◎ 平 原

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《2020修訂版課標》）建議關注生物學學科核心素養(yǎng)的達成，通過大概念學習，幫助學生形成生命觀念，在設計和組織單元教學活動時，應該圍繞大概念展開。［1］生物學大概念是對學生學習具有引領作用的生物學知識，是生物學核心素養(yǎng)在學科內(nèi)的錨點，實質(zhì)是通過對大量相互關聯(lián)的次位概念和科學事實的抽象和概括而形成的生物學基本觀念，有利于生物學知識、思想、技能的遷移應用。

為落實以大概念為中心的學習要求，需要精心選擇生物學大概念或重要概念作為單元教學主題，幫助學生發(fā)現(xiàn)知識間的聯(lián)系，從而逐步建構大概念，實現(xiàn)知識的結構化。因此，如何基于教育學理論，從學科大概念的視角，提高單元教學設計的有效性，成為一線教學中亟須解決的問題。

一、整體主義理論的內(nèi)涵

整體原理認為，任何系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)只有相互聯(lián)系，形成整體結構，才能發(fā)揮整體的功能。依據(jù)整體原理，通過知識在單元內(nèi)部、學科內(nèi)部以及跨學科間的整合，注重知識間的相互聯(lián)系以形成學科整體結構，可以促成學生整體認知結構的獲得。［2］在此過程中，學生可以通過在各種知識與現(xiàn)象之間建立連接關系，將新知識整合到原有認知結構中。由此可見，整體主義理論與以大概念為中心的單元教學在目標上有較高的一致性，可以作為單元教學的有效工具。

依托整體主義教學理論開展的單元教學，在以大概念或重要概念作為知識內(nèi)在聯(lián)系依據(jù)的基礎上，遵循“整體—部分—整體”的基本模式［3］。以大概念或重要概念為單元教學主題，前一個整體是指先通過適當?shù)慕虒W策略，使學生從整體上對單元的知識體系形成模糊了解；部分是指依托情境教學主線，衍生出的各個次位概念的學習；后一個整體是指幫助學生構建聯(lián)系緊密的知識體系（見圖1）。

二、整體主義理論在單元教學中的實踐

大概念較為抽象，覆蓋的下位概念數(shù)量較多，難以在一個學習單元中落實?？梢試@一個大概念，依據(jù)課程標準，將大概念分解為數(shù)個重要概念，以一個重要概念為中心構建單元，再通過數(shù)個單元共同建構大概念。下文以重要概念“細胞各部分既分工又合作，共同執(zhí)行細胞的各項生命活動”為單元教學主題，介紹依托整體主義理論開展單元教學的實踐策略。

（一）研讀課程標準，梳理知識聯(lián)系

依據(jù)《2020修訂版課標》，重要概念1.2“細胞各部分既分工又合作，共同執(zhí)行細胞的各項生命活動”是大概念1“細胞是生物體結構與生命活動單位”下的3個重要概念之一，它包括4個次位概念，每個次位概念又包括若干個科學事實（知識點）。分析教材發(fā)現(xiàn)，該重要概念及其下屬的次位概念均指向滬科版高中《生物學》必修1“分子與細胞”第3章“細胞的結構”。

整體主義理論強調(diào)知識間的聯(lián)系，所以梳理單元內(nèi)知識點之間的聯(lián)系是搭建單元教學框架的前提（見圖2）。

（二）分析學生情況，制定學習目標

知識是在學生已有知識的基礎上建構的。因此，前概念和最近發(fā)展區(qū)是制定單元學習目標的出發(fā)點。通過初中生物學的學習，學生已經(jīng)建立了“細胞是生物體的基本結構和功能單位”的基本認識，并對細胞的基本結構有了一定了解；通過高中生物學的學習，學生經(jīng)歷了利用高倍鏡觀察細胞的過程，學習了構成細胞的生物大分子的結構和功能，初步建立了生命的物質(zhì)性的觀念，為進一步學習真核細胞各部分的結構，理解結構與功能觀提供了可能。

基于課程標準、知識梳理和學情分析，制定本單元學習目標如下。

（1）通過分析質(zhì)膜結構的發(fā)現(xiàn)史，經(jīng)歷演繹推理、模型搭建等過程，學習質(zhì)膜的流動鑲嵌模型，理解質(zhì)膜結構與功能的關系，感悟科學家追求真理的科學精神，形成結構與功能觀。（生命觀念、科學思維、社會責任）

（2）基于“變形蟲切合和核移植”實驗，經(jīng)歷實驗結果討論過程，闡明細胞核的結構和功能，認同細胞核是儲存遺傳信息的場所。（科學思維、科學探究）

（3）基于“膠原蛋白的合成和運輸”活動，開展小組合作學習，闡明細胞質(zhì)內(nèi)的亞顯微結構的功能，構建蛋白質(zhì)合成與分泌概念模型，理解細胞的功能需要各部分分工合作完成。（生命觀念、科學思維）

（4）閱讀“膠原蛋白與皮膚衰老”資料，進行反思性寫作，基于“觀察線粒體和細胞質(zhì)流動實驗”等實驗，感悟細胞的整體性，培養(yǎng)科學態(tài)度和科學精神。（生命觀念、科學探究、社會責任）

（三）設置情境主線，擬定評價任務

單純的知識積累并不一定帶來素養(yǎng)的形成，需要在單元中引入評價任務。核心素養(yǎng)是內(nèi)在的心理特征，難以直接被觀察到。可通過將知識與真實情境相關聯(lián)，將核心素養(yǎng)轉化為可觀察的外顯行為等方式來評價學生核心素養(yǎng)的狀態(tài)。評價應基于單元教學主題，以單元學習目標為評價目標?；谀嫦蚪虒W設計理論，在設計學習任務之前，先擬定表現(xiàn)性評價任務，最后再將評價任務嵌入單元規(guī)劃的適宜位置。這樣的評價既是評價，也是學習，將評價融入課堂問題解決過程中，使評價貫穿單元學習始終，符合“教—學—評”一致的理念。

