基于大單元視域的高中生物學教學探究

羅曉敏

(利辛縣第一中學 安徽亳州 236700)

生物學作為一門關于生命科學的學科,在高中階段占據著重要的地位。然而,傳統的生物學教學往往以碎片化的知識點為主,學生難以將這些知識點聯系起來,缺乏對整體概念的深刻理解。為了改善這種狀況,本文提出了基于大單元視域的高中生物學教學方法。大單元視域強調整體性和綜合性,通過將生物學知識劃分為大的主題單元,將知識點聯系起來,培養學生的系統思維和科學素養。本文探討了基于大單元視域的高中生物學教學,旨在為生物學教學提供新的思路和方法。

一、知識整合與歸納

在傳統的生物學教學中,知識點往往孤立存在,學生難以將它們整合和歸納。而基于大單元視域的教學方法可以幫助學生建立起知識之間的聯系,形成整體性的認知框架。在教學過程中,教師可以選擇相關性強的知識點,組織學生進行綜合性學習和思考,引導學生從整體的角度理解生物學知識。

例如以“生態系統”為大單元。首先,引入生態系統概念。教師通過圖片、視頻或實物展示,向學生介紹生態系統的概念和基本組成要素,包括生物群落、生物種群、生物個體、非生物因子等。教師引導學生討論不同生態系統的特點和功能。其次,開展生態系統模擬實驗。以濕地生態系統為例,教師組織學生進行一個生態系統模擬實驗。學生分成小組,每個小組扮演不同的生物種群角色,如水生植物、浮游生物、魚類等。每個小組根據自身角色的特點和需求,進行資源的獲取、食物鏈的建立和能量傳遞過程的模擬。接著,開展生態系統調查研究。學生在小組中選擇一個特定的生態系統,如森林、河流或海洋等進行調查研究。他們需要收集該生態系統中的生物多樣性數據、環境因素數據和人類活動數據,并繪制生態系統圖譜。學生可以進行實地考察、采集樣本和進行實驗等,以加深對生態系統的理解。之后,探究生態系統的平衡與破壞因素。學生通過案例分析或小組討論,探究生態系統中的平衡與破壞因素。教師引導學生思考人類活動對生態系統的影響,如環境污染、生物入侵和資源過度利用等。學生需要思考并提出解決方案,保護生態系統,促進其可持續發展。最后,總結和展示。學生通過小組報告、海報展示或口頭演講等方式,就自己的調查研究結果和對生態系統的理解進行總結和展示。學生可以分享他們的發現、疑問和解決方案,并從其他小組的報告中獲取更多的啟發。在以上教學案例中,學生在大單元視域下將學習生態學知識與實際應用相結合。他們通過模擬實驗和實地調查,親身體驗生態系統的復雜性和脆弱性,并培養了系統思維以及調查研究、問題解決的能力。此外,學生通過小組合作和展示,加強了團隊合作和溝通能力。這種基于大單元視域的教學方法激發了學生的學習興趣,提高了他們對生態系統及其重要性的認識,培養了他們的綜合能力和科學素養。

二、跨學科融合

生物學與其他學科之間存在著緊密的聯系,如物理學、化學、地理學等。基于大單元視域的教學方法可以促進生物學與其他學科的跨學科融合,培養學生的綜合思維和學科交叉能力。將生物學知識與其他學科的概念和原理相結合,可以加深學生對生物學的理解,并拓寬他們的學科視野。

