大概念视域下的高中生物学单元教学设计

李云赟 李世平

［摘 要］文章基于《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，构建大概念视域下的高中生物学单元教学流程，并以“植物生命活动的调节”为例进行了具体的单元教学案例设计，通过“情境—任务—活动”引导学生构建概念网络，提升学生的学科核心素养。

［关键词］大概念；单元教学设计；植物生命活动的调节；学科核心素养

［中图分类号］    G633.91        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2024）02-0082-04

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课标》）指出，课程的设计和实施要追求“少而精”的原则，课程内容需聚焦大概念，让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学学科核心素养［1］。大概念是对零碎知识的整合和凝练，可以很好地反映学科的本质，是即使学生在忘记事实和经验之后依旧可以长久保留的、可迁移的、深层次的概念。大概念视域下的单元教学设计从系统化的角度出发，通过大概念将多个课时内容进行有机融合［2］，是帮助学生进行系统化学习、构建大概念并提高学科核心素养的有效途径。

一、大概念视域下的单元教学流程

国内外针对大概念视域下开展单元教学已有了许多模式，笔者基于胡玉华［3］构建的“大概念统摄”的单元教学设计模型，结合《课标》的要求，设计了大概念视域下的单元教学流程（如图1）。

大概念视域下的单元教学流程主要包含5个紧密相关的环节：①分析单元教学内容，形成知识体系。通过对《课标》的分析，以大概念为核心对其进行提炼，构建大概念、重要概念、次位概念的概念网络，并梳理教材内容，使零散的知识形成整体化、系统化的单元知识体系。②制订单元教学目标。在充分考虑学生学情的基础上，聚焦大概念，从知识、方法、技能、态度等角度多方位考虑，制订以核心素养为导向的教学目标，关注概念形成过程中“科学思维”“科学探究”“社会责任”的培养。③构建单元教学内容主线。以“情境—任务—活动”为主线，以一个能串联起分散内容的主情境贯穿整个单元，根据大概念选取单元核心任务，通过单元内容主线将各个课时联系在一起，引发知识系统内部的深层变化。④设计单元教学活动。在构建了单元教学内容主线后，进一步将核心问题分解成多个层层递进的任务，根据任务再将教学内容拆解成一系列的、可以达到预期教学效果的活动。⑤实施单元学习评价。采用不同的评价方式来对单元学习进行整体性的评价。

二、大概念視域下的高中生物学单元教学设计案例

下面以人教版高中生物学选择性必修1“植物生命活动的调节”单元为例，具体探讨在大概念视域下如何开展高中生物学单元教学。

（一）分析单元内容，形成知识体系

“植物生命活动的调节”属于人教版选择性必修模块1“稳态与调节”的大概念1“生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态”的内容，这一大概念包含一个重要概念“植物生命活动受到多种因素的调节，其中最重要的是植物激素的调节”以及4个次位概念。从知识点来看，包含植物激素的种类、应用、调节机制，植物生长调节剂的种类和应用，环境因素对植物生长调节的影响，并从整体的角度把握植物的生命活动受多种因素共同调节。据此可梳理出如图2所示的单元知识体系。

（二）制订单元教学目标

基于《课标》的要求和学情分析，制订了如下以核心素养为导向的单元教学目标：（1）在回顾科学家发现植物激素的探索历程的过程中共同思考、推理、总结，体会科学探究的基本思路；在探究植物生长调节剂的应用的实验中，掌握并运用科学探究的基本方法。（2）基于事实和证据，运用归纳与概括、演绎与推理的科学思维方法揭示生长素具有两重性以及向光性的原因；总结植物激素的种类、生理作用及应用，阐述多种植物激素之间的相互作用（协同、拮抗）共同调节植物的生命活动，并运用模型来表示它们之间的关系。（3）认同科学家的贡献，树立科学技术价值观；能够根据植物生长调节剂的种类和作用对它们在生产应用上产生的效果和危害进行客观的分析；树立须规范、科学地使用植物生长调节剂的社会责任意识。（4）能够充分理解稳态与平衡观的含义，阐述植物生命活动的调节受到基因表达的调控、植物激素的调节以及环境因素的参与调节。

（三）构建单元教学内容主线

根据该单元内容，选用“向阳而生的向日葵”作为贯穿整个单元的情境主线，围绕核心问题“植物如何通过各种因素调节生命活动”来进行单元教学设计。将核心问题拆解成多个任务，引导学生通过一系列活动完成任务，解决核心问题，建构重要概念。具体的单元教学内容主线如图3所示。

（四）设计单元教学活动

根据单元教学内容主线，设计符合教学内容、学生特点的各种各样的活动以开展教学，如小组合作、自主归纳总结、借助网络资料自学、参观向日葵基地、自主设计实验进行探究等。这些教学活动的难度逐步提升，能培养学生多方面的能力，最终引导学生通过活动建构学科概念，发展核心素养 ［4］。

情境1：向日葵具有追寻太阳的行为。这个现象被称为“向日性”或“向光性”。这是由于植物体内存在一种叫作“生长素”的植物激素，它在植物的生长和发育过程中起到重要的调节作用。

任务1：概述植物具有向光性的原因和生长素的生理作用。

活动1：回顾 “生长素的发现历程”的科学史，让学生以小组为单位复习科学探究的一般过程，分组设计并分析实验过程，从中体会科学家的实验精神和严谨态度，同时跟随着他们的脚步，得出实验结果。

