高中生物學單元項目式學習設計與實施

陳英水 陳欣

（1.晉江市第二中學，福建晉江 362212；2.福建教育學院，福建福州 350025）

高中生物學課程旨在促進學生深入理解與應用生物學基礎知識及基本方法，形成生命觀念，并能以此分析生命現象及過程；樹立崇尚科學、敢于批判與質疑、勇于且樂于探究的科學精神；發展生物學學科核心素養。單元項目式學習從單元整體出發，優化項目式學習設計，促進學生深度學習，達成高中生物學課程目標。本文以“探究細胞的基本結構”為例，探討單元項目式學習設計與實施。

一、單元項目式學習概述

（一）單元教學

單元教學是以《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（下文簡稱“課程標準”）為依據，以學生學情為基礎，以核心素養發展為導向，合理地利用教科書資源，將若干相同主題、分散于不同章節的知識內容建構為一個教學單元整體，運用合適的教學策略，促進學生系統建構知識體系，有效落實學科核心素養的培養。［1］

（二）項目式學習

項目式學習是指學習過程圍繞某個具體的項目，以學科重要概念和原理為中心，優化選擇和利用學習資源，引導學生合作解決某一復雜問題或完成某一項綜合性任務，通過親身實踐，獲得知識和技能，發展核心素養。［2］

（三）單元項目式學習

單元項目式學習是基于單元教學理念設計與實施項目式學習，是單元教學與項目式學習的優化整合與綜合運用，以期更好地發展學生的科學思維、問題解決能力及學科核心素養。

二、單元項目式學習設計與實施原則

（一）以課程標準為依據

教師應深入學習、深刻理解課程標準基本理念與教學要求。例如，根據課程標準有關“探究細胞的基本結構”的內容要求、教學提示及學業要求，組織“觀察葉綠體和細胞質流動”“嘗試制作真核細胞的結構模型”及收集、交流有關細胞研究、應用及其進展等探究性學習活動，建構并使用細胞模型，幫助學生基于對微觀的細胞結構的感性認識，建立、理解與應用生物學重要概念“細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動”“各種細胞具有相似的基本結構，但在形態與功能上有所差異”，以及生物大概念“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”，加深對科學、技術、社會相互關系的認識，領悟科學研究的方法，習得相關的操作技能，提升生物學學科核心素養，［3］以便正確制訂單元項目式學習目標，選擇合適的學習資源，促進單元項目式學習活動的有效開展。

（二）重組優化教科書內容

重組優化教科書內容是單元項目式學習的關鍵環節及重要任務。教師應根據課程理念及內容要求，結合學生具體學情，整合教科書相關內容，確定單元項目式學習主題，使得學習內容項目化及系統化。

例如，構建“探究細胞的基本結構”這一單元項目式學習內容時，將2019年版人教社《高中生物學·必修1·分子與細胞》第3章“細胞的基本結構”、第4章“細胞的物質輸入和輸出”及第1章“走近細胞”的部分內容進行整合與重組，形成“細胞結構概述”“細胞膜及其糖被與細胞壁”“細胞質及細胞器”及“細胞核、真核細胞與原核細胞”等四個部分，且每一部分均根據課程內容要求設計與實施有關探究實驗。使得教學節奏性強、環節銜接緊湊，為學生提供充足的思維時空，促進學生提高學習效率。

（三）深入了解學生思維品質與認知特點

為了更好地實現核心素養培養目標，設計與實施單元項目式學習時，需要深入了解學生思維的深刻性、靈活性、獨創性、批判性、敏捷性及系統性等思維品質，以及認知的選擇性、認知反應的顯著性及認知行為的自我控制等認知特點，并根據學生探究體驗、學習進展及學習效果，優化單元項目式學習設計，實施合適的教學策略，促進學生深度學習。［4］

例如，開展“探究細胞的基本結構”之“細胞學說的建立過程”環節學習時，根據學生“好表現”的心理特點，要求學生“閱讀教科書有關內容，找出相關重要概念，并討論：通過分析細胞學說建立過程，你領悟到科學發現具有哪些特點？細胞學說主要是闡明了細胞的多樣性還是生物界的統一性？細胞學說的地位和意義為什么如此重要？說出你的觀點”。以此鼓勵學生交流學習體會，促進學生發展形象思維、邏輯思維及創新思維；學會基于證據做出分析與判斷，發展批判性思維；能夠從歷史性的、整體性的角度闡述細胞學說的重要地位和意義。

三、單元項目式學習的教學實踐

（一）單元項目式學習的分析

單元項目式學習分析包括教科書分析與學生學情分析，這是單元項目式學習的基礎與關鍵。例如，進行“細胞膜成分與結構的探究歷程”學習時，引導學生分析細胞膜成分科學探究歷程、經典實驗結果及實驗結論，提出下一步探究的問題。進一步分析細胞膜結構科學探究歷程，從細胞膜功能角度預測其結構特點，并嘗試從“流動性”和“鑲嵌性”兩個角度分析細胞膜的功能。再進行小組合作制作細胞膜模型。讓學生體驗科學探究歷程，學習“提出假說”的科學方法，增強對模型與建模、結構與功能的理解與應用，發展提出問題能力、建模能力及創新能力。