例如以“生物能量轉化”為大單元。首先,介紹生物能量轉化。教師引入生物能量轉化的概念,并介紹光合作用和呼吸作用為生物能量轉化的核心過程。教師與學生共同討論生物能量轉化的意義和作用。其次,了解物理學與生物能量轉化。教師引導學生思考光合作用中光能轉化為化學能的過程。通過引入物理學的光能轉換和能量傳遞原理,學生可以理解光合作用中葉綠素的吸收光能、電子傳遞和能量轉移的過程。接著,了解化學與生物能量轉化。教師引導學生深入探究光合作用和呼吸作用中的化學反應過程。學生通過學習化學反應的原理和方程式,了解光合作用中光能轉化為化學能,以及呼吸作用中化學能轉化為可利用的能量的過程。之后,探究生物能量轉化的效率和調控機制。教師與學生一起探究生物能量轉化的效率和調控機制。學生通過分析細胞呼吸的產能和耗氧量,以及光合作用中光合速率與光強的關系,了解能量轉化的效率和生物系統中的調控機制。最后,學科知識交叉應用。學生以小組形式開展課題研究,探究生物能量轉化在現實生活中的應用與物理學和化學的聯系。例如,他們可以研究太陽能電池和生物發酵過程的相似性,討論生物能量轉化在能源領域的應用前景,并探究物理學和化學知識在這些領域中的應用。在以上教學案例中,學生通過跨學科的學習,將生物能量轉化的知識與物理學和化學的原理相結合,加深對生物能量轉化的理解。他們能夠掌握光合作用和呼吸作用的能量轉化過程,理解生物能量轉化的效率和調控機制,并探索生物能量轉化在實際應用中與物理學和化學的聯系。這種基于大單元視域的教學方法培養了學生的跨學科思維能力,促進了學科間的融合,提升了學生的綜合能力和學科綜合素養。

三、問題驅動學習

傳統的生物學教學往往以教師為中心,注重知識的灌輸。而基于大單元視域的教學方法倡導問題驅動學習,通過提出有挑戰性的問題引導學生主動探索和構建知識。這種學習方式能夠激發學生的思維能力和創造力,培養他們的問題解決能力和自主學習能力。

例如以“遺傳與進化”為大單元。首先,引入遺傳與進化。教師通過問題引發學生的思考,提出關于遺傳與進化的問題,如為什么物種會發生變異和進化,為什么人類和其他物種有如此多的差異。教師鼓勵學生在小組中進行討論,并提出自己的觀點和解釋。其次,了解基因與遺傳變異。教師引導學生學習基因的概念和遺傳變異的機制。學生通過實驗或模擬實驗,了解基因在遺傳中的作用和基因突變對物種進化的影響。學生可以通過觀察和分析基因型和表現型的變化,探討基因突變與進化的關系。接著,了解自然選擇與進化。教師介紹自然選擇的概念和作用,引導學生思考環境變化對物種進化的影響。學生通過案例分析或模擬游戲,觀察和推測適應性特征在進化中的傳遞和積累。學生還可以進行實地調查或研究,探索自然選擇在現實世界中的實例。最后,探究人類遺傳與進化的實際應用。學生以小組形式進行課題研究,探究人類遺傳與進化的實際應用。例如,他們可以研究人類遺傳疾病的起源和傳播、基因和人類進化的關系,以及人類基因多樣性與人類文化演化的互動等。學生需要收集數據、分析結果,并展示他們的研究成果。在以上教學案例中,學生在問題的驅動下學習,主動探索和構建知識,深入理解遺傳與進化的基本概念和原理。他們能夠掌握基因的作用和遺傳變異的機制,理解自然選擇對進化的影響,以及探究人類遺傳與進化的實際應用。這種基于大單元視域的教學方法培養了學生的問題解決能力、自主學習能力和創造力,激發了他們的學習興趣,并提升了他們的綜合能力和科學素養。同時,通過小組合作和課題研究,學生還加強了團隊合作和溝通能力,培養了跨學科思維和學科綜合素養。

