聚焦生物学重要概念的单元整体教学设计实践研究

聚焦生物学重要概念的单元整体教学设计实践研究单元教学设计中需要研究的主要教学要素包括教学目标、教学内容、教学方法、教学评价和教学资源等方面。

其中，教学目标应该明确具体、可操作，能够引导学生形成正确的生命观念和科学思维；教学内容应该紧密围绕重要概念展开，通过理论知识和实践操作相结合的方式，深入挖掘生物学的内涵；教学方法应该多样化，包括讲授、探究、实验、讨论等方式，让学生在主动参与中积极探索；教学评价应该全面、客观，能够反映学生的知识水平、思维能力和实践能力；教学资源应该充分利用现代化教学手段和多样化教学资源，提高教学效果和学生的研究兴趣。

03单元教学设计的实践研究在实践中，我们以“基因与遗传”为主题进行单元整体教学设计，通过多种教学方法和手段，引导学生深入了解基因的结构和功能、遗传规律以及遗传变异与进化等内容，培养学生的科学思维和实践能力，提高学生的学科素养。

具体来说，我们在教学设计中采用了多种教学方法，包括讲授、探究、实验、讨论等方式，让学生在主动参与中积极探索；同时，我们还充分利用了现代化教学手段和多样化教学资源，如PPT、视频、实物模型等，提高了教学效果和学生的研究兴趣。

在教学过程中，我们注重学生的思维能力和实践能力的培养，通过设计多种探究任务和实验操作，引导学生深入探究生物学的内涵，培养学生的科学思维和实践能力。

在教学评价方面，我们采用了多种评价方式，包括作业、考试、课堂表现等，全面客观地反映学生的研究情况和学科素养的发展。

通过实践研究，我们发现，以重要概念为主题进行单元整体教学设计，能够有效提高学生的学科素养，促进学生的全面发展。

教师讲授而来的，而是在学生自主探究和实践中逐渐形成的”［4］。

因此，单元教学设计应该以学生为中心，注重学生的主动研究和探究。

教师可以通过设计情境，引发学生的兴趣和好奇心，让学生自然而然地想要了解更多相关知识。

然后，教师可以设计问题，引导学生进行探究和思考，让学生在探究中逐渐形成知识结构。

最后，教师可以设计活动，让学生进行实践和应用，巩固所学知识。

这样的单元教学蓝图可以促进学生的研究兴趣和研究动力，提高学生的研究效果和学科素养。

2.2.3学科素养达成为导向的单元教学评价单元教学评价是单元教学设计的重要环节，也是教学质量保障的重要手段。

学科素养达成为导向的单元教学评价应该包括两个方面：学生研究过程的评价和学生研究成果的评价。

学生研究过程的评价可以通过观察学生的研究情况、听取学生的意见和建议、收集学生的作品等方式进行。

学生研究成果的评价可以通过考试、作业、实验报告等方式进行。

评价结果应该及时反馈给学生和家长，让学生了解自己的研究情况和进步方向，让家长了解孩子的研究情况和需要关注的方面。

同时，教师也可以通过评价结果，对教学过程进行反思和调整，提高教学质量和效果。

单元教学设计是教师教学工作的重要组成部分，也是促进学生研究的关键环节。

教师应该深入研读课程标准，确定指向学科核心素养的单元研究目标，设计“情境－问题－活动”为主线的单元教学蓝图，学科素养达成为导向的单元教学评价，从而实现教学目标和提高教学效果。

