi)容，確定體驗學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過體驗觀察多角度滲透實驗，能夠分析原因，說出滲透作用的條件、方向和適用對象；通過觀察哺乳動物紅細(xì)胞吸水和失水現(xiàn)象，能夠類比滲透裝置，闡明“水進(jìn)出哺乳動物細(xì)胞是基于滲透作用”的科學(xué)結(jié)論，并能解釋相關(guān)生活現(xiàn)象；通過體驗植物吸水和失水實驗，能夠?qū)⒊墒熘参锛?xì)胞結(jié)構(gòu)類比滲透裝置，提出問題，作出假設(shè)；通過討論植物吸水和失水原理，體驗實驗探究歷程，運用原理。

三、優(yōu)化生物學(xué)實驗，促成體驗學(xué)習(xí)的資源開發(fā)和實施

實驗課程資源是體驗學(xué)習(xí)資源的重要組成部分。優(yōu)化生物學(xué)實驗設(shè)計，主要依托于實驗課程資源的開發(fā)，在此過程中助力體驗學(xué)習(xí)的實施。

實驗課程資源的開發(fā)，主要包括優(yōu)化實驗設(shè)計和實施方案。生物實驗是學(xué)生感興趣的體驗式學(xué)習(xí)方式，但目前教材中提供的一些實驗建議受區(qū)域和季節(jié)限制，所以體驗學(xué)習(xí)中實驗課程資源的開發(fā)主要從實驗材料的選擇、實驗器具與試劑的替換、實驗操作的簡化、多媒體資源的整合、模型建構(gòu)的教具制作等方面展開，以提高體驗學(xué)習(xí)的可操作性，凸顯實驗在學(xué)習(xí)體驗中助推生物學(xué)概念形成的價值，為學(xué)生提供有效的平臺。相關(guān)資源開發(fā)倡導(dǎo)學(xué)生參與，從觀察尋找生物事件材料開始，學(xué)生已然開啟了體驗學(xué)習(xí)的進(jìn)程。如“洋蔥的萎蔫和堅挺→滲透等體驗實驗的設(shè)計→材料因地制宜、試劑安全易獲取、裝置簡便可操作、現(xiàn)象明顯易出現(xiàn)”。設(shè)計模式：“主題情境→實驗課程資源的開發(fā)與優(yōu)化”。

體驗學(xué)習(xí)的實施是持續(xù)分段的過程，往往和資源開發(fā)并行發(fā)生，如“滲透系統(tǒng)中的半透膜是怎樣的→尋找身邊的半透膜→觀察實踐”，再如“如何模擬洋蔥吸水和失水的過程→滲透裝置設(shè)計→實踐操作”，設(shè)計“問題任務(wù)驅(qū)動→尋找事實證據(jù)→實踐探究解惑”的教學(xué)模式。教師必須摒棄只有知識填充的教學(xué)，積極創(chuàng)設(shè)有學(xué)生身影的體驗學(xué)習(xí)情境，將各種生物知識通過體驗活動有機(jī)融入多樣化的生物課堂中，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

案例：“滲透實驗”的改進(jìn)。卵殼膜、魚鰾、腸衣、較大的青菜葉、海帶等動植物材料，都是身邊常見的相當(dāng)于半透膜的材料，把尋找半透膜材料的任務(wù)布置給學(xué)生，既能引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察生活，又能激發(fā)學(xué)生對半透膜的興趣，在尋找過程中形成對半透膜性能的感知。通過學(xué)生反復(fù)實踐可以試驗出，選用鵪鶉蛋卵殼膜充當(dāng)半透膜無論是從剝?nèi)∵€是從滲透裝置的制備，加之從對滲透時間的考量，都是比較合適的實驗材料，學(xué)生也在體驗過程中感知半透膜和生物膜的關(guān)系。

學(xué)生通過體驗滴管、奶茶吸管等材料最終選用酸奶吸管代替長頸漏斗，將酸奶吸管和剝好的鵪鶉蛋卵殼膜連接，輔助棉線、白色潤唇膏、記號筆等用具，由于上下體積較小，既便于膜內(nèi)液體注入，又節(jié)省實驗操作時間，使學(xué)生感知實驗裝置的合理性影響著實驗的操作效果。

蔗糖溶液的濃度是影響滲透作用發(fā)生的關(guān)鍵因素之一，也是植物細(xì)胞吸水和失水的重要實驗試劑，可組織學(xué)生體驗不同蔗糖溶液濃度條件下的滲透作用，體驗在無色的蔗糖溶解中滴加紅墨水，或者用紅糖溶液替代蔗糖溶液的滲透現(xiàn)象，另外還可嘗試將注入碘液的裝置置于淀粉溶液中，借助碘可以通過半透膜而淀粉不可的原理，觀察燒杯中碘遇淀粉變藍(lán)，感知分子能否通過半透膜，為理解生物膜的選擇透過性奠定基礎(chǔ)。

以單元主題為基礎(chǔ)開展體驗學(xué)習(xí)的生物教學(xué)，可以有效改變教師傳統(tǒng)教學(xué)觀念，使教師習(xí)慣從長時段、深層次的綜合角度進(jìn)行教學(xué)統(tǒng)籌，提升生物課堂教學(xué)的組織性、實踐性、延伸性；在大單元體驗學(xué)習(xí)中學(xué)生的學(xué)習(xí)時間延長，學(xué)習(xí)過程更加細(xì)化，各種生物規(guī)律、生命現(xiàn)象之間的內(nèi)在聯(lián)系也更加外顯化，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，使學(xué)生的生物學(xué)習(xí)充滿活力；與傳統(tǒng)的單獨知識點講授式的教學(xué)相比，單元主題教學(xué)中的體驗學(xué)習(xí)過程更加吸引人，內(nèi)容更為豐富，從而成為學(xué)生核心素養(yǎng)提升的有效載體，幫助學(xué)生在不斷延伸的體驗學(xué)習(xí)過程中積累、理解、內(nèi)化和應(yīng)用知識，以形成對生物學(xué)習(xí)的態(tài)度與情懷。

注：本文系天津市教育科學(xué)研究院與天津市第二中學(xué)合作項目“支撐品牌高中的課程建設(shè)與教師素質(zhì)提升探索性研究”的階段性成果。

（焦? 佳）