四、實踐與應用

基于大單元視域的教學方法注重將生物學知識應用于實踐和實際問題的解決中,通過引入真實情境和案例,培養學生的實踐能力和應用能力,加強他們對生物學知識的實用性的認識。

例如以“人體健康與疾病”為大單元。首先,引入人體健康與疾病。教師通過真實案例或新聞報道引發學生對健康與疾病的思考,提出如為什么有些人容易患某種疾病,如何保持身體健康等問題。學生以小組形式進行討論,并提出自己的觀點和問題。其次,了解疾病因素與預防。教師引導學生了解疾病的因素,如遺傳、環境、生活方式等。學生通過案例分析或調查研究,探討不同疾病的預防措施和干預手段。學生可以設計調查問卷、制作健康宣傳材料等,提出預防疾病的具體措施和建議。接著,了解常見疾病的治療方法。教師介紹常見疾病的治療方法,如藥物治療、手術治療、康復治療等。學生通過案例分析或角色扮演,探討不同治療方法的適用性和效果。學生還可以邀請專業醫生或病患舉辦講座或進行座談,了解實際治療過程和體驗。之后,思考生活方式與健康之間的關系。教師引導學生思考生活方式對健康的影響。學生通過問卷調查、數據分析和小組討論,探究不同生活方式對健康的影響。他們可以研究飲食習慣、運動狀況、睡眠質量等因素與健康之間的關系,并分析其對心血管疾病、肥胖癥等常見疾病的影響。學生可以制訂個人健康計劃,根據自身情況調整生活方式,提高身體健康水平。最后,探究科學研究在疾病防治中的應用。學生以小組形式進行課題研究,探究科學研究在疾病預防和治療中的應用。例如,他們可以研究某種疾病的最新研究進展、基因治療的前沿技術、疫苗研發的過程等。學生需要收集相關文獻、分析數據,并展示他們的研究成果。在以上教學案例中,學生通過真實情境和案例的引入,主動探索和構建知識,深入理解人體健康與疾病的基本概念和因素。他們能夠掌握常見疾病的預防與治療方法,理解生活方式對健康的影響,并探究科學研究在疾病防治中的應用。這種基于大單元視域的教學方法培養了學生的實踐能力、應用能力和科學素養,激發了他們的學習興趣,并提升了他們的綜合能力和健康意識。

五、科學思維培養

基于大單元視域的教學方法強調培養學生的科學思維,包括觀察、提問、假設、實驗、推理和驗證等過程。引導學生主動參與科學實踐,培養他們的科學探究意識和思維方式,可以提高他們的科學素養和批判性思維能力。

例如以“細胞結構與功能”為大單元。首先,引入細胞結構與功能。教師通過展示精美的細胞圖片或視頻引起學生的興趣,激發他們對細胞的好奇心。學生以小組形式討論關于細胞結構和功能的問題,如細胞是如何組成的,細胞的功能有哪些。其次,進行細胞觀察與實驗。教師組織學生進行細胞觀察與實驗。學生可以使用顯微鏡觀察植物細胞和動物細胞的形態和結構,并進行標本染色實驗,觀察細胞器的位置和形狀。學生記錄觀察結果并提出問題,如細胞膜的作用是什么,線粒體與葉綠體有何區別。接著,探究細胞器結構與功能。教師引導學生分組研究不同細胞器的結構和功能,如核糖體、內質網、高爾基體等。學生通過查閱資料、閱讀文獻、進行小組討論等方式,了解各細胞器的功能和相互關系,并利用圖表或模型展示他們的研究成果。之后,進行細胞功能實驗與數據分析。教師設計與細胞功能相關的實驗,如滲透實驗、酶活性實驗等,學生進行實驗操作并記錄數據。學生對實驗數據進行分析,探究細胞功能與實驗條件之間的關系,并得出科學結論。最后,運用科學思維解決問題。教師提出一系列與細胞結構和功能相關的問題,鼓勵學生運用科學思維解決問題。學生可以進行討論和辯論,提出假設并設計實驗進行驗證。例如,他們可以討論為什么細胞膜是半透性的,通過實驗驗證不同溫度下細胞膜的透性變化,并解釋現象背后的科學原理。在以上教學案例中,學生通過觀察、實驗、研究和問題解決等科學實踐活動,深入探究細胞的結構與功能。他們能夠理解細胞的基本結構和功能,掌握細胞器的結構和功能,進行細胞實驗并分析實驗結果。同時,通過科學思維的引導,他們能夠運用所學知識解決與細胞結構與功能相關的問題。這種基于大單元視域的教學方法培養了學生的科學思維、實驗設計和問題解決能力,提高了他們的科學素養和批判性思維能力。

結 語

本文從知識整合與歸納、跨學科融合、問題驅動學習、實踐與應用以及科學思維培養五個角度出發,探討了大單元視域下高中生物學教學的具體實施過程。實踐結果表明,基于大單元視域的高中生物學教學可以幫助學生建立知識之間的聯系,培養問題解決能力,提升實踐與應用能力,并培養科學思維,對于提高教學質量和學生學習效果具有積極的促進作用。