高中生物学单元项目式学习设计与实施

2021-05-23陈英水陈欣

福建基础教育研究 2021年4期

陈英水陈欣

（1.晋江市第二中学，福建晋江 362212；2.福建教育学院，福建福州 350025）

高中生物学课程旨在促进学生深入理解与应用生物学基础知识及基本方法，形成生命观念，并能以此分析生命现象及过程；树立崇尚科学、敢于批判与质疑、勇于且乐于探究的科学精神；发展生物学学科核心素养。单元项目式学习从单元整体出发，优化项目式学习设计，促进学生深度学习，达成高中生物学课程目标。本文以“探究细胞的基本结构”为例，探讨单元项目式学习设计与实施。

一、单元项目式学习概述

（一）单元教学

单元教学是以《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（下文简称“课程标准”）为依据，以学生学情为基础，以核心素养发展为导向，合理地利用教科书资源，将若干相同主题、分散于不同章节的知识内容建构为一个教学单元整体，运用合适的教学策略，促进学生系统建构知识体系，有效落实学科核心素养的培养。［1］

（二）项目式学习

项目式学习是指学习过程围绕某个具体的项目，以学科重要概念和原理为中心，优化选择和利用学习资源，引导学生合作解决某一复杂问题或完成某一项综合性任务，通过亲身实践，获得知识和技能，发展核心素养。［2］

（三）单元项目式学习

单元项目式学习是基于单元教学理念设计与实施项目式学习，是单元教学与项目式学习的优化整合与综合运用，以期更好地发展学生的科学思维、问题解决能力及学科核心素养。

二、单元项目式学习设计与实施原则

（一）以课程标准为依据

教师应深入学习、深刻理解课程标准基本理念与教学要求。例如，根据课程标准有关“探究细胞的基本结构”的内容要求、教学提示及学业要求，组织“观察叶绿体和细胞质流动”“尝试制作真核细胞的结构模型”及收集、交流有关细胞研究、应用及其进展等探究性学习活动，建构并使用细胞模型，帮助学生基于对微观的细胞结构的感性认识，建立、理解与应用生物学重要概念“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”“各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异”，以及生物大概念“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”，加深对科学、技术、社会相互关系的认识，领悟科学研究的方法，习得相关的操作技能，提升生物学学科核心素养，［3］以便正确制订单元项目式学习目标，选择合适的学习资源，促进单元项目式学习活动的有效开展。

（二）重组优化教科书内容

重组优化教科书内容是单元项目式学习的关键环节及重要任务。教师应根据课程理念及内容要求，结合学生具体学情，整合教科书相关内容，确定单元项目式学习主题，使得学习内容项目化及系统化。

例如，构建“探究细胞的基本结构”这一单元项目式学习内容时，将2019年版人教社《高中生物学·必修1·分子与细胞》第3章“细胞的基本结构”、第4章“细胞的物质输入和输出”及第1章“走近细胞”的部分内容进行整合与重组，形成“细胞结构概述”“细胞膜及其糖被与细胞壁”“细胞质及细胞器”及“细胞核、真核细胞与原核细胞”等四个部分，且每一部分均根据课程内容要求设计与实施有关探究实验。使得教学节奏性强、环节衔接紧凑，为学生提供充足的思维时空，促进学生提高学习效率。

（三）深入了解学生思维品质与认知特点

为了更好地实现核心素养培养目标，设计与实施单元项目式学习时，需要深入了解学生思维的深刻性、灵活性、独创性、批判性、敏捷性及系统性等思维品质，以及认知的选择性、认知反应的显著性及认知行为的自我控制等认知特点，并根据学生探究体验、学习进展及学习效果，优化单元项目式学习设计，实施合适的教学策略，促进学生深度学习。［4］

例如，开展“探究细胞的基本结构”之“细胞学说的建立过程”环节学习时，根据学生“好表现”的心理特点，要求学生“阅读教科书有关内容，找出相关重要概念，并讨论：通过分析细胞学说建立过程，你领悟到科学发现具有哪些特点？细胞学说主要是阐明了细胞的多样性还是生物界的统一性？细胞学说的地位和意义为什么如此重要？说出你的观点”。以此鼓励学生交流学习体会，促进学生发展形象思维、逻辑思维及创新思维；学会基于证据做出分析与判断，发展批判性思维；能够从历史性的、整体性的角度阐述细胞学说的重要地位和意义。