單元情境教學主線可以來源于科研文獻、科學史、社會熱點、生活經(jīng)驗等。本單元從科研文獻中提取閱讀材料作為教學主線［4］，再從教學主線衍生出評價任務（見表1），其中單元前的評價任務用于探查學生前概念和最近發(fā)展區(qū)，單元中的表現(xiàn)性評價用于評價現(xiàn)階段學生核心素養(yǎng)的狀態(tài)，單元后的評價用于評估單元學習目標的達成程度。

其中情境教學主線設置為“膠原蛋白與皮膚衰老”：膠原蛋白是哺乳動物體內(nèi)含量最多的蛋白質(zhì)。膠原蛋白在皮膚成纖維細胞內(nèi)合成后，被運輸?shù)郊毎砻婊蚍置诘郊毎?，具有連接表皮細胞和支撐皮膚結構的功能。隨著年齡的增長，成纖維細胞的合成能力下降，使皮膚膠原蛋白流失和空間結構改變，導致皮膚彈性下降和皺紋產(chǎn)生。

（四）確定關鍵問題，設計學習任務

在單元教學主題的指導下設計關鍵問題，作為學生課時學習的中心，驅動單元學習的進程和方向，確保學生能通過學習任務逐步發(fā)現(xiàn)大概念。通過單元知識體系分析，本單元包括質(zhì)膜、細胞質(zhì)和細胞核的結構和功能以及細胞各部分的分工合作，所以確定本單元的關鍵問題：①成纖維細胞質(zhì)膜的亞顯微結構是怎么樣的？與它的功能有什么聯(lián)系？②成纖維細胞的細胞核具有什么功能？③成纖維細胞內(nèi)的細胞器有什么功能？哪些參與了膠原蛋白的合成？④成纖維細胞內(nèi)如何合作完成膠原蛋白的合成、加工和運輸？

基于關鍵問題和情境教學主線衍生學習任務（見表2），建構4個次位概念。整合學習目標、評價任務、關鍵問題和學習任務，獲得單元導航圖（見圖3），形成單元主體部分結構。

圖3 “細胞的結構”單元導航圖

表2 “細胞的結構”單元學習任務

（五）應用教學模式，形成學習規(guī)劃

將“整體—部分—整體”的教學模式應用到單元教學中，構建單元學習規(guī)劃。前一個“整體”通過對主線情境材料進行反思性寫作，幫助學生獲得對單元的初步認識；“部分”是課堂教學的主體部分，通過基于情境教學主線衍生的，有核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求的學習和評價任務建構各個次位概念；后一個“整體”通過開放性的“真問題”引發(fā)科學思維，發(fā)現(xiàn)知識之間的聯(lián)系。最后根據(jù)任務時長制訂課時計劃，整合成可執(zhí)行的單元學習規(guī)劃（見表3）。

表3 “細胞的結構”單元學習規(guī)劃

三、總結與反思

（一）反思性寫作是初步認識單元結構的有效策略

本單元中，引入反思性寫作作為了解學生前概念，幫助學生獲得對單元初步認識的教學策略。反思性寫作是在正式課堂教學之前通過設計寫作任務，引導學生閱讀材料，從生活經(jīng)驗出發(fā)進行思考，并書面呈現(xiàn)思維過程的教學工具，在中學科學教學中的作用已經(jīng)得到了研究的證實。［5］教師可以在單元教學前布置材料閱讀作業(yè)，學生閱讀后以第一人稱撰寫思考過程和內(nèi)容。反思性寫作對作品的字數(shù)、格式、文體、表達等均沒有限制，教師也無須評價理解是否正確，而是要求學生發(fā)現(xiàn)材料中的關鍵信息，寫出自己的理解與自身生活經(jīng)驗的聯(lián)系，并提出有價值的疑問。教師應避免學生將反思性寫作視為答題過程，以摘抄教材或網(wǎng)絡上的信息的方式回答問題。

如閱讀“膠原蛋白與皮膚衰老”主線后，學生從自己的生活經(jīng)驗出發(fā)，聯(lián)系科學概念“食物中的蛋白質(zhì)會被分解成氨基酸”，對前概念“吃豬肘補充膠原蛋白、膠原蛋白面膜”提出了疑惑，獲得對單元整體結構的模糊了解的同時，標記了單元中自己感興趣的知識“如何合成膠原蛋白”。教師通過閱讀學生作品，可以評價學生前概念情況，了解學生的疑惑，在教學中有針對性地設計教學策略。

（二）“真問題”可作為構建知識體系的有效載體

“真問題”不同于考試場域中常見的指向明確的設問，這類問題往往指向性不明確，含有豐富而又冗余的信息。學生需要經(jīng)歷綜合性的思維過程，遷移應用學科多個領域或跨學科知識才能解決“真問題”。

如本單元最后以討論“吃豬皮可以美容”是否有生物學依據(jù)作為總結。該問題可能在餐桌上、電視機前等生活場景中被提出，問題本身缺乏明確的思維指向性，包含多方面信息。學生需要在生活情境中遷移應用本單元內(nèi)質(zhì)膜的功能、蛋白質(zhì)的合成與分泌知識，并聯(lián)系已有的蛋白質(zhì)的結構與功能、食物的消化過程等多領域的知識才能回答，具有較高的核心素養(yǎng)要求。在解決問題的過程中，學生能發(fā)現(xiàn)新知識與原有知識體系的聯(lián)系，將新知識整合到原有認知結構中，逐步完成知識結構化。