聚焦高中生物學重要概念的單元教學設計

伍正所

【摘? ? 要】單元教學設計是促進學生形成和發展核心素養的重要途徑。本文以高中生物必修1“分子與細胞”第三章“細胞的基本結構”為載體，從教學內容、教學目標、教學流程及教學評價等方面進行單元教學設計。

【關鍵詞】高中生物? 重要概念? 單元教學設計

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.12.026

促進學生形成和發展核心素養，是落實“立德樹人”教育根本任務的重要途徑。生命觀念作為生物學學科核心素養之首，是生物學大概念的呈現方式，是貫穿生物學不同內容的主線，也是學生可以學習和能夠理解的學習內容。北京師范大學劉恩山教授指出：學生在學習中要接受一個事實性知識較為容易，要建立一個或多個大概念則是一件相對困難的任務。這就需要教師持續的努力，用一個或多個單元的教學安排逐漸完成。因此，聚焦重要概念，進行單元教學，可以促進學生生物學核心素養的發展和大概念的形成。

高中生物必修1“分子與細胞”第三章“細胞的基本結構”是圍繞重要概念“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”組織編排的，下文以這一重要概念進行單元教學設計。

一、單元教學內容分析

上述重要概念是由“細胞都是由質膜包裹，質膜將細胞與其生活環境分開，能控制物質進出，并參與細胞間的信息交流”“細胞內具有多個相對獨立的結構，擔負著物質運輸、合成與分解、能量轉換和信息傳遞等生命活動”“遺傳信息主要儲存在細胞核中”及“細胞各部分結構之間相互聯系、協調一致，共同執行細胞的各項生命活動”等次位概念形成，是大概念“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”的重要支撐，又是學習大概念“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”的基礎。

二、單元教學目標確立

1.生命觀念：認同“細胞作為一個生命系統，能夠高效有序進行生命活動”的系統觀;舉例說出細胞膜、細胞內相對獨立的結構以及細胞核的分子組成、結構特點和主要功能，概述組成結構與功能的適應性以及細胞各部分結構和功能上的聯系和整體性，認同結構與功能觀。

2.科學思維：通過細胞膜成分、流動鑲嵌模型的建立、分泌蛋白的合成和運輸及細胞核功能等科學史和相關資料的學習分析以及模型的制作等，提高科學思維能力。

3.科學探究：通過“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”的實驗以及教材中系列科學探究史料和科學研究方法的分析，發展科學探究能力。

4.社會責任：通過人工合成的膜材料和脂質體作為藥物載體的應用分析，引導學生關注社會事務;利用廢舊物品制作生物模型，倡導節約、環保理念。

三、單元教學流程設計

單元教學流程可以通過“情境—問題—任務—活動”來展開。

情境一：播放“人工化學合成胰島素和胰島細胞生物合成胰島素”的視頻，說明人工合成的艱難與細胞生物合成的輕而易舉。細胞何以把一個靠人力完成非常艱難的工作變得輕而易舉呢？細胞是不是有合成胰島素的特定結構？細胞中是不是有一條條生產線呢？

情境二：單純的建筑材料不能讓人居住，建筑材料必須以一定的方式搭建起房屋才能成為居所。同樣，組成細胞的分子機械地堆放在一起不能進行生命活動，這些分子必須有序地組成細胞的結構，才能進行生命活動。

核心問題：細胞作為最基本的生命系統，到底有什么樣精巧的結構？各種結構的主要功能是什么？它們又是如何協調配合完成各項生命活動的？

任務一：探究系統的邊界——細胞膜的結構和功能

活動一：觀察雞蛋卵黃膜，感受系統邊界——細胞膜的存在。

活動二：演示實驗：用臺盼藍染液鑒別動物細胞死活，推測細胞膜應具有什么功能;通過圖像資料、類比方法，如任何人不是孤立存在，人與人之間通過多種方式交流，細胞也是如此，引導學生歸納總結細胞膜功能。

活動三：利用細胞膜成分和結構的科學探索歷程，將科學家當時已觀察到的現象和已有的知識一一列舉，將學生分小組進行討論，各小組分別提出解釋某一生物學問題的假說或模型，體驗構建細胞膜結構模型的科學歷程。引導學生思考流動鑲嵌模型能否體現“結構與功能相適應”的觀點，并歸納總結流動鑲嵌模型的基本要點。

活動四：嘗試制作生物膜模型。引導學生利用對細胞膜分子組成和空間結構的了解，利用廢舊物品制作生物膜模型，并通過對比，對自己建構的模型進行修正。

任務二：討論系統內的分工合作——細胞器之間的分工合作

活動一：實驗“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”。引導學生通過親身觀察，感受細胞器的真實存在和細胞質流動的生命現象，進而認識到細胞質包含細胞質基質和細胞器。

活動二：介紹差速離心法分離細胞器，利用圖片認識比較細胞器。引導學生閱讀教材，交流討論，分組合作完成各種細胞器在分布、形態、結構和功能等方面比較的表格，小組互評、補充、完善。

活動三：閱讀和體驗“分泌蛋白的合成和運輸”的路徑及過程。交流、研討相關問題，認同細胞各部分結構之間相互聯系、協調一致，共同執行細胞的各項生命活動。

活動四：歸納總結生物膜系統的組成和功能，介紹人工合成的膜材料用于治療疾病的實例，體現科學技術的實用價值。

任務三：探究系統的控制中心——細胞核的結構和功能

活動一：觀看視頻“我國首例體細胞克隆牛康康培育過程”，分組分析系列科學實驗資料，歸納總結細胞核的功能。

活動二：思考細胞核為什么能夠成為細胞遺傳與代謝的控制中心？這與它的結構有關。細胞核的結構是怎樣的？又是如何與它的功能相適應呢？引導學生從生命的物質觀、結構與功能觀及生命的系統觀等不同角度分析討論，使學生認同“遺傳信息主要儲存在細胞核中，細胞核是系統的控制中心”。

活動三：嘗試制作真核細胞的三維結構模型。通過模型制作，將抽象的真核細胞結構形象化，鞏固學生初步建立的結構與功能觀、局部與整體觀，培養學生的實踐能力及合作意識，加深對模型和建模的了解。

四、單元教學評價

單元教學評價以形成學科素養為導向，達到課程標準所要求的學業水平。

1.能初步運用結構與功能觀，說明生物體組成結構與功能之間的關系，并在給定的問題情境中能以生命觀念為指導，解釋生命現象，探究生命活動規律。

2.能認識到生物學的概念都是基于科學事實，經過歸納與概括、演繹推理等方法形成的，并針對生物學相關問題能運用科學思維方法展開探討。

3.在“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”活動過程中，能夠按照實驗操作步驟，熟練運用工具展開觀察，如實記錄并分析實驗結果及與他人進行交流討論。能夠基于給定的生物學問題或現象，設計并實施探究實驗方案。

4.了解人工合成膜材料和脂質體作為藥物載體的應用及我國克隆牛培育過程后，學會關注社會事務;在利用廢舊物品制作生物膜模型中，認同節約、環保的必要性和重要性，養成保護環境、維護生態平衡的行為習慣。

五、結束語

單元教學設計要注重把一個主題的單元教學內容作為一個整體，實施統一的教學目標、教學流程和教學評價，是新課程基本理念下產生的全新教學設計理念，是超越傳統的課時教學設計，值得廣大教師在教學中探索、實踐。

參考文獻

[1]王楊楊.2017年普通高中生物學課程標準解讀[J].現代交際：學術版，2017，000（005）：171.