基于體驗學習的高中生物單元主題教學設計實踐

焦靜

新課程改革倡導高中生物教學既要讓學生在大單元背景下習得知識，又要引導學生在以核心概念為主題的情境中深刻領悟科學家在研究過程中持有的觀點、思路和方法。因此，構建“在論證體驗中掌握方法和培養思維，在思辨體驗中形成概念，在問題解決體驗中感知社會責任”的體驗學習環境尤為重要。然而，傳統的體驗學習呈現出環節單一，邏輯層次不完整，科學探究思維培養不連貫等問題。在體驗學習中實現大單元背景下的主題教學目標，需要教師打破單一課時界限，從主題情境的規劃、體驗學習目標的確定和體驗學習的資源開發與實施三個方面展開實踐，引領學生親歷知識發現和探究的過程，在主動參與、操作觀察、質疑討論等親身實踐中，學會發現、分析、解決生命科學中的實際問題。

一、理清主題層級，規劃主題情境

教師應圍繞大概念，基于生命觀念選取教材內容，確定單元背景，構建主題情境。

首先，以大概念為基礎確定單元教學的一級主題。如高中生物學必修一“細胞的生存需要能量和營養物質”、必修二“遺傳信息代代相傳”等，繼而以相關的生命觀念作為二級主題，如對應“細胞的生存需要物質和能量”的“結構與功能觀”等。

其次，在確定多層級單元主題邏輯關系的基礎上，整合教材內容，形成主題情境，如“遺傳信息代代相傳→生命的物質觀→果蠅的子子孫孫”。設計“一級主題→二級主題→…→主題情境”的教學模式，其中主題層級可根據實際教學內容增加或減少，主題情境要選擇利于學生體驗、感知、觀察的生命事件。

案例：“細胞生存需要物質和能量→細胞的物質輸入與輸出→細胞的吃、喝、排”。高中生物學必修一是圍繞“細胞生存需要物質和能量”的一級主題展開的，第四章“細胞的物質輸入與輸出”作為單元二級主題體現出“細胞生存需要物質”的具體生命現象和功能，在“細胞的吃、喝、排”這一主題情境中認清該功能表現的結構基礎，本章第一節“被動運輸”即通過滲透裝置與細胞結構和功能的類比分析，借助體驗相關實驗的設計、操作、觀察、質疑、分析，引發學生對“功能與結構相適應”這一生命觀念的認同（見下圖）。

二、篩選事實依據，確定體驗學習目標

在明確主題基礎上，教師要進一步篩選與單元主題相關的生活事件和生命現象作為事實基礎，確定體驗學習目標。學生的體驗學習可通過資料搜集、生物實驗、模型構建等多種形式實現，在充分利用教材資源的前提下，挖掘學生身邊的資源。將一二級主題具體化為課時主題情境，通過學生熟悉的生命現象、生物學事件確定體驗學習的目標，以利于促成學生的主動參與和積極思考，設計“層級化主題情境→學生熟悉的生命事件→確定目標”的教學模式。

案例：第四章第一節“被動運輸”第1課時，本課是將一級主題“細胞生存需要物質”具體化為“水作為細胞含量最多的化合物是如何進出細胞的”的課時主題，尋找具體化的生命事實。如縱切的蔥莖在清水中綻放，在蔗糖溶液中收攏的奧秘；菠菜置于熱水和冷水的顏色對比；蘿卜水桶中的鹽水和清水液面變化對比等。這樣做既與生活實際密切相關，又促使學生在體驗生命事實中形成對新的理論基礎的認識與理解。

基于滲透原理、細胞結構、生物膜功能等具體內容，確定體驗學習目標：通過體驗觀察多角度滲透實驗，能夠分析原因，說出滲透作用的條件、方向和適用對象；通過觀察哺乳動物紅細胞吸水和失水現象，能夠類比滲透裝置，闡明“水進出哺乳動物細胞是基于滲透作用”的科學結論，并能解釋相關生活現象；通過體驗植物吸水和失水實驗，能夠將成熟植物細胞結構類比滲透裝置，提出問題，作出假設；通過討論植物吸水和失水原理，體驗實驗探究歷程，運用原理。