活动2：自主阅读有关生长素的合成部位、运输方式、分布部位的资料，在借助图片和资料理解形态学上端和形态学下端的概念后，学习极性运输与非极性运输的相关内容，随后利用上述知识进行小组讨论，总结得出向日葵具有向光性的内因和外因。

活动3：分析不同生长素浓度与植物不同器官反应示意图，得出不同植物器官、不同成熟情况的植物细胞和不同植物对生长素的敏感程度不同。小组讨论进行总结，得出生长素具有两重性的特点。

活动4：通过归纳概括、演绎推理，结合生活中常见的实物图片和实例，分析植物的顶端优势、根的向地性、茎的背地性，并与生活中的事实经验相联系，引导学生灵活运用生长素具有两重性的特点来对这些现象进行解释，并让学生自行绘制根的向地性的示意图。

情境2：向日葵的种子葵花籽含油量很高，可以制作葵花籽油，葵花籽油对于一些心血管疾病有改善作用。在葵花籽成熟时，上部叶片和花瓣会自然脱落，最后只剩一根杆子和长葵花籽的部分。

任务2：阐明其他植物激素的种类和生理作用。

活动5：阅读赤霉素的发现史（即科学家发现水稻感染赤霉菌导致疯长不结果实后的研究），然后根据该内容，类比生长素的运输与分布、生理作用，推测赤霉素的分布和生理作用。

活动6：分析其他植物激素的相关资料，利用表格归纳其他植物激素的种类、分布、作用及应用实例；思考并回答在葵花籽成熟时有哪些激素产生了主要的作用。

活动7：查阅向日葵从萌发到成熟的整个过程中不同植物激素含量的变化的相关资料；根据相关数据绘制曲线图，并结合之前归纳的表格，认识不同植物激素的协同与拮抗作用和多种激素共同调控的植物生长发育的具体含义，同时借助网络资料举出实例。

情境3：有研究表明，适宜浓度的缩节胺、多效唑和矮壮素可以提高向日葵叶片的叶绿素含量和可溶性蛋白等，使自由基得到及时清除，有效延缓了植株衰老，提高了植株的生理代谢功能。

任务3：认识植物生长调节剂的应用。

活动8：课前布置任务，让学生小组合作设计并开展不同主题的探究性实验，如调查植物生长调节剂在农业生产中的应用、探究生长素类调节剂促进植物插条生根的最适浓度、用乙烯利催熟水果、用乙烯利促进南瓜的雌花分化。让学生进行实验并做好记录。

活动9：交流小组实验中出现的问题及改正措施，并依次分享结果，最后一起总结植物生长调节剂的类型和作用。

活动10：搜集生活中不同植物生长调节剂（如多效唑、青鲜素等）的使用说明书和国家对于植物生长调节剂的使用要求，从中认识到植物生长调节剂需要合理使用，从而树立社会责任意识。

情境4：向日葵的向光性还与光有关。当太阳光照射到向日葵的茎和叶片上时，光感受器会感知到光信号，并通过生长素的传导，促使茎和叶片向光源弯曲，使花朵始终朝向太阳。

任务4： 阐明环境因素也参与植物生命活动的调节。

活动11：查阅相关资料，如长日照植物与短日照植物的区别、根的向地性中重力因素的影响、年轮的形成和春化作用，思考环境因素（如光、重力、温度）如何参与植物生命活动的调节。

活动12：借助网络和书籍，自行搜索基因表达调控、激素调节、环境因素调节与植物生命活动的调节之间的关系，并构建它们的关系网络图。理解植物从细胞、器官到个体在生长发育过程中结构与功能上统一，各结构协调统一完成各种生命活动。

活动13：组织社会实践活动——前往向日葵农业生产基地，实地探访向日葵在生产过程中对于它所施肥料、所需环境条件的调控及其对于向日葵萌发、生长、结果的意义，并以小组为单位撰写一份社会实践报告。

（五）实施单元学习评价

单元学习评价重点关注对学生整个学习过程的评价，针对不同评价内容设定相应的评价标准，根据具体活动选对评价证据，如观察学生的课堂发言情况、小组讨论和实验操作过程中的表现以及作业完成的质量等［5］。具体评价如表1所示。

三、大概念视域下的单元教学反思

大概念视域下的单元教学打破了以课时为单位的教学计划。在大概念的整体视角下需要对原有内容进行科学化的重组，从而形成一个更加合理的单元教学体系。大概念视域下的单元教学从可以贯穿整个单元的真实情境出发，“自上而下”地对大概念进行拆解，再通过一系列丰富多样的学习活动，如探究性实验、自主学习活动、小组合作、图表绘制等建构出概念体系，这有助于提升学生的知识整合能力和知识迁移能力，真正使学生核心素养的培养落到实处。

［   參   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部. 普通高中生物学课程标准：2017年版 2020 年修订［M］.北京：人民教育出版社， 2020.

［2］  胡有红.大概念统摄下的高中生物学单元整体教学设计：以“免疫调节”单元为例［J］.生物学教学，2022（10）：14-18.

［3］  胡玉华.大概念统摄的生物学单元教学设计模型建构［J］.中学生物教学，2022（25）：30-33.

［4］  李竹青.整体化视角下的单元教学设计实践：以“生物的进化”单元为例［J］.生物学教学，2021（6）：19-22.

［5］  袁慧春，刘宇，董卅姝.基于ADDIE模型的“植物生命活动调节”单元教学设计与实践［J］.生物学教学，2023（4）：27-30.

（责任编辑 黄春香）