同时，教师还应该注重学生的主动研究和探究，引发学生的兴趣和好奇心，让学生在探究中逐渐形成知识结构。

最后，教师应该及时反馈评价结果，让学生了解自己的研究情况和进步方向，提高学生的研究效果和学科素养。

因此，在单元教学过程中，评价也应该是有目的的，与教学目标相一致。

教学设计中的问题情境和核心问题，应该成为评价的依据。

评价应该以学生对问题情境和核心问题的理解和解决能力为重点，同时也要考虑学生的学科知识掌握程度。

评价方式可以多样化，包括口头表达、书面作业、小组展示等。

评价不仅是对学生研究成果的检验，也是对教学设计的反馈和改进。

教师应该根据评价结果，及时调整教学策略，使学生在单元研究中不断提高。

单元教学设计的核心在于情境、问题和活动的有机结合。

教师应该创设真实的情境，将学科知识融入其中，让学生在情境中感知和理解学科知识。

同时，教师还要提出核心问题，呈现系统化的研究材料，设计有层次的子问题，引导学生进行主动研究活动。

评价应该与教学目标相一致，以学生对问题情境和核心问题的理解和解决能力为重点。

教师应该根据评价结果及时调整教学策略，使学生在单元研究中不断提高。

教学活动的设计和选择应该以预期的研究结果为目标。

教学评价是单元教学设计的灵魂，是教师了解教学过程、调控教和学的行为、提高教学质量的重要手段。

单元教学评价应该指向学科素养的达成，特别是要深入研究课标中的学业要求、学业质量水平的不同等级及要求。

教学评价要以学生发展为本，以生物学课程内容、学业质量标准为依据，聚焦学科核心素养，促进教师的教和学生的学。

教学评价要多元化，不仅要注重学生的结果性评价，更要注重学生研究的形成性评价。

形成性评价的目的是了解学生在研究过程中的状况，以提高持续的反馈信息用于帮助教师提高自己的教学，对于学生来说是要促进学生的研究，便于学生看到自己的长处和弱点，以及需要更加努力的部分。

教学评价要具体、明确，有检测性；教学评价目标与研究目标之间要具有高度的相关性，以体现“教－学－评”一致。

教学评价是教学过程中各个主体发现问题、解决问题最终使教学活动朝着预期方向发展的重要方式与手段，评价的核心理念或价值观应该是促进学生的研究与发展，并以此反思教师自身的教学及其专业发展。

通过及时的反馈来调动学生研究的主动性和积极性，并能有效地反转过程以促进和完善教师的教。

在浙江省2018年高中生物教学评比活动中，以重要概念“细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程”为主题的单元教学设计评比得到了开展。

本案例是在XXXXXX老师等获奖选手的案例基础上修改而成。

在确定单元研究目标之前，需要分析单元研究内容。

细胞在代谢的基础上，完成增殖、分化、衰老、凋亡等生命过程，进而实现个体的生长、发育和繁殖。

重要概念a是由“细胞通过分裂增殖”、“细胞通过分化产生不同类型的细胞”、“细胞凋亡是编程性死亡”等多个次位概念的基础上形成的。

重要概念a是“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”这一大概念的重要支撑。

重要概念a还是研究“减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞”、“遗传信息控制生物性状”等概念的基础。

这些概念之间的关系如图3所示：本单元研究目标包括以下四个方面：①通过“模拟有丝分裂过程中染色体行为”活动，研究模型与建模的研究方法，并能够运用结构与功能观来解释有丝分裂过程中遗传信息在亲、子代细胞间的一致性；②通过“制作和观察根尖细胞有丝分裂简易装片”活动，学会正确使用实验器材，如实记录实验结果，并依据实验结果构建染色体、染色单体、核DNA数量变化的数学模型；尝试分析影响实验结果的原因；③通过对细胞分裂、分化、衰老、凋亡相互关系的分析和讨论，能够运用稳态与平衡观、局部与整体观，解释癌症等疾病的发生原因，深入探讨并提出治疗癌症的设想，认同健康文明的生活方式；④通过搜集有关细胞研究和应用方面的信息并进行交流，学会运用生物学原理解释人口老龄化、癌症、干细胞研究等社会议题，加深对科学、技术、社会相互关系的认识。

