基于概念體系的高中生物學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐

楊粵 尹利軍

摘 要 以“基因和染色體的關(guān)系”單元為例，采用整體化教學(xué)策略，對(duì)單元教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行概念化、結(jié)構(gòu)化、情景化、活動(dòng)化的整體設(shè)計(jì)。以“情景構(gòu)建—具體問(wèn)題—學(xué)生活動(dòng)”為主線，整體化設(shè)計(jì)單元學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)活動(dòng)建構(gòu)科學(xué)概念，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 核心素養(yǎng) 概念 創(chuàng)設(shè)情境

中圖分類號(hào) Ｇ633. 91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

生物學(xué)課程的根本任務(wù)是提高學(xué)生終身發(fā)展所需的核心素養(yǎng)，完成這樣的教學(xué)任務(wù)需要教師設(shè)計(jì)單元教學(xué)，學(xué)生通過(guò)大概念的學(xué)習(xí)，形成生物學(xué)科核心素養(yǎng)之首—生命觀念。 《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》 （以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）倡導(dǎo)的大概念學(xué)習(xí)需要多個(gè)課時(shí)逐步完成，生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也是在多個(gè)課時(shí)中逐步落實(shí)，而介于大概念教學(xué)與多課時(shí)之間的中觀教學(xué)設(shè)計(jì)，即單元教學(xué)設(shè)計(jì)，有著舉足輕重的作用。單元教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、整體化，防止知識(shí)的孤立化、片面化，是將知識(shí)轉(zhuǎn)化成核心素養(yǎng)的基本要求。

1 整體化單元設(shè)計(jì)的基本思路

《課程標(biāo)準(zhǔn)》的教學(xué)建議強(qiáng)調(diào)“教師在制定每個(gè)單元、每節(jié)課（或活動(dòng)）的教學(xué)計(jì)劃時(shí)，都要全面考慮核心素養(yǎng)任務(wù)的針對(duì)性落實(shí)和有效完成”。在進(jìn)行單元教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師圍繞大概念和重要概念展開，基于《課程標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合教材、學(xué)情以及學(xué)業(yè)要求設(shè)計(jì)本單元的教學(xué)目標(biāo)。之后教師從認(rèn)知的視角，設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)單元的學(xué)習(xí)情境；從教學(xué)手段的視角，闡述本單元的設(shè)計(jì)思路；從實(shí)踐的視角，提出需要解決的問(wèn)題，并設(shè)計(jì)開展學(xué)生活動(dòng)。學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì)需要注重以科學(xué)探究、積極求索、合作交流為主線，使學(xué)生在參與性的學(xué)習(xí)中更好地理解生物學(xué)的概念性知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上形成生命觀念，發(fā)展生物學(xué)科核心素養(yǎng)。單元評(píng)價(jià)需要關(guān)注學(xué)生學(xué)科知識(shí)的習(xí)得和掌握及學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的變化和發(fā)展，更注重學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，幫助學(xué)生形成和提升運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)的能力，最后能反饋于本單元的教學(xué)目標(biāo)及設(shè)計(jì)，從而使教學(xué)實(shí)現(xiàn)從知識(shí)本位向?qū)W生發(fā)展本位的轉(zhuǎn)變。

下文以“基因和染色體的關(guān)系”為例，闡述設(shè)計(jì)單元教學(xué)的過(guò)程，希望為落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)建立一條切實(shí)可行的路徑。

2 單元教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐探索

2.1 單元教學(xué)內(nèi)容分析

“基因和染色體的關(guān)系”這一單元屬于《課程標(biāo)準(zhǔn)》模塊2“遺傳與進(jìn)化”下的大概念3“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”，其中包含一個(gè)重要概念3.2“有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代的基因組合有多種可能”以及 5 個(gè)次位概念（3.2.1-3.2.4，3.3.4）。次位概念是抽象概括形成重要概念和大概念的基石，是構(gòu)建知識(shí)框架的基本單位。教師通?？捎靡还?jié)課的時(shí)間完成一個(gè)次位概念的教學(xué)，由于每個(gè)次位概念又包含多個(gè)零碎的知識(shí)點(diǎn)，因此，梳理出各個(gè)具體知識(shí)點(diǎn)與次位概念、重要概念和大概念之間的聯(lián)系是單元教學(xué)設(shè)計(jì)的前提。教師根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)容要求，構(gòu)建了本單元的知識(shí)框架，如圖1所示。

