大概念視域下的高中生物學單元教學設計

李云赟 李世平

［摘 要］文章基于《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，構建大概念視域下的高中生物學單元教學流程，并以“植物生命活動的調節”為例進行了具體的單元教學案例設計，通過“情境—任務—活動”引導學生構建概念網絡，提升學生的學科核心素養。

［關鍵詞］大概念；單元教學設計；植物生命活動的調節；學科核心素養

［中圖分類號］ ? ?G633.91 ? ? ? ?［文獻標識碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號］ ? ?1674-6058（2024）02-0082-04

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課標》）指出，課程的設計和實施要追求“少而精”的原則，課程內容需聚焦大概念，讓學生能夠深刻理解和應用重要的生物學概念，發展生物學學科核心素養［1］。大概念是對零碎知識的整合和凝練，可以很好地反映學科的本質，是即使學生在忘記事實和經驗之后依舊可以長久保留的、可遷移的、深層次的概念。大概念視域下的單元教學設計從系統化的角度出發，通過大概念將多個課時內容進行有機融合［2］，是幫助學生進行系統化學習、構建大概念并提高學科核心素養的有效途徑。

一、大概念視域下的單元教學流程

國內外針對大概念視域下開展單元教學已有了許多模式，筆者基于胡玉華［3］構建的“大概念統攝”的單元教學設計模型，結合《課標》的要求，設計了大概念視域下的單元教學流程（如圖1）。

大概念視域下的單元教學流程主要包含5個緊密相關的環節：①分析單元教學內容，形成知識體系。通過對《課標》的分析，以大概念為核心對其進行提煉，構建大概念、重要概念、次位概念的概念網絡，并梳理教材內容，使零散的知識形成整體化、系統化的單元知識體系。②制訂單元教學目標。在充分考慮學生學情的基礎上，聚焦大概念，從知識、方法、技能、態度等角度多方位考慮，制訂以核心素養為導向的教學目標，關注概念形成過程中“科學思維”“科學探究”“社會責任”的培養。③構建單元教學內容主線。以“情境—任務—活動”為主線，以一個能串聯起分散內容的主情境貫穿整個單元，根據大概念選取單元核心任務，通過單元內容主線將各個課時聯系在一起，引發知識系統內部的深層變化。④設計單元教學活動。在構建了單元教學內容主線后，進一步將核心問題分解成多個層層遞進的任務，根據任務再將教學內容拆解成一系列的、可以達到預期教學效果的活動。⑤實施單元學習評價。采用不同的評價方式來對單元學習進行整體性的評價。

二、大概念視域下的高中生物學單元教學設計案例

下面以人教版高中生物學選擇性必修1“植物生命活動的調節”單元為例，具體探討在大概念視域下如何開展高中生物學單元教學。

（一）分析單元內容，形成知識體系

“植物生命活動的調節”屬于人教版選擇性必修模塊1“穩態與調節”的大概念1“生命個體的結構與功能相適應，各結構協調統一共同完成復雜的生命活動，并通過一定的調節機制保持穩態”的內容，這一大概念包含一個重要概念“植物生命活動受到多種因素的調節，其中最重要的是植物激素的調節”以及4個次位概念。從知識點來看，包含植物激素的種類、應用、調節機制，植物生長調節劑的種類和應用，環境因素對植物生長調節的影響，并從整體的角度把握植物的生命活動受多種因素共同調節。據此可梳理出如圖2所示的單元知識體系。

（二）制訂單元教學目標

基于《課標》的要求和學情分析，制訂了如下以核心素養為導向的單元教學目標：（1）在回顧科學家發現植物激素的探索歷程的過程中共同思考、推理、總結，體會科學探究的基本思路；在探究植物生長調節劑的應用的實驗中，掌握并運用科學探究的基本方法。（2）基于事實和證據，運用歸納與概括、演繹與推理的科學思維方法揭示生長素具有兩重性以及向光性的原因；總結植物激素的種類、生理作用及應用，闡述多種植物激素之間的相互作用（協同、拮抗）共同調節植物的生命活動，并運用模型來表示它們之間的關系。（3）認同科學家的貢獻，樹立科學技術價值觀；能夠根據植物生長調節劑的種類和作用對它們在生產應用上產生的效果和危害進行客觀的分析；樹立須規范、科學地使用植物生長調節劑的社會責任意識。（4）能夠充分理解穩態與平衡觀的含義，闡述植物生命活動的調節受到基因表達的調控、植物激素的調節以及環境因素的參與調節。

（三）構建單元教學內容主線

根據該單元內容，選用“向陽而生的向日葵”作為貫穿整個單元的情境主線，圍繞核心問題“植物如何通過各種因素調節生命活動”來進行單元教學設計。將核心問題拆解成多個任務，引導學生通過一系列活動完成任務，解決核心問題，建構重要概念。具體的單元教學內容主線如圖3所示。

（四）設計單元教學活動

根據單元教學內容主線，設計符合教學內容、學生特點的各種各樣的活動以開展教學，如小組合作、自主歸納總結、借助網絡資料自學、參觀向日葵基地、自主設計實驗進行探究等。這些教學活動的難度逐步提升，能培養學生多方面的能力，最終引導學生通過活動建構學科概念，發展核心素養 ［4］。

情境1：向日葵具有追尋太陽的行為。這個現象被稱為“向日性”或“向光性”。這是由于植物體內存在一種叫作“生長素”的植物激素，它在植物的生長和發育過程中起到重要的調節作用。

任務1：概述植物具有向光性的原因和生長素的生理作用。

活動1：回顧 “生長素的發現歷程”的科學史，讓學生以小組為單位復習科學探究的一般過程，分組設計并分析實驗過程，從中體會科學家的實驗精神和嚴謹態度，同時跟隨著他們的腳步，得出實驗結果。