在情境、任务与活动方面，首先播放视频，让学生了解人的一生从受精卵到老年的发育和变化过程，并引导学生从细胞水平来认识细胞的分裂、分化、衰老、凋亡等生命进程。

为了探究细胞通过分裂增殖的过程，我们设计了三个活动。

第一个活动是尝试构建细胞分裂各时期染色体行为的模型，让学生观察不同生物的染色体组成图，分析不同生物染色体的数目和形态不同，然后通过毛根建构一个细胞中含有2对染色体的模型，建构分裂一次后子细胞中的染色体组成模型，建构在细胞分裂过程中可能会出现的3个染色体行为变化最具特点的静态模型。

然后让学生观看细胞进行有丝分裂的真实视频，并对自己建构的模型进行对照，修正模型。

第二个活动是制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片，让小组合作完成实验，并引导学生对实验结果进行分析，帮助学生更深刻地理解有丝分裂各时期特点，并尝试对影响实验结果的因素进行分析、提出改进。

第三个活动是构建细胞有丝分裂过程中染色体、染色单体、核DNA数量变化的数学模型。

通过小组合作，依据实验结果，利用表格法整理有丝分裂各时期相关数量变化，并用坐标曲线来表示数量变化过程。

引导学生比较物理模型和数学模型的不同点，感悟数学建模的研究方法。

任务2：讨论细胞分化的概念和异常情况的成因、预防和治疗。

提出自己的健康生活方式。

在视频和图片的基础上，小组合作讨论细胞分化和分裂的相关问题，明确细胞分化与个体发育的关系。

同时，讨论细胞分化异常（如细胞癌变）的成因、预防和治疗等相关问题，并提出自己的健康生活方式。

活动2：探讨影响细胞全能性的因素和利用细胞全能性寻求人类移植器官来源的可能途径。

阅读相关资料，包括美国科学家XXX的胡萝卜组培实验、蝌蚪肠细胞核移植实验和培育“多莉”羊等，总结影响细胞全能性的表达的可能因素。

小组合作提出利用细胞全能性寻求人类移植器官来源的可能途径。

活动3：交流人类利用骨髓移植、干细胞技术等治疗白血病的资料。

课后查阅相关资料，了解人类利用骨髓移植、干细胞技术等治疗白血病的情况，并在课堂上进行交流。

任务3：认同细胞衰老和凋亡是自然的生理过程。

观察老年人的体貌特征，提出问题并进行分析，探讨细胞衰老和凋亡的特征。

展示老年人的图片，观察老年人的体貌特征，例如皱纹和老年斑等。

提出问题：老年人有哪些生理变化？人体为什么会衰老？小组合作从细胞的成分、结构、功能等对细胞衰老的特征进行分析，归纳出衰老细胞的特征。

活动2：比较细胞凋亡和细胞坏死的区别，理解细胞凋亡的意义。

阅读细胞凋亡研究科学史相关资料，分析人体如何清除衰老细胞，理解细胞凋亡的意义，比较细胞凋亡与细胞坏死的区别。

活动3：讨论人口老龄化带来的问题以及应对策略。

播放XXX的关爱老年痴呆症的一则公益广告，展示我国老龄化人口的数据。

通过角色扮演（如市长；老年人、成年人、青少年；父母、子女等），讨论人口老龄化带来的问题以及我们的应对策略。

本单元的评价目标包括四个方面。

首先，在“制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片”活动中，学生需要熟练掌握显微镜操作和临时装片制作等实验步骤，并能准确记录和分析实验结果，同时能够自主设计实验改进方案，达到科学探究的四级水平。

其次，在研究“细胞的生命进程”时，学生需要运用模型和概念图解释生命进程中发生的规律性变化，并能够应用所学知识解决现实生活问题，达到科学思维的四级水平。

第三，在学完“细胞的生命进程”后，学生需要初步掌握结构与功能观和物质与能量观，能够解释有关生命现象的特征和差异，达到生命观念的四级水平。

最后，在学完“细胞的生命进程”后，学生需要通过文献调查和访谈等方法，针对本地的社会热点问题进行讨论，提出自己的见解并加以评论，辨别伪科学，制定并践行健康生活计划，达到社会责任的四级水平。