大概念视角下高中生物单元教学策略

姚斯儒 陈颖

生物教学中，为了强化学生迁移、应用知识的能力，提升学生的学科核心素养，教师可以将大概念作为统领，对相关教学内容进行整合、重组，设计合理、完善的问题情境，组织学生进行深度探究学习，以切实提高教学质量。笔者以“蛋白质的结构与功能”教学为例，具体论述大概念视角下高中生物单元教学的策略。

一、凝练核心概念，重构教学内容

基于大概念的单元教学可以帮助学生把分散、零碎的知识点串联起来，构建一个较为完善的知识体系，规避知识碎片化以及知识割裂等问题。该教学理念强调充分利用教材内容的系统性特征，对单元内容架构进行科学化调整，建构一个合理、完善的单元学习体系，从横向维度上拓宽单元教学的广度、深度，从纵向维度上丰富单元教学内容的层次性。

学习单元可以是生物教材中的自然单元，也可以是重组后的存在内在联系的知识单元。例如，笔者将高中生物教材不同模块中关于“蛋白质”的内容进行整合，构建了“蛋白质的结构与功能”教学单元——先依据教学单元对应的大概念“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”在课标中找到“分泌蛋白的合成”“基因指导蛋白质的合成”“蛋白质的检测”“蛋白质结构多样性”“蛋白质控制生物性状”“蛋白质功能多样性”等概念；再将这些概念进行有机整合，构成“蛋白质的合成”“蛋白质的结构”“蛋白质的功能”三个小教学单元，并遵循学生的思维特征，按照从“蛋白质是如何合成的？”到“合成后的蛋白质有哪些结构？”再到“这样的结构分别具有什么功能？”这一符合学生认知逻辑的问题链，构成串联本单元要落实的次位概念的教学主线。最后，围绕重要概念“蛋白质”整合教材中的相关内容。如在蛋白质的结构部分，整合必修一中“检测生物组织中的蛋白质”和“蛋白质是生命活动的主要承担者”；在蛋白质的功能部分，整合必修二中“基因表达与性状的关系”、必修一中“细胞膜蛋白的功能”和“酶本质的探究”、选择性必修一中“激素”和“免疫活性物质”等。这样，教师通过知识重组，帮助学生对蛋白质形成全方位、整体性的认识。

二、评估学情，确立教学目标

在大概念视角下开展单元教学活动，教师不但要把教材中的知识、学科思想等进行整合，还需要综合分析学生的实际学习状况。

基于学生对新冠肺炎疫情感受深刻，具备一定的与抗体相关的简单知识，已经形成结构与功能观，掌握了一定的实验探究分析方法，但对于抽象、复杂的知识理解困难、构建模型能力较弱的实际学情，以及课标中对学生核心素养的要求，笔者确定本单元学科核心素养教学目标：在形成生命观念上，通过认识蛋白质的合成过程，感受细胞中物质、能量和信息变化的统一，通过认识蛋白质的组成及分子结构、了解蛋白质承担的功能，认识到结构与功能的统一；在培养理性思维上，通过密码子特点的分析活动，解释蛋白质的翻译规律，形成利用生物学概念和原理进行逻辑推理，从而阐明问题的思维方式，并通过实践模拟脱水缩合反应直观展示氨基酸形成多肽链的过程，学习运用模型与建模的方式解释生物学现象；在科学探究方面，对多肽链的形成过程进行质疑，通过模拟合成过程验证结果的方式进行推理，学会对不直观的生物學问题运用模拟实验的方式展开探究；在社会责任方面，通过体验科学研究过程、了解相关生物科学史，感受生物科学进步给人类社会带来的巨大改变，认同生物科学的作用，树立在将来通过开展科学探究解决生活中与生物学相关的问题、促进生物学发展的信念。