2.2 單元學(xué)情分析

教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)基于學(xué)生的認(rèn)知水平和前科學(xué)概念。學(xué)生在學(xué)習(xí)“分子與細(xì)胞”模塊時(shí)，對(duì)染色體、細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期、細(xì)胞分裂、有絲分裂等概念已經(jīng)有了比較深入的了解，這些內(nèi)容都是學(xué)生學(xué)習(xí)本單元次位概念3.2.1和3.3.4的基礎(chǔ)。同時(shí)學(xué)生已經(jīng)掌握了顯微鏡操作和建構(gòu)模型的方法，這有助于完成本單元“觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片”實(shí)驗(yàn)和“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”活動(dòng)。由于學(xué)生在第一章已經(jīng)學(xué)習(xí)了孟德爾的分離定律和自由組合定律，了解了基因的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，掌握了假說(shuō)-演繹法，因此，教師在此基礎(chǔ)上提出基因和染色體的關(guān)系應(yīng)該是順理成章的，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。此外，高中生具有較強(qiáng)的邏輯推理和抽象思維能力，這些都為本單元開展的教學(xué)活動(dòng)奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.3 單元教學(xué)目標(biāo)

（1）運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀，通過(guò)“觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片”實(shí)驗(yàn)，掌握染色體數(shù)量和行為的變化，理解同源染色體和減數(shù)分裂概念；通過(guò)學(xué)習(xí)薩頓的假說(shuō)和摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的研究過(guò)程，初步認(rèn)識(shí)到基因是有物質(zhì)實(shí)體的。

（2）通過(guò)“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”

活動(dòng)，加深對(duì)減數(shù)分裂過(guò)程及特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，理解配子中染色體組合的多樣性，領(lǐng)悟減數(shù)分裂的意義，解釋相應(yīng)的生命現(xiàn)象，同時(shí)發(fā)展構(gòu)建模型的科學(xué)思維；通過(guò)分析基因和染色體行為之間的關(guān)系，繪制等位基因和同源染色體之間的關(guān)系圖，發(fā)展想象力和創(chuàng)造性思維。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)摩爾根的解釋進(jìn)行驗(yàn)證，并以書面的形式將設(shè)計(jì)過(guò)程記錄下來(lái)，體驗(yàn)科學(xué)研究過(guò)程，提高設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐能力，增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解；能夠正確操作顯微鏡，完成“觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂”的實(shí)踐活動(dòng)，提出問(wèn)題，并能與他人展開交流；在介紹紅綠色盲兩種婚配方式后，可預(yù)測(cè)另外兩種婚配方式的子女基因型和表型情況，提高觀察、獨(dú)立思考分析的能力。

（4）查閱紅綠色盲、抗維生素D佝僂病等資料，理解伴性遺傳規(guī)律，學(xué)會(huì)分析生活中的遺傳現(xiàn)象，關(guān)注優(yōu)生優(yōu)育；了解環(huán)境對(duì)配子形成的影響，從生命的角度認(rèn)識(shí)自然與環(huán)境的關(guān)系；形成健康的生活方式，制定并踐行健康的生活計(jì)劃，樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念。

2.4 單元問(wèn)題情境及課時(shí)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)單元教學(xué)時(shí)，教師通過(guò)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建學(xué)科概念，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。 《課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)情景化教學(xué)，好的問(wèn)題情境要指向本單元的核心概念，并串聯(lián)起本單元的所有概念，教師的教學(xué)活動(dòng)要圍繞解決單元問(wèn)題情境下的不同子問(wèn)題展開。在概念構(gòu)建前，教師依照學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)提供了一些事實(shí)性材料和科學(xué)史資料，為學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)逐步搭建情景支架，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)完成學(xué)習(xí)體系的建構(gòu)。本單元具體的課時(shí)設(shè)計(jì)是大概念的解構(gòu)和衍生，每課時(shí)任務(wù)之間在思維上具有進(jìn)階性，在核心問(wèn)題與單元目標(biāo)間具有關(guān)聯(lián)性，最后構(gòu)建了“遞進(jìn)式”的問(wèn)題探究型情境。

