单元整体视角下的生物课时教学

程国胜

摘要：单元整体视角下的生物课时教学强调整合性与有序化，落实“目标—教学—评价”的一致性和连贯性，是培养学生生物学学科核心素养的重要教学样态。以《主动运输与胞吞、胞吐》为例，从明晰单元概念层级、分解单元教学目标、解构单元学习任务、开展课时学习活动、落实课时学习评价等方面，具体探讨单元整体视角下的生物课时教学。

关键词：单元整体教学;课时教学;核心素养;高中生物;《主动运输与胞吞、胞吐》

核心素养作为当前课程与教学领域的研究热点，其研究疆域已由宏观的顶层理论设计转入中观的学科核心素养体系构建和微观的课程实施与评价。素养导向下的教学不仅要与已有的教学体系相结合，更需要对已有的课程进行重组。这就要求教师提升教学设计的站位，从知识为本的传统教学转变为素养导向的单元整体教学，从而突破“只见树木、不见森林”的碎片化课时思维障碍。单元整体教学注重系统观和整合性，有利于教师整合时间资源，使有限的课时教学产生乘法效益;同时也有利于学生消除惰性知识，自主构建知识体系，促进知识的深刻理解、长久保持和有效提取。那么，单元整体视角下如何体现课时教学的特殊地位？课时教学又如何体现单元整体引领作用？本文以人教版高中生物学必修1第4章《细胞的物质输入和输出》第2节《主动运输与胞吞、胞吐》为例，具体探讨单元整体视角下的生物课时教学。

一、明晰单元概念层级

单元整体教学强调知识意义的构建过程，整合关联知识、形成良好的内容结构是单元整体教学的前提。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课标”）以发展学生生物学学科核心素养为目标建构了课程内容，并提出了“大概念→重要概念→次位概念”的三级内容体系。因此，高中生物教师应在研读课标的基础上，厘清课时教学内容在单元概念体系中的地位和作用，明晰单元概念层级，并结合教材及学习资源，整合结构化学习内容。

本课时内容对应重要概念“2.1物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”。细胞是生物体生命活动的基本单位，时刻都在进行着复杂的代谢活动。而这些代谢活动高效有序地进行，不仅依赖于细胞严谨的结构基础，同时也需要细胞不断地与周围环境进行多种方式的物质交换。本课时内容指向次位概念“2.1.2有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量;有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白”③和“2.1.3大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞”④，同时体现次位概念“2.1.1质膜具有选择透过性”⑤。本课时要引导学生在归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等的基础上，构建重要概念2.1，并为大概念“2细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”⑥的构建提供重要支撑，进而发展结构与功能观、物质与能量观等生命观念。

二、分解单元教学目标

单元教学目标是单元整体教学的逻辑起点、实践基础和价值归宿。在单元整体设计中，单元教学目标的制订是核心。教师应深度解读课标，基于“学业质量”“学业要求”和“内容要求”，以素养发展为导向提炼表现性要求，并以此制订科学可行的单元教学目标。在此基础上，立足学生的素养水平、认知规律和思维进阶路径，结合次位概念分析教学内容，将单元教学目标分解、对接到课时教学目标，确保教学朝向最终目标稳步前进。值得注意的是，课时教学目标的制订应蕴含学生从现有水平到应然水平的进阶过程，且明确、具体，具有可检测性，避免使用“培养”“提升”等难以检测的行为动词。

通过本单元序列课时的学习，学生能理解生物膜具有选择透过性的生命属性，并基于系统的视角从微观层面上理解细胞结构与功能的相适应，以及物质与能量的相统一，从而在构建学科概念体系的基础上，发展生命观念和科学思维能力。因此，以结构与功能观、物质与能量观为导向，在统筹单元目标和本课时教学内容的基础上，制订课时教学目标。

《细胞的物质输入和输出》单元教学目标如下：

1.通过过程探究、资料分析等活动，能运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法，基于实证构建“质膜具有选择透过性”“被动运输”“主动运输”“胞吞与胞吐”等生物学概念，并能尝试运用结构与功能观解释生命现象。

2.通过对具体实例的分析讨论，能运用归纳与概括、模型与建模等科学思维方法，构建“被动运输”和“主动运输”的物理模型，并能比较两者的异同点，阐释主动运输的生命属性及其对细胞生命活动的重要意义。

3.通过科学设计实验方案，能探究植物细胞的失水与吸水的条件，说明水分子进出植物细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系;同时能基于渗透作用的原理，解释食品腌制、植物“烧苗”等生活现象。

4.通过对物质进出细胞的具体实例的讨论，能分析细胞膜的成分及结构与物质跨膜运输功能之间的关系，并能尝试运用相关知识解决生活实际问题。

《主动运输与胞吞、胞吐》课时教学目标如下：

1.通过科研论文和图示分析，能从物质与能量观的视角阐释主动运输的条件和特点，并基于實证构建“主动运输”概念。

2.能构建“主动运输”的物理模型，列表比较被动运输和主动运输的异同点，并阐释主动运输的生命属性及其对细胞生命活动的重要意义。

3.能从结构与功能相适应的视角解释囊性纤维化疾病的发病原因，并设计治疗方案。

4.能结合胰岛素的合成及分泌过程、LDL进入细胞的视频，分析胞吞、胞吐的特点，并应用到社会实践：阐释“阿米巴痢疾病”的原因、传播途径以及预防措施。

三、解构单元学习任务

指向核心素养的单元整体教学倡导大情境引领下的任务驱动，学生在真实情境中通过解决学习任务习得学科知识，并内化为解决问题的能力，从而实现知识向素养的转化与提升。而在课时教学设计中，教师应根据学生的素养水平和认知规律，对单元情境任务进行解构、衍生，形成关联性高、进阶性强的子任务群，并引导学生在课时学习中解决子任务，从而达成教学目标。