确立教学目标，一方面要考虑与本单元整合后的内容相契合，另一方面要注重对教学活动的初步构建和设想，以达到充分落实学科核心素养的教学目标。

三、设置真实情境，开展学习活动

教学中，教师要充分利用情境，通过提问引导学生质疑，鼓励学生探究，使学生在实践中提升科学探究能力，在分析现象、得出结论的过程中培养科学思维。联系核心概念以及单元教学目标，笔者将本单元的教学情境设置为“接种不同类型的新冠疫苗后，细胞如何产生抗体？抗体是什么？有何作用？”，并围绕“抗体”这类特殊蛋白质的合成、结构和功能展开教学。单元整体教学活动设计如下表所示。

设置单元情境后，教师需要设计具体的教学活动落实教学目标。教学时，笔者首先设置“注射疫苗后，细胞内是如何产生抗体这种蛋白质的？”这个情境问题，引导学生在情境中思考“细胞工厂中的哪些结构参与了抗体的生产”，落实“蛋白质的合成”概念。学生通过学习和交流细胞器的功能，从细胞水平初步认识蛋白质的生产过程，并提出质疑：“指导蛋白质合成的蓝图是什么？生产过程受什么信号调控？”笔者引导学生通过小组内分工合作：模拟转录、翻译过程，并进行交流和讨论，从分子水平认识基因控制蛋白质的合成后，提出新问题“注射不同新冠疫苗为什么会产生不同的抗体分子？”，并展示不同的抗体分子结构，提示学生通过比较不同氨基酸结构特点、手牵手模拟氨基酸连接方式、用不同颜色的燕尾夹模拟不同氨基酸的排列组合等一系列建模活动，认识蛋白质结构的多样性，再联系上一阶段的结论，从分子水平解释抗体蛋白质不同的原因。随后，笔者引导学生阅读资料，了解肽键在蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应实验中所起的作用，引导学生掌握检测蛋白质的技术，并在实际运用中巩固知识。在解决了蛋白质的合成和蛋白质结构这两个问题的基础上，笔者给出抗体蛋白质和其他蛋白质的结构，提出新问题“其他蛋白质和抗体结构不一样，是否有不同的功能呢？”，引导学生通过分析资料总结蛋白质的功能，感受“结构与功能相适应”的生命观念，并结合基因控制蛋白质合成、决定蛋白质结构的学习，落实“基因控制生物性状”的重要概念。

合适的情境激发了学生刻苦钻研的动力，提升了学生发现问题、提出质疑、解决问题的能力。值得注意的是，教师应该针对教学内容的变化选取恰当的教学方法，努力提高生物教学的趣味性和有效性。

四、设计评价细则，实施单元评价

大概念视角下的单元教学需要改变传统的教学评价方式，对单元内容进行整体性评价。在设计评价方案时，第一要注重过程性评价，通过学生组内互评对他们参与课堂活动的情况进行评价；第二要结合单元具体内容，考查学生的融会贯通能力和概念构建情况；第三要创建情境问题进行评价，考查学生学科核心素养的提升情况。本节课的重要学习活动及建模任务对应的评价标准如下表所示。

单元评价以过程性评价为主，考查学生在活动中的表现，通过学生自评及成员互评两种形式完成。学科核心素养考查中，在生命观念上，通过活动1中学生对蛋白质合成过程的模拟展示和活动3中学生对遗传规律的描述，可以考查学生对细胞中物质、能量和信息变化的统一认识，通过建模任务3中学生对分子结构的模拟以及对蛋白质功能的描述，可以考查学生对结构与功能的统一性的认识；在培养理性思维上，通过活动2中学生分析密码子特点解释蛋白质的翻译规律，考查学生利用生物学概念和原理进行逻辑推理、阐明问题的能力，通过建模任务2中模拟脱水缩合反应，考查学生运用模型与建模的思维方式解决问题的能力；在科学探究方面，在三个建模任务中，学生都需要根据现象提出质疑，并通过模拟实验的方式推理验证，考查学生运用合适的方法开展探究的能力；在社会责任方面，通过观察学生在开展科学探究活动时的态度，以及课后与学生的交流，了解学生在将来通过开展科学探究解决生活中与生物学相关的问题的意愿。

（作者单位：武汉大学附属中学）

责任编辑  孙爱蓉