教師基于本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)和單元問(wèn)題情境，分解形成各課時(shí)目標(biāo)，并設(shè)計(jì)每課時(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)的評(píng)價(jià)方案。教師計(jì)劃用4課時(shí)完成本單元的教學(xué)，第一課時(shí)完成精卵細(xì)胞的形成的教學(xué)；第二課時(shí)完成受精作用的教學(xué)；第三課時(shí)完成薩頓和摩爾根關(guān)于基因在染色體上的教學(xué)；第四課時(shí)完成紅綠色盲和抗維生素D佝僂病等伴X染色體遺傳病的教學(xué)，并進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生形成對(duì)本單元的整體認(rèn)識(shí)。本單元的課時(shí)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.5 單元評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

單元評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生知識(shí)的習(xí)得和掌握及學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的變化和發(fā)展，更注重學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。由于核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)是落實(shí)核心素質(zhì)教育、實(shí)施《課程標(biāo)準(zhǔn)》的一個(gè)焦點(diǎn)，因此，教師根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》、教學(xué)內(nèi)容、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了四方面的評(píng)價(jià)內(nèi)容以及多元化的評(píng)價(jià)方式。

2.5.1 評(píng)價(jià)內(nèi)容

（1）生命觀念：采用課堂提問(wèn)、討論的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，例如，什么是有性生殖？分析比較減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂染色體數(shù)目行為的變化。

（2）科學(xué)思維：針對(duì)“觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片”和“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”等實(shí)例，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)同源染色體、減數(shù)分裂、受精作用等概念的歸納概括能力。

（3）科學(xué)探究：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生探究“摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)演繹推理和驗(yàn)證”，評(píng)價(jià)學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方案及課堂表現(xiàn)。

（4）社會(huì)責(zé)任：查閱相關(guān)遺傳病資料和環(huán)境對(duì)配子形成的影響，給學(xué)生提供案例，評(píng)價(jià)學(xué)生的課堂表現(xiàn)及有關(guān)優(yōu)生優(yōu)育的建議。

2.5.2 評(píng)價(jià)工具和方式

（1）通過(guò)學(xué)生自評(píng)、互評(píng)與教師綜合評(píng)定相結(jié)合進(jìn)行課堂的過(guò)程性評(píng)價(jià)。

（2）結(jié)合生活和實(shí)際問(wèn)題，設(shè)置靈活的試題，下發(fā)書面任務(wù)并讓學(xué)生在全班范圍內(nèi)交流與表達(dá)。

（3）通過(guò)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與減數(shù)分裂染色體行為變化的繪制圖等對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（4）作業(yè)由小組互評(píng)，學(xué)生相互間給作業(yè)寫評(píng)語(yǔ)、評(píng)出等級(jí)，最后再由教師評(píng)定。

3 教學(xué)反思

《課程標(biāo)準(zhǔn)》的基本理念是：著眼學(xué)科核心素養(yǎng)，聚焦大概念，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)歷，以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。本單元的教學(xué)設(shè)計(jì)正是基于此基本理念，教師通過(guò)探究性活動(dòng)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的理解，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的知識(shí)、觀點(diǎn)、思路和方法解決現(xiàn)實(shí)生活中的某些問(wèn)題。

模型方法在中學(xué)生物學(xué)中應(yīng)用廣泛，且是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)思維的一種。因此，教師在教材內(nèi)容處理方面遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律組織了染色體行為建構(gòu)模型、類比模型和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。通過(guò)模型構(gòu)建，學(xué)生能快速地理解基因和染色體之間的關(guān)系，構(gòu)建大概念與各個(gè)核心概念之間的關(guān)系，學(xué)生的主體作用得到最大限度的發(fā)揮，且在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生也提高了生物學(xué)科素養(yǎng)。此外，單元評(píng)價(jià)是素養(yǎng)的導(dǎo)向，從評(píng)價(jià)反饋來(lái)看，學(xué)生掌握知識(shí)的情況基本達(dá)到了預(yù)期的效果，但是在部分內(nèi)容還是存在薄弱環(huán)節(jié)，這就需要學(xué)生后續(xù)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)踐和探索。

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