本单元设计中，教师以来源于生活实际的“糖尿病的症状及治疗”创设单元大情境，并遵循学生的认知规律、依托次位概念序列，设计关联递进的课时学习任务（如图1）。这既体现了单元情境对课时学习任务的统领作用，又明确了课时学习任务在发展学生科学思维能力、提升学生科学探究技能方面的特殊地位。

四、开展课时学习活动

生物学概念的构建必须基于证据和论证。基于此，课时教学中，教师需帮助学生实现从事实的表达阐释到概念的理解运用，进而指向观念的系统提炼。课时教学中，基于教学内容，以学生为中心，设计探究活动，引导学生感知、形成、应用概念。

（一）探究离子进出细胞的方式——构建“主动运输”概念

1.感知概念

承接单元情境，教师提问：肠道中葡萄糖、K+、NO-3等浓度远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但细胞仍能吸收，这些物质为什么能逆浓度梯度运输？需要什么条件？

教师引导学生运用“小车下坡和上坡”类比推理，作出假设——该种运输不同于被动运输，需要能量和载体蛋白，帮助学生初步感知“主动运输”概念。

2.形成概念

教师提供资料：（1）洋葱鳞片叶外表皮细胞中含有大量花青素，可作为天然酸碱指示剂。钼酸钠属于弱酸强碱盐，在一定条件下进入洋葱鳞片叶表皮细胞能够改变液泡的pH，使液泡由紫色变为蓝色再变为绿色。（2）线粒体可进行呼吸作用，产生ATP来为生命活动提供能量。

教师引导学生设计实验：探究钼酸钠跨膜进入细胞是否需要能量。

在学生实验得出相关结论的基础上，教师提供资料：钼缺乏的现象在多种农作物中都会发生，尤其在酸性土壤中更加严重;植物生长在缺钼的土壤中容易出现叶片失绿、叶卷曲等症状;植物可通过专一性转运蛋白和共转运蛋白吸收钼酸钠并转移分配。

学生基于资料分析得出：钼酸钠的跨膜运输还需要能量。

教师引导学生总结实验结论和资料分析，概括事实证据：钼酸钠的跨膜运输需要转运蛋白的协助，同时还需要能量。同时，引导学生进行模型构建，进而形成概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量——该方式称为主动运输。

3.应用概念

教师引导学生对课时任务“人体小肠上皮细胞是如何吸收葡萄糖的？”作出科学解释，同时应用概念解释囊性纤维化疾病的发病原因，并设计治疗方案，以检测学生对概念的掌握程度，引导学生关注人体健康，知晓科研于健康生活的意义，渗透社会责任素养的培养。

（二）探究大分子物质进出细胞的方式——构建“胞吞、胞吐”概念

1.感知概念

承接单元情境，教师提问：人体胰岛B细胞是如何分泌胰岛素的？

学生回顾 “分泌蛋白的合成及运输过程”，观看变形虫摄食、LDL进入细胞的视频，描述这些现象的共同点，初步感知“胞吞、胞吐”概念。

2.形成概念

教师引导学生在分析现象的基础上，结合教材中阿米巴痢疾发病的原因、传播途径及预防措施，交流：细胞根据生命活动的需要，可以依靠膜的流动性完成大分子的进出，同时该过程还需要蛋白质的参与以及细胞提供能量。

学生综合事实证据，归纳、概括胞吞、胞吐的特点。

3.应用概念

教师引导学生概述胰岛素的分泌过程，并提出科学预防糖尿病的具体措施（即胞吞、胞吐概念的应用），提醒大家注意个人饮食卫生、加强公共卫生建设，提升社会责任意识和担当能力。

整个课时教学中，以探究活动为依托，以概念的感知、形成、应用为明线，以发展核心素养的“事实→概念→观念”路径为暗线，有利于学生从整体上把握学科知识和思想方法。在此基础上，教师还可引导学生列表比较被动运输和主动运输的异同，同时以思维导图或概念图的形式构建单元概念体系。

五、落实课时学习评价

学习评价是落实“教—学—评”一致性、促进课时目标达成的关键环节。科学的学习评价有助于教师及时了解学习目标的达成情况、调控学习过程、指导教学改进，同时也有助于学生紧扣学习目标、自主监控目标是否達成、主动反思学习进程。值得注意的是，学习评价应体现课程标准中“学业质量”的水平层次和“学业要求”，尽量实施多元评价，同时可以嵌入教学活动中，实现即时评价。

本课时教学过程中，在学生得出概念以后，教师引导学生应用概念，检测概念掌握程度，即学习评价即时落地。课时评价标准如表1所示。

综上，我们可以从明晰单元概念层级、分解单元教学目标、解构单元学习任务、开展课时学习活动、落实课时学习评价等方面，推进单元整体视角下的生物课时教学。这样，教师能从全局的视角进行单个课时的教学实践，从而更加有效地落实单元教学目标，使整个教学过程更具整合性、更加结构化。当然，以上仅是笔者基于教学实践的些许心得，也期待更多的教育工作者加入到单元整体教学的研究中来。