基于問題分解、任務驅動的單元教學設計

汪蘇南

摘要： 單元整體教學與新課標提倡的大概念在內涵上是一致的。大概念下設具體概念，前者對應本單元要解決的核心問題，后者對應具體問題，每個具體的問題需要學生在完成特定任務的過程中解決。以“核心問題→具體問題→任務驅動”為“細胞的生命歷程”單元的教學設計思路符合學生的認知過程，體現了單元知識的邏輯體系。事實上，在教學過程中學生是通過解決一個個小問題，形成一個個具體的概念后，逐漸形成對生命歷程的全貌認知。所以針對每個任務，以“生物學事實→具體概念→核心素養”模式設計教學活動，可以驅動學生對知識的理解和應用，培養學生的學科核心素養，同時還可以評估教學目標是否達成。

關鍵詞：單元教學? 問題分解? 任務驅動? 核心素養

一、單元教學設計思路

從細胞和個體發育的角度引導學生認識細胞的生命歷程及其與個體生命狀態的關系（圖1）?；诒締卧R點的內在邏輯關系，對單元教學任務進行分解（如圖2）。

二、單元教學過程

（一）細胞的增殖

生物學事實：（1）自然界中體型差距懸殊的個體，構成這些個體的單個細胞體積有限，且功能相似的細胞體積差異不大。但也有一些“異?！奔毎?，如卵細胞體積大、坐骨神經纖長、骨骼肌細胞存在多核。（2）培養的洋蔥不定根很長，用顯微鏡觀察發現，特定區域由很多形狀大小相似的細胞構成。（3）根尖分生區細胞每次分裂會獲得兩個性質相同的細胞;細胞的性質主要受位于染色體上的遺傳物質DNA 控制 。

學生活動：（1）結合已有知識分析細胞生長受限制的原因，利用模型對“細胞大小影響物質運輸效率”作出科學探究。學生結合所得結論，利用反向思維推論所列的“異類”細胞存在的合理性。（2）培養洋蔥不定根，完成洋蔥根尖分生區細胞有絲分裂臨時裝片的制作。經過仔細觀察、辨別后，在視野中找到具有不同染色體特征的典型細胞，區分分裂間期和分裂期。（3）借助自制的染色體模型，找到在保證親子代細胞染色體數目恒定不變的同時，如何保證染色體上遺傳物質相同的機制。構建細胞周期中染色體和DNA數量變化的數學模型，歸納提煉有絲分裂的實質。（4）討論除了根的生長，還有哪些生命活動與細胞增殖有關。

核心素養培養目標：（1）通過模型分析和歸納法等科學方法，學生從對細胞不能無限長大的淺層認知發展到深度認同，引導學生辯證看待生物界的“特例”，認同細胞是基本的生命體系。（2）通過培養洋蔥不定根和制作臨時裝片培養學生動手能力和觀察力，學生用顯微鏡觀察到真實的細胞分裂圖像，為理解細胞各時期的變化特點建立感性認識的基礎。（3）借助物理模型的建構將抽象的有絲分裂過程變成直觀的演繹，讓學生明確有絲分裂的概念，再用形成的概念去判斷解釋真實的細胞分裂圖像，鍛煉科學思維。（4）通過對生命現象的觀察和總結，體會細胞分裂的意義，領悟生命的精準有序。

（二）細胞分化

生物學事實：（1）同一動（植）物個體存在形態結構和功能各不相同的細胞，但在胚胎發育早期，各個細胞彼此相似;來自同一個體的細胞，具有相同的遺傳信息，但這些細胞中處于關閉和活動中的基因各不相同。（2）胡蘿卜組織培養;非洲爪蟾核移植實驗、克隆羊、克隆猴;動物和人體內的各種干細胞。

學生活動：（1）討論人類的受精卵形成復雜的個體和植物的胚胎發育成完整植株過程中出現不同細胞、組織的原因;結合相關資料分析歸納細胞分化的實質。（2）小組分工合作，提前搜集有關植物組織培養，克隆羊多莉，克隆猴，干細胞培育等有關資訊和論文，小組派代表展示和說明該技術的核心步驟圖解和成功的關鍵因素。學生討論、辨析和闡述這些技術的異同點，歸納動植物細胞全能性的內涵，探討這些技術可以有哪些更廣闊的應用前景。

核心素養培養目標：（1）通過觀察、類比和歸納等科學思維，學生先在宏觀上建構細胞分化的概念。再基于問題串層層遞進地推動學生從宏觀到微觀，從現象到本質的探尋，從而認識細胞分化的現象和本質，并從細胞層面上初步建立生物進化的基本理念。（2）通過活動讓學生了解細胞的全能性，參與到生物科學技術應用于人類生活的過程中，培養和提升學生的社會責任意識。

（三）細胞的衰老

生物學事實：（1）細胞衰老后會表現出各項特征;端粒學說和自由基學說。（2）單細胞生物個體生命活動和細胞衰老、死亡等生命活動一致;多細胞生物體細胞的生命歷程與個體生命活動不完全一致，但有緊密聯系。

學生活動：（1）學生課后查詢有關細胞衰老機制的學說和最新研究發現，出一期有關細胞衰老，關愛老年人的黑板報。（2）學生探討和分析教材中人體內某些特定細胞的壽命和分裂能力的關系圖表和年齡因素與細胞衰老關系的實驗資料，概述細胞衰老的特征;分組列舉個體衰老的具體表征，嘗試從細胞衰老的特征去解釋原因，構建細胞衰老與個體衰老的關系模型。

基于問題分解、任務驅動的單元教學設計

核心素養培養目標：基于生物學事實和常見的生物學現象，學生能辯證地看待細胞生命歷程和個體生命歷程之間的必然性和復雜性關系，形成正確的生命觀。在活動中關注到老年人生理機能退化的必然性，理解并關心老年群體。

（四）細胞的死亡

生物學事實：表皮細胞自然脫落后的死亡和燙傷后的死亡，二者的死亡誘因及對個體的影響是不同的。

學生活動：學生從個體角度描述這兩種細胞死亡對個體的影響，并結合生活經驗補充列舉有哪些細胞的死亡和表皮細胞脫落后的死亡對個體的影響相似，哪些細胞的死亡和燙傷后的死亡對個體的影響相似。學生在類比分析中逐漸清晰細胞死亡的兩種類型，但對諸如“被病原體感染的細胞的清除”仍難以判斷是哪種死亡類型，持不同觀念的學生在教材中找到支持自己觀點的論據展開辯論，最后由教師公布答案并引到學生對細胞的兩種死亡本質進行理解和判斷。

核心素養培養目標：用事例引發探討，學生在辯證中明晰細胞凋亡和壞死的區別，認同細胞凋亡對個體生命活動的意義，理性看待細胞和個體的衰老、死亡。

三、單元教學評價

通過本單元的教學，學生基于對細胞的生命歷程的學習體會生命系統的結構與功能相適應，認識到細胞生命的歷程是一種規律性發展，認同生命過程是有序而精妙的。在對細胞生命歷程與個體生命關聯的探尋中，學生同時關注到人類健康和老齡化等社會問題，樹立正確的生命觀和社會責任意識。

參考文獻：

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，生物課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書生物必修一分子與細胞[M].北京：人民教育出版社，2019.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.

責任編輯：黃大燦

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