基于大单元视域的高中生物学教学探究

罗晓敏

(利辛县第一中学 安徽亳州 236700)

生物学作为一门关于生命科学的学科,在高中阶段占据着重要的地位。然而,传统的生物学教学往往以碎片化的知识点为主,学生难以将这些知识点联系起来,缺乏对整体概念的深刻理解。为了改善这种状况,本文提出了基于大单元视域的高中生物学教学方法。大单元视域强调整体性和综合性,通过将生物学知识划分为大的主题单元,将知识点联系起来,培养学生的系统思维和科学素养。本文探讨了基于大单元视域的高中生物学教学,旨在为生物学教学提供新的思路和方法。

一、知识整合与归纳

在传统的生物学教学中,知识点往往孤立存在,学生难以将它们整合和归纳。而基于大单元视域的教学方法可以帮助学生建立起知识之间的联系,形成整体性的认知框架。在教学过程中,教师可以选择相关性强的知识点,组织学生进行综合性学习和思考,引导学生从整体的角度理解生物学知识。

例如以“生态系统”为大单元。首先,引入生态系统概念。教师通过图片、视频或实物展示,向学生介绍生态系统的概念和基本组成要素,包括生物群落、生物种群、生物个体、非生物因子等。教师引导学生讨论不同生态系统的特点和功能。其次,开展生态系统模拟实验。以湿地生态系统为例,教师组织学生进行一个生态系统模拟实验。学生分成小组,每个小组扮演不同的生物种群角色,如水生植物、浮游生物、鱼类等。每个小组根据自身角色的特点和需求,进行资源的获取、食物链的建立和能量传递过程的模拟。接着,开展生态系统调查研究。学生在小组中选择一个特定的生态系统,如森林、河流或海洋等进行调查研究。他们需要收集该生态系统中的生物多样性数据、环境因素数据和人类活动数据,并绘制生态系统图谱。学生可以进行实地考察、采集样本和进行实验等,以加深对生态系统的理解。之后,探究生态系统的平衡与破坏因素。学生通过案例分析或小组讨论,探究生态系统中的平衡与破坏因素。教师引导学生思考人类活动对生态系统的影响,如环境污染、生物入侵和资源过度利用等。学生需要思考并提出解决方案,保护生态系统,促进其可持续发展。最后,总结和展示。学生通过小组报告、海报展示或口头演讲等方式,就自己的调查研究结果和对生态系统的理解进行总结和展示。学生可以分享他们的发现、疑问和解决方案,并从其他小组的报告中获取更多的启发。在以上教学案例中,学生在大单元视域下将学习生态学知识与实际应用相结合。他们通过模拟实验和实地调查,亲身体验生态系统的复杂性和脆弱性,并培养了系统思维以及调查研究、问题解决的能力。此外,学生通过小组合作和展示,加强了团队合作和沟通能力。这种基于大单元视域的教学方法激发了学生的学习兴趣,提高了他们对生态系统及其重要性的认识,培养了他们的综合能力和科学素养。

二、跨学科融合

生物学与其他学科之间存在着紧密的联系,如物理学、化学、地理学等。基于大单元视域的教学方法可以促进生物学与其他学科的跨学科融合,培养学生的综合思维和学科交叉能力。将生物学知识与其他学科的概念和原理相结合,可以加深学生对生物学的理解,并拓宽他们的学科视野。

