中學生物大單元教學設計創設情境例談

任國偉 鄭艷芳

發展核心素養是研制課程標準的重要依據和進行課程改革的主要目標。生物作為自然科學學科，發展學生核心素養也是課程設計的宗旨和課程實施的必然要求。大單元教學可以將核心素養循序漸進地落實到每一節課中，使學生通過大單元學習有效整合學科知識，連接知識點目標與學科核心素養，建立學習內容與真實情境之間的聯系，幫助學生實現深度學習。大單元教學強調在問題情境中培養學生的核心素養，情境的創設需要考慮以下幾個原則：

立足大概念，圍繞單元目標設置大情境

大概念的建構需要事實例證的支撐，因此概念的建構離不開情境的幫助。在進行大單元教學設計之初，教師應該解讀課標，厘清概念之間的邏輯關系，從而設定單元教學目標。情境的設置是為教學目標服務的，因此情境的設定也要圍繞教學目標展開。

大情境不同于以往意義上的情境，是圍繞著大的單元目標創設的，它出現在單元教學的第一課時，往往是以問題和任務的形式出現；它符合學生認知特點，吸引學生“入境”，帶領學生進入完整的主題學習；它層層遞進，能夠串聯起整個單元的學習內容，使學生實現沉浸式深度學習。

以新課標解讀中“遺傳與進化”這個一級主題為例，它包含兩個重要概念，即概念7——遺傳信息控制生物性狀，并由親代傳給子代；概念8——地球上現存的生物來自共同祖先，是前期進化的結果。這兩個重要概念需要教師分別用兩章八節課內容去闡釋。經過梳理，本單元的大概念“遺傳信息控制生物性狀，并由親代傳給子代”是建立在“生物通過有性生殖、無性生殖產生后代”和“基因控制生物性狀”兩個重要概念基礎上的。遺傳信息的傳遞規律是以基因為主線展開的，基因是什么？基因在哪里？有性生殖的變異是如何產生的？要學習完整個單元所有課程并達成提出不同實驗方案來設計育種的單元目標。

我們在單元學習中設置了以下情境——李登海與“雜交水稻之父”袁隆平齊名，李登海團隊育種不斷取得新突破。其中，“登海9號”具有優質、高產、多抗的優點，且具有較高的淀粉含量，受到生產乙醇汽油企業的青睞，為中國的能源安全提供了有力支撐。那么，“登海9號”是如何培育出來的呢？如何培育新品種呢？整個單元圍繞著一個“大情境”進行，將一系列難題逐一突破，達成一個個小目標，最終達成單元總目標。

圍繞真實性、探究性創設問題型情境

一是情境的真實性。真實的情境既能培養學生的核心素養，激發學生思考和參與討論的興趣，又能考查學生的核心素養，而真實的情境來源于現實生活。因此，教師要引導學生關注社會問題，培養學生的社會責任感，如提到我國的育種發展史，增強學生的民族自信心自豪感，以及我國的糧食安全所存在的問題，增強學生的社會責任意識。教師還可以以科學家或科學史，以及科學研究的過程創設情境。如教師講育種專家袁隆平的育種歷史，以及學生不太熟悉的育種專家李登海的故事，不僅能使學生深入學習科學家的鉆研精神，還能學習到科學研究的過程與方法。

二是情境的探究性。教師創設情境要能引發學生思考，可以以學生的認知沖突來創設情境。在講基因的顯性和隱性時，教師可以這樣提問：“紫粒玉米和紫粒玉米雜交時，玉米穗上只有紫色玉米粒，而部分黃粒玉米和黃粒玉米雜交卻能結出紫粒玉米，這是為什么呢？”

在解釋生殖細胞形成過程染色體減半這一事實時，教師也可利用學生的認知沖突進行提問，并引導學生進行實驗探究。如教師可以提問：“玉米體細胞中有10對染色體，精子與卵細胞結合后，染色體的數量會加倍嗎？玉米體細胞的染色體會越來越多嗎？”教師除了利用道具模型直觀演示，還可以引入科學史，如1903年美國科學家薩頓，用蝗蟲細胞做材料觀察到精子和卵細胞的形成。教師可以引導學生利用顯微鏡觀察不同時期的玉米細胞，從而驗證猜想的真實性。

注意情境創設的連續性

情境的連續性指的是連續的情境貫穿于整個單元教學中。具有探究價值的真實情境不僅能夠激發學生興趣，啟迪思維，引導學生進一步學習，還可以幫助學生在遞進的思維中逐步建立完整的概念，使概念更加清晰并得到強化，在思維上有連續性和遞進性，有利于學生進行深度學習。

以“遺傳與變異”單元教學設計——玉米育種背后的中國智慧為例，確定本單元的“大問題”為“如何進行育種”。為解決這個問題，學生需要理解育種的原理，變異是如何產生的，生物性狀是由什么決定的，基因在親子代之間是如何傳遞的等重要問題。

教師將這些問題分解成具有遞進關系的問題群，從而構建本單元的邏輯框架。本單元的問題群如下表所示。教師根據問題群創設相關的連續情境，情境與問題是一一對應的關系，再根據問題設計相關的學習活動和學習任務。

情境的創設圍繞教學目標，與教學目標一一對應。學生通過比較不同玉米品種的表現，掌握了性狀、相對性狀的概念；通過分析玉米不同的相對性狀的產生，理解了遺傳和變異的現象；通過轉基因玉米的例子，建構了“生物體性狀是由基因控制的”這一概念；通過同一品種不同地區產量不同這一情境，理解了“性狀是由基因和環境共同決定的”。教師采用主題關聯、層層遞進的系列情境設置方式，讓學生逐漸建構了次要概念、重要概念，最終建構了核心大概念，達成單元目標。在一系列情境中，學生通過分析、討論、實驗探究、模型模擬、歸納概括等方法解決問題，科學思維得到發展、提升。

（本文系河南省教育科學規劃2023年度一般課題“核心素養導向的中學生物學大單元教學研究”的成果。課題批準號：2023YB0655）