三、单元项目式学习的教学实践

（一）单元项目式学习的分析

单元项目式学习分析包括教科书分析与学生学情分析，这是单元项目式学习的基础与关键。例如，进行“细胞膜成分与结构的探究历程”学习时，引导学生分析细胞膜成分科学探究历程、经典实验结果及实验结论，提出下一步探究的问题。进一步分析细胞膜结构科学探究历程，从细胞膜功能角度预测其结构特点，并尝试从“流动性”和“镶嵌性”两个角度分析细胞膜的功能。再进行小组合作制作细胞膜模型。让学生体验科学探究历程，学习“提出假说”的科学方法，增强对模型与建模、结构与功能的理解与应用，发展提出问题能力、建模能力及创新能力。

另一方面，教师要了解学生的知能结构、思维品质以及认知特点，以便对单元项目式学习内容与教学方法进行适当调整。有关学生学情分析请参见上述。

（二）单元项目式学习的设计

设计单元项目式学习时，要重视单元项目式学习目标设计及学习活动设计。

单元项目式学习目标包括生命观念、科学探究、科学思维、社会责任等生物学学科核心素养培养目标，以及学生学习兴趣及学习方法等培养目标。例如，“探究细胞的基本结构”单元项目式学习目标是：第一，观察、分析卵黄膜的结构与功能，概述细胞膜作为细胞系统边界的功能。通过阅读与讨论，举例说出线粒体、内质网、核糖体、高尔基体及叶绿体等细胞器的结构和功能。通过有关资料的分析和讨论，阐明细胞核的功能，树立结构和功能相适应的生命观念。第二，通过分析细胞膜结构模型研究历程及有关资料，能基于事实和证据进行推理论证，提出假说或模型，加深对“模型与建模”的理解，体验科学在质疑与创新中不断发展。比较分析不同细胞器的结构和功能，举例说明细胞器结构与功能的相关性。通过阅读和绘制细胞核结构示意图，阐明细胞核的结构。第三，比较分析不同细胞膜结构模型特点，阐明流动镶嵌模型结构与功能。尝试运用系统观分析细胞中部分与整体、结构与功能的统一性。通过资料分析、模型建构活动，结合对细胞整体结构与功能的认识，认同细胞核是系统地控制中心。尝试制作真核细胞的三维结构模型，体验建模的方法和过程。第四，通过有关“脂质体药物”的分析，体验科学知识与解决现实问题之间的密切联系，增强社会责任感；认同细胞是一个基本生命系统，其生命活动是通过各组成成分的协调配合完成的。

学习活动是实现单元项目式学习目标的重要载体。单元项目式学习活动设计时，应综合考虑学生学情，使得学习活动更有利于发展学生核心素养。例如，学习有关“细胞核的结构和功能”时，引导学生观看、阅读有关视频及资料，思考讨论教科书“问题探讨”及“思考·讨论”栏目上的问题，并进行组内、组间的交流与补充，得出“细胞核控制着细胞的形态结构，同时控制着细胞分裂、分化、新陈代谢等活动”的结论，体验科学实验的方法和实验设计的精妙之处，提高总结能力及问题解决能力。再指导学生阅读教科书有关内容，小组内探讨自学过程中产生的疑惑问题，要求学生绘制细胞核结构示意图，比较分析“遗传物质”和“遗传物质的载体”概念，理解染色体和染色质两者的关系，深入理解“结构与功能相适应”这一生物学基本观点，提高阅读能力及交流能力。进一步指导学生查阅有关模型制作资料，小组合作设计与制作细胞核结构模型，了解物理模型的作用，提高建模能力。［5］通过一系列观察、阅读、讨论及建模等合作探究活动，强化学生对“细胞核是遗传信息库、细胞代谢及遗传控制中心”的正确认识。

（三）单元项目式学习的实施

实施单元项目式学习时，应重视开展科学探究、实践活动，以便突破学习重点和难点，达成单元项目式学习目标。

例如，进行有关“细胞器的分工与合作”学习时，首先介绍有关细胞器的分离方法、差速离心法，帮助学生了解研究方法在科学研究中的重要作用，理解“工欲善其事，必先利其器”的道理，体现跨学科综合应用的理念。接着，要求学生阅读教科书有关“细胞器的分工”内容，并填写细胞器结构与功能比较表，提高学生的读图能力、比较分析能力及归纳能力。再组织学生进行识图纠错练习，并进行小组合作探究有关“细胞质DNA主要分布在哪里？各种细胞器都有膜结构吗？都有蛋白质吗”等问题，帮助学生加深对各种细胞器结构与功能的认识，深入理解“蛋白质是生命活动的主要承担者”这一观点。最后，布置学生课后利用橡皮泥制作细胞器模型，提升建模能力。

可以根据单元项目式学习具体实施情况，灵活调整教学过程，以便提高单元项目式学习的有效性与针对性。