聚焦高中生物学重要概念的单元教学设计

伍正所

【摘    要】单元教学设计是促进学生形成和发展核心素养的重要途径。本文以高中生物必修1“分子与细胞”第三章“细胞的基本结构”为载体，从教学内容、教学目标、教学流程及教学评价等方面进行单元教学设计。

【关键词】高中生物  重要概念  单元教学设计

中图分类号：G4      文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.12.026

促进学生形成和发展核心素养，是落实“立德树人”教育根本任务的重要途径。生命观念作为生物学学科核心素养之首，是生物学大概念的呈现方式，是贯穿生物学不同内容的主线，也是学生可以学习和能够理解的学习内容。北京师范大学刘恩山教授指出：学生在学习中要接受一个事实性知识较为容易，要建立一个或多个大概念则是一件相对困难的任务。这就需要教师持续的努力，用一个或多个单元的教学安排逐渐完成。因此，聚焦重要概念，进行单元教学，可以促进学生生物学核心素养的发展和大概念的形成。

高中生物必修1“分子与细胞”第三章“细胞的基本结构”是围绕重要概念“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”组织编排的，下文以这一重要概念进行单元教学设计。

一、单元教学内容分析

上述重要概念是由“细胞都是由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流”“细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动”“遗传信息主要储存在细胞核中”及“细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动”等次位概念形成，是大概念“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”的重要支撑，又是学习大概念“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”的基础。

二、单元教学目标确立

1.生命观念：认同“细胞作为一个生命系统，能够高效有序进行生命活动”的系统观;举例说出细胞膜、细胞内相对独立的结构以及细胞核的分子组成、结构特点和主要功能，概述组成结构与功能的适应性以及细胞各部分结构和功能上的联系和整体性，认同结构与功能观。

2.科学思维：通过细胞膜成分、流动镶嵌模型的建立、分泌蛋白的合成和运输及细胞核功能等科学史和相关资料的学习分析以及模型的制作等，提高科学思维能力。

3.科学探究：通过“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”的实验以及教材中系列科学探究史料和科学研究方法的分析，发展科学探究能力。

4.社会责任：通过人工合成的膜材料和脂质体作为药物载体的应用分析，引导学生关注社会事务;利用废旧物品制作生物模型，倡导节约、环保理念。

三、单元教学流程设计

单元教学流程可以通过“情境—问题—任务—活动”来展开。

情境一：播放“人工化学合成胰岛素和胰岛细胞生物合成胰岛素”的视频，说明人工合成的艰难与细胞生物合成的轻而易举。细胞何以把一个靠人力完成非常艰难的工作变得轻而易举呢？细胞是不是有合成胰岛素的特定结构？细胞中是不是有一条条生产线呢？

情境二：单纯的建筑材料不能让人居住，建筑材料必须以一定的方式搭建起房屋才能成为居所。同样，组成细胞的分子机械地堆放在一起不能进行生命活动，这些分子必须有序地组成细胞的结构，才能进行生命活动。

核心问题：细胞作为最基本的生命系统，到底有什么样精巧的结构？各种结构的主要功能是什么？它们又是如何协调配合完成各项生命活动的？

任务一：探究系统的边界——细胞膜的结构和功能

活动一：观察鸡蛋卵黄膜，感受系统边界——细胞膜的存在。

活动二：演示实验：用台盼蓝染液鉴别动物细胞死活，推测细胞膜应具有什么功能;通过图像资料、类比方法，如任何人不是孤立存在，人与人之间通过多种方式交流，细胞也是如此，引导学生归纳总结细胞膜功能。

活动三：利用细胞膜成分和结构的科学探索历程，将科学家当时已观察到的现象和已有的知识一一列举，将学生分小组进行讨论，各小组分别提出解释某一生物学问题的假说或模型，体验构建细胞膜结构模型的科学历程。引导学生思考流动镶嵌模型能否体现“结构与功能相适应”的观点，并归纳总结流动镶嵌模型的基本要点。

活动四：尝试制作生物膜模型。引导学生利用对细胞膜分子组成和空间结构的了解，利用废旧物品制作生物膜模型，并通过对比，对自己建构的模型进行修正。

任务二：讨论系统内的分工合作——细胞器之间的分工合作

活动一：实验“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”。引导学生通过亲身观察，感受细胞器的真实存在和细胞质流动的生命现象，进而认识到细胞質包含细胞质基质和细胞器。

活动二：介绍差速离心法分离细胞器，利用图片认识比较细胞器。引导学生阅读教材，交流讨论，分组合作完成各种细胞器在分布、形态、结构和功能等方面比较的表格，小组互评、补充、完善。

活动三：阅读和体验“分泌蛋白的合成和运输”的路径及过程。交流、研讨相关问题，认同细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。

活动四：归纳总结生物膜系统的组成和功能，介绍人工合成的膜材料用于治疗疾病的实例，体现科学技术的实用价值。

任务三：探究系统的控制中心——细胞核的结构和功能

活动一：观看视频“我国首例体细胞克隆牛康康培育过程”，分组分析系列科学实验资料，归纳总结细胞核的功能。

活动二：思考细胞核为什么能够成为细胞遗传与代谢的控制中心？这与它的结构有关。细胞核的结构是怎样的？又是如何与它的功能相适应呢？引导学生从生命的物质观、结构与功能观及生命的系统观等不同角度分析讨论，使学生认同“遗传信息主要储存在细胞核中，细胞核是系统的控制中心”。

活动三：尝试制作真核细胞的三维结构模型。通过模型制作，将抽象的真核细胞结构形象化，巩固学生初步建立的结构与功能观、局部与整体观，培养学生的实践能力及合作意识，加深对模型和建模的了解。

四、单元教学评价

单元教学评价以形成学科素养为导向，达到课程标准所要求的学业水平。

1.能初步运用结构与功能观，说明生物体组成结构与功能之间的关系，并在给定的问题情境中能以生命观念为指导，解释生命现象，探究生命活动规律。

2.能认识到生物学的概念都是基于科学事实，经过归纳与概括、演绎推理等方法形成的，并针对生物学相关问题能运用科学思维方法展开探讨。

3.在“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”活动过程中，能够按照实验操作步骤，熟练运用工具展开观察，如实记录并分析实验结果及与他人进行交流讨论。能够基于给定的生物学问题或现象，设计并实施探究实验方案。

4.了解人工合成膜材料和脂质体作为药物载体的应用及我国克隆牛培育过程后，学会关注社会事务;在利用废旧物品制作生物膜模型中，认同节约、环保的必要性和重要性，养成保护环境、维护生态平衡的行为习惯。

五、结束语

单元教学设计要注重把一个主题的单元教学内容作为一个整体，实施统一的教学目标、教学流程和教学评价，是新课程基本理念下产生的全新教学设计理念，是超越传统的课时教学设计，值得广大教师在教学中探索、实践。

参考文献

[1]王杨杨.2017年普通高中生物学课程标准解读[J].现代交际：学术版，2017，000（005）：171.