三、優化生物學實驗，促成體驗學習的資源開發和實施

實驗課程資源是體驗學習資源的重要組成部分。優化生物學實驗設計，主要依托于實驗課程資源的開發，在此過程中助力體驗學習的實施。

實驗課程資源的開發，主要包括優化實驗設計和實施方案。生物實驗是學生感興趣的體驗式學習方式，但目前教材中提供的一些實驗建議受區域和季節限制，所以體驗學習中實驗課程資源的開發主要從實驗材料的選擇、實驗器具與試劑的替換、實驗操作的簡化、多媒體資源的整合、模型建構的教具制作等方面展開，以提高體驗學習的可操作性，凸顯實驗在學習體驗中助推生物學概念形成的價值，為學生提供有效的平臺。相關資源開發倡導學生參與，從觀察尋找生物事件材料開始，學生已然開啟了體驗學習的進程。如“洋蔥的萎蔫和堅挺→滲透等體驗實驗的設計→材料因地制宜、試劑安全易獲取、裝置簡便可操作、現象明顯易出現”。設計模式：“主題情境→實驗課程資源的開發與優化”。

體驗學習的實施是持續分段的過程，往往和資源開發并行發生，如“滲透系統中的半透膜是怎樣的→尋找身邊的半透膜→觀察實踐”，再如“如何模擬洋蔥吸水和失水的過程→滲透裝置設計→實踐操作”，設計“問題任務驅動→尋找事實證據→實踐探究解惑”的教學模式。教師必須摒棄只有知識填充的教學，積極創設有學生身影的體驗學習情境，將各種生物知識通過體驗活動有機融入多樣化的生物課堂中，發揮學生主觀能動性，提升學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

案例：“滲透實驗”的改進。卵殼膜、魚鰾、腸衣、較大的青菜葉、海帶等動植物材料，都是身邊常見的相當于半透膜的材料，把尋找半透膜材料的任務布置給學生，既能引導學生學會觀察生活，又能激發學生對半透膜的興趣，在尋找過程中形成對半透膜性能的感知。通過學生反復實踐可以試驗出，選用鵪鶉蛋卵殼膜充當半透膜無論是從剝取還是從滲透裝置的制備，加之從對滲透時間的考量，都是比較合適的實驗材料，學生也在體驗過程中感知半透膜和生物膜的關系。

學生通過體驗滴管、奶茶吸管等材料最終選用酸奶吸管代替長頸漏斗，將酸奶吸管和剝好的鵪鶉蛋卵殼膜連接，輔助棉線、白色潤唇膏、記號筆等用具，由于上下體積較小，既便于膜內液體注入，又節省實驗操作時間，使學生感知實驗裝置的合理性影響著實驗的操作效果。

蔗糖溶液的濃度是影響滲透作用發生的關鍵因素之一，也是植物細胞吸水和失水的重要實驗試劑，可組織學生體驗不同蔗糖溶液濃度條件下的滲透作用，體驗在無色的蔗糖溶解中滴加紅墨水，或者用紅糖溶液替代蔗糖溶液的滲透現象，另外還可嘗試將注入碘液的裝置置于淀粉溶液中，借助碘可以通過半透膜而淀粉不可的原理，觀察燒杯中碘遇淀粉變藍，感知分子能否通過半透膜，為理解生物膜的選擇透過性奠定基礎。

以單元主題為基礎開展體驗學習的生物教學，可以有效改變教師傳統教學觀念，使教師習慣從長時段、深層次的綜合角度進行教學統籌，提升生物課堂教學的組織性、實踐性、延伸性；在大單元體驗學習中學生的學習時間延長，學習過程更加細化，各種生物規律、生命現象之間的內在聯系也更加外顯化，從而降低學生的學習難度，使學生的生物學習充滿活力；與傳統的單獨知識點講授式的教學相比，單元主題教學中的體驗學習過程更加吸引人，內容更為豐富，從而成為學生核心素養提升的有效載體，幫助學生在不斷延伸的體驗學習過程中積累、理解、內化和應用知識，以形成對生物學習的態度與情懷。

注：本文系天津市教育科學研究院與天津市第二中學合作項目“支撐品牌高中的課程建設與教師素質提升探索性研究”的階段性成果。

（焦? 佳）