另一方面，教師要了解學生的知能結構、思維品質以及認知特點，以便對單元項目式學習內容與教學方法進行適當調整。有關學生學情分析請參見上述。

（二）單元項目式學習的設計

設計單元項目式學習時，要重視單元項目式學習目標設計及學習活動設計。

單元項目式學習目標包括生命觀念、科學探究、科學思維、社會責任等生物學學科核心素養培養目標，以及學生學習興趣及學習方法等培養目標。例如，“探究細胞的基本結構”單元項目式學習目標是：第一，觀察、分析卵黃膜的結構與功能，概述細胞膜作為細胞系統邊界的功能。通過閱讀與討論，舉例說出線粒體、內質網、核糖體、高爾基體及葉綠體等細胞器的結構和功能。通過有關資料的分析和討論，闡明細胞核的功能，樹立結構和功能相適應的生命觀念。第二，通過分析細胞膜結構模型研究歷程及有關資料，能基于事實和證據進行推理論證，提出假說或模型，加深對“模型與建模”的理解，體驗科學在質疑與創新中不斷發展。比較分析不同細胞器的結構和功能，舉例說明細胞器結構與功能的相關性。通過閱讀和繪制細胞核結構示意圖，闡明細胞核的結構。第三，比較分析不同細胞膜結構模型特點，闡明流動鑲嵌模型結構與功能。嘗試運用系統觀分析細胞中部分與整體、結構與功能的統一性。通過資料分析、模型建構活動，結合對細胞整體結構與功能的認識，認同細胞核是系統地控制中心。嘗試制作真核細胞的三維結構模型，體驗建模的方法和過程。第四，通過有關“脂質體藥物”的分析，體驗科學知識與解決現實問題之間的密切聯系，增強社會責任感；認同細胞是一個基本生命系統，其生命活動是通過各組成成分的協調配合完成的。

學習活動是實現單元項目式學習目標的重要載體。單元項目式學習活動設計時，應綜合考慮學生學情，使得學習活動更有利于發展學生核心素養。例如，學習有關“細胞核的結構和功能”時，引導學生觀看、閱讀有關視頻及資料，思考討論教科書“問題探討”及“思考·討論”欄目上的問題，并進行組內、組間的交流與補充，得出“細胞核控制著細胞的形態結構，同時控制著細胞分裂、分化、新陳代謝等活動”的結論，體驗科學實驗的方法和實驗設計的精妙之處，提高總結能力及問題解決能力。再指導學生閱讀教科書有關內容，小組內探討自學過程中產生的疑惑問題，要求學生繪制細胞核結構示意圖，比較分析“遺傳物質”和“遺傳物質的載體”概念，理解染色體和染色質兩者的關系，深入理解“結構與功能相適應”這一生物學基本觀點，提高閱讀能力及交流能力。進一步指導學生查閱有關模型制作資料，小組合作設計與制作細胞核結構模型，了解物理模型的作用，提高建模能力。［5］通過一系列觀察、閱讀、討論及建模等合作探究活動，強化學生對“細胞核是遺傳信息庫、細胞代謝及遺傳控制中心”的正確認識。

（三）單元項目式學習的實施

實施單元項目式學習時，應重視開展科學探究、實踐活動，以便突破學習重點和難點，達成單元項目式學習目標。

例如，進行有關“細胞器的分工與合作”學習時，首先介紹有關細胞器的分離方法、差速離心法，幫助學生了解研究方法在科學研究中的重要作用，理解“工欲善其事，必先利其器”的道理，體現跨學科綜合應用的理念。接著，要求學生閱讀教科書有關“細胞器的分工”內容，并填寫細胞器結構與功能比較表，提高學生的讀圖能力、比較分析能力及歸納能力。再組織學生進行識圖糾錯練習，并進行小組合作探究有關“細胞質DNA主要分布在哪里？各種細胞器都有膜結構嗎？都有蛋白質嗎”等問題，幫助學生加深對各種細胞器結構與功能的認識，深入理解“蛋白質是生命活動的主要承擔者”這一觀點。最后，布置學生課后利用橡皮泥制作細胞器模型，提升建模能力。

可以根據單元項目式學習具體實施情況，靈活調整教學過程，以便提高單元項目式學習的有效性與針對性。

（四）單元項目式學習的反思及改進

單元項目式學習活動結束后，要求學生進行學習過程及結果的小組評價與自評。同時，教師應認真反思自身教學，了解學生對教師教學的評價。通過評價與反饋，促進教師與學生及時調整、改進教與學。［6］

例如，從評價目標、評價內容、評價載體與評價主體等四個維度進行“探究細胞的基本結構”單元項目式學習評價（如表1）。

總之，教師要深刻理解高中生物學課程基本理念、內容要求及教科書編寫特點，以核心素養發展為學習目標，優化整合單元項目式學習內容，促進學生主動參與探究、實踐活動，建構與完善生物學概念體系，提升科學探究能力、科學思維能力，發展生物學學科核心素養。

表1 “細胞的基本結構”單元性項目式學習評價