活動2：自主閱讀有關生長素的合成部位、運輸方式、分布部位的資料，在借助圖片和資料理解形態學上端和形態學下端的概念后，學習極性運輸與非極性運輸的相關內容，隨后利用上述知識進行小組討論，總結得出向日葵具有向光性的內因和外因。

活動3：分析不同生長素濃度與植物不同器官反應示意圖，得出不同植物器官、不同成熟情況的植物細胞和不同植物對生長素的敏感程度不同。小組討論進行總結，得出生長素具有兩重性的特點。

活動4：通過歸納概括、演繹推理，結合生活中常見的實物圖片和實例，分析植物的頂端優勢、根的向地性、莖的背地性，并與生活中的事實經驗相聯系，引導學生靈活運用生長素具有兩重性的特點來對這些現象進行解釋，并讓學生自行繪制根的向地性的示意圖。

情境2：向日葵的種子葵花籽含油量很高，可以制作葵花籽油，葵花籽油對于一些心血管疾病有改善作用。在葵花籽成熟時，上部葉片和花瓣會自然脫落，最后只剩一根桿子和長葵花籽的部分。

任務2：闡明其他植物激素的種類和生理作用。

活動5：閱讀赤霉素的發現史（即科學家發現水稻感染赤霉菌導致瘋長不結果實后的研究），然后根據該內容，類比生長素的運輸與分布、生理作用，推測赤霉素的分布和生理作用。

活動6：分析其他植物激素的相關資料，利用表格歸納其他植物激素的種類、分布、作用及應用實例；思考并回答在葵花籽成熟時有哪些激素產生了主要的作用。

活動7：查閱向日葵從萌發到成熟的整個過程中不同植物激素含量的變化的相關資料；根據相關數據繪制曲線圖，并結合之前歸納的表格，認識不同植物激素的協同與拮抗作用和多種激素共同調控的植物生長發育的具體含義，同時借助網絡資料舉出實例。

情境3：有研究表明，適宜濃度的縮節胺、多效唑和矮壯素可以提高向日葵葉片的葉綠素含量和可溶性蛋白等，使自由基得到及時清除，有效延緩了植株衰老，提高了植株的生理代謝功能。

任務3：認識植物生長調節劑的應用。

活動8：課前布置任務，讓學生小組合作設計并開展不同主題的探究性實驗，如調查植物生長調節劑在農業生產中的應用、探究生長素類調節劑促進植物插條生根的最適濃度、用乙烯利催熟水果、用乙烯利促進南瓜的雌花分化。讓學生進行實驗并做好記錄。

活動9：交流小組實驗中出現的問題及改正措施，并依次分享結果，最后一起總結植物生長調節劑的類型和作用。

活動10：搜集生活中不同植物生長調節劑（如多效唑、青鮮素等）的使用說明書和國家對于植物生長調節劑的使用要求，從中認識到植物生長調節劑需要合理使用，從而樹立社會責任意識。

情境4：向日葵的向光性還與光有關。當太陽光照射到向日葵的莖和葉片上時，光感受器會感知到光信號，并通過生長素的傳導，促使莖和葉片向光源彎曲，使花朵始終朝向太陽。

任務4： 闡明環境因素也參與植物生命活動的調節。

活動11：查閱相關資料，如長日照植物與短日照植物的區別、根的向地性中重力因素的影響、年輪的形成和春化作用，思考環境因素（如光、重力、溫度）如何參與植物生命活動的調節。

活動12：借助網絡和書籍，自行搜索基因表達調控、激素調節、環境因素調節與植物生命活動的調節之間的關系，并構建它們的關系網絡圖。理解植物從細胞、器官到個體在生長發育過程中結構與功能上統一，各結構協調統一完成各種生命活動。

活動13：組織社會實踐活動——前往向日葵農業生產基地，實地探訪向日葵在生產過程中對于它所施肥料、所需環境條件的調控及其對于向日葵萌發、生長、結果的意義，并以小組為單位撰寫一份社會實踐報告。

（五）實施單元學習評價

單元學習評價重點關注對學生整個學習過程的評價，針對不同評價內容設定相應的評價標準，根據具體活動選對評價證據，如觀察學生的課堂發言情況、小組討論和實驗操作過程中的表現以及作業完成的質量等［5］。具體評價如表1所示。

三、大概念視域下的單元教學反思

大概念視域下的單元教學打破了以課時為單位的教學計劃。在大概念的整體視角下需要對原有內容進行科學化的重組，從而形成一個更加合理的單元教學體系。大概念視域下的單元教學從可以貫穿整個單元的真實情境出發，“自上而下”地對大概念進行拆解，再通過一系列豐富多樣的學習活動，如探究性實驗、自主學習活動、小組合作、圖表繪制等建構出概念體系，這有助于提升學生的知識整合能力和知識遷移能力，真正使學生核心素養的培養落到實處。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ］

［1］ ?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.

［2］ ?胡有紅.大概念統攝下的高中生物學單元整體教學設計：以“免疫調節”單元為例［J］.生物學教學，2022（10）：14-18.

［3］ ?胡玉華.大概念統攝的生物學單元教學設計模型建構［J］.中學生物教學，2022（25）：30-33.

［4］ ?李竹青.整體化視角下的單元教學設計實踐：以“生物的進化”單元為例［J］.生物學教學，2021（6）：19-22.

［5］ ?袁慧春，劉宇，董卅姝.基于ADDIE模型的“植物生命活動調節”單元教學設計與實踐［J］.生物學教學，2023（4）：27-30.

（責任編輯 黃春香）