例如以“生物能量转化”为大单元。首先,介绍生物能量转化。教师引入生物能量转化的概念,并介绍光合作用和呼吸作用为生物能量转化的核心过程。教师与学生共同讨论生物能量转化的意义和作用。其次,了解物理学与生物能量转化。教师引导学生思考光合作用中光能转化为化学能的过程。通过引入物理学的光能转换和能量传递原理,学生可以理解光合作用中叶绿素的吸收光能、电子传递和能量转移的过程。接着,了解化学与生物能量转化。教师引导学生深入探究光合作用和呼吸作用中的化学反应过程。学生通过学习化学反应的原理和方程式,了解光合作用中光能转化为化学能,以及呼吸作用中化学能转化为可利用的能量的过程。之后,探究生物能量转化的效率和调控机制。教师与学生一起探究生物能量转化的效率和调控机制。学生通过分析细胞呼吸的产能和耗氧量,以及光合作用中光合速率与光强的关系,了解能量转化的效率和生物系统中的调控机制。最后,学科知识交叉应用。学生以小组形式开展课题研究,探究生物能量转化在现实生活中的应用与物理学和化学的联系。例如,他们可以研究太阳能电池和生物发酵过程的相似性,讨论生物能量转化在能源领域的应用前景,并探究物理学和化学知识在这些领域中的应用。在以上教学案例中,学生通过跨学科的学习,将生物能量转化的知识与物理学和化学的原理相结合,加深对生物能量转化的理解。他们能够掌握光合作用和呼吸作用的能量转化过程,理解生物能量转化的效率和调控机制,并探索生物能量转化在实际应用中与物理学和化学的联系。这种基于大单元视域的教学方法培养了学生的跨学科思维能力,促进了学科间的融合,提升了学生的综合能力和学科综合素养。

三、问题驱动学习

传统的生物学教学往往以教师为中心,注重知识的灌输。而基于大单元视域的教学方法倡导问题驱动学习,通过提出有挑战性的问题引导学生主动探索和构建知识。这种学习方式能够激发学生的思维能力和创造力,培养他们的问题解决能力和自主学习能力。

例如以“遗传与进化”为大单元。首先,引入遗传与进化。教师通过问题引发学生的思考,提出关于遗传与进化的问题,如为什么物种会发生变异和进化,为什么人类和其他物种有如此多的差异。教师鼓励学生在小组中进行讨论,并提出自己的观点和解释。其次,了解基因与遗传变异。教师引导学生学习基因的概念和遗传变异的机制。学生通过实验或模拟实验,了解基因在遗传中的作用和基因突变对物种进化的影响。学生可以通过观察和分析基因型和表现型的变化,探讨基因突变与进化的关系。接着,了解自然选择与进化。教师介绍自然选择的概念和作用,引导学生思考环境变化对物种进化的影响。学生通过案例分析或模拟游戏,观察和推测适应性特征在进化中的传递和积累。学生还可以进行实地调查或研究,探索自然选择在现实世界中的实例。最后,探究人类遗传与进化的实际应用。学生以小组形式进行课题研究,探究人类遗传与进化的实际应用。例如,他们可以研究人类遗传疾病的起源和传播、基因和人类进化的关系,以及人类基因多样性与人类文化演化的互动等。学生需要收集数据、分析结果,并展示他们的研究成果。在以上教学案例中,学生在问题的驱动下学习,主动探索和构建知识,深入理解遗传与进化的基本概念和原理。他们能够掌握基因的作用和遗传变异的机制,理解自然选择对进化的影响,以及探究人类遗传与进化的实际应用。这种基于大单元视域的教学方法培养了学生的问题解决能力、自主学习能力和创造力,激发了他们的学习兴趣,并提升了他们的综合能力和科学素养。同时,通过小组合作和课题研究,学生还加强了团队合作和沟通能力,培养了跨学科思维和学科综合素养。

四、实践与应用

基于大单元视域的教学方法注重将生物学知识应用于实践和实际问题的解决中,通过引入真实情境和案例,培养学生的实践能力和应用能力,加强他们对生物学知识的实用性的认识。

例如以“人体健康与疾病”为大单元。首先,引入人体健康与疾病。教师通过真实案例或新闻报道引发学生对健康与疾病的思考,提出如为什么有些人容易患某种疾病,如何保持身体健康等问题。学生以小组形式进行讨论,并提出自己的观点和问题。其次,了解疾病因素与预防。教师引导学生了解疾病的因素,如遗传、环境、生活方式等。学生通过案例分析或调查研究,探讨不同疾病的预防措施和干预手段。学生可以设计调查问卷、制作健康宣传材料等,提出预防疾病的具体措施和建议。接着,了解常见疾病的治疗方法。教师介绍常见疾病的治疗方法,如药物治疗、手术治疗、康复治疗等。学生通过案例分析或角色扮演,探讨不同治疗方法的适用性和效果。学生还可以邀请专业医生或病患举办讲座或进行座谈,了解实际治疗过程和体验。之后,思考生活方式与健康之间的关系。教师引导学生思考生活方式对健康的影响。学生通过问卷调查、数据分析和小组讨论,探究不同生活方式对健康的影响。他们可以研究饮食习惯、运动状况、睡眠质量等因素与健康之间的关系,并分析其对心血管疾病、肥胖症等常见疾病的影响。学生可以制订个人健康计划,根据自身情况调整生活方式,提高身体健康水平。最后,探究科学研究在疾病防治中的应用。学生以小组形式进行课题研究,探究科学研究在疾病预防和治疗中的应用。例如,他们可以研究某种疾病的最新研究进展、基因治疗的前沿技术、疫苗研发的过程等。学生需要收集相关文献、分析数据,并展示他们的研究成果。在以上教学案例中,学生通过真实情境和案例的引入,主动探索和构建知识,深入理解人体健康与疾病的基本概念和因素。他们能够掌握常见疾病的预防与治疗方法,理解生活方式对健康的影响,并探究科学研究在疾病防治中的应用。这种基于大单元视域的教学方法培养了学生的实践能力、应用能力和科学素养,激发了他们的学习兴趣,并提升了他们的综合能力和健康意识。

五、科学思维培养

基于大单元视域的教学方法强调培养学生的科学思维,包括观察、提问、假设、实验、推理和验证等过程。引导学生主动参与科学实践,培养他们的科学探究意识和思维方式,可以提高他们的科学素养和批判性思维能力。

例如以“细胞结构与功能”为大单元。首先,引入细胞结构与功能。教师通过展示精美的细胞图片或视频引起学生的兴趣,激发他们对细胞的好奇心。学生以小组形式讨论关于细胞结构和功能的问题,如细胞是如何组成的,细胞的功能有哪些。其次,进行细胞观察与实验。教师组织学生进行细胞观察与实验。学生可以使用显微镜观察植物细胞和动物细胞的形态和结构,并进行标本染色实验,观察细胞器的位置和形状。学生记录观察结果并提出问题,如细胞膜的作用是什么,线粒体与叶绿体有何区别。接着,探究细胞器结构与功能。教师引导学生分组研究不同细胞器的结构和功能,如核糖体、内质网、高尔基体等。学生通过查阅资料、阅读文献、进行小组讨论等方式,了解各细胞器的功能和相互关系,并利用图表或模型展示他们的研究成果。之后,进行细胞功能实验与数据分析。教师设计与细胞功能相关的实验,如渗透实验、酶活性实验等,学生进行实验操作并记录数据。学生对实验数据进行分析,探究细胞功能与实验条件之间的关系,并得出科学结论。最后,运用科学思维解决问题。教师提出一系列与细胞结构和功能相关的问题,鼓励学生运用科学思维解决问题。学生可以进行讨论和辩论,提出假设并设计实验进行验证。例如,他们可以讨论为什么细胞膜是半透性的,通过实验验证不同温度下细胞膜的透性变化,并解释现象背后的科学原理。在以上教学案例中,学生通过观察、实验、研究和问题解决等科学实践活动,深入探究细胞的结构与功能。他们能够理解细胞的基本结构和功能,掌握细胞器的结构和功能,进行细胞实验并分析实验结果。同时,通过科学思维的引导,他们能够运用所学知识解决与细胞结构与功能相关的问题。这种基于大单元视域的教学方法培养了学生的科学思维、实验设计和问题解决能力,提高了他们的科学素养和批判性思维能力。

结 语

本文从知识整合与归纳、跨学科融合、问题驱动学习、实践与应用以及科学思维培养五个角度出发,探讨了大单元视域下高中生物学教学的具体实施过程。实践结果表明,基于大单元视域的高中生物学教学可以帮助学生建立知识之间的联系,培养问题解决能力,提升实践与应用能力,并培养科学思维,对于提高教学质量和学生学习效果具有积极的促进作用。