指向深度学习的高中生物学单元教学设计思路研究

李琬君 王琦 胡选萍 顾东升

摘   要：深度学习和单元教学是满足高中生物学教育改革和教学实践，培养和落实学生核心素养的重要途径。因此在高中生物学教学中，应注重单元教学与深度学习的双向融合，通过教材课标双挖掘，规划确立单元主题；内容学情双统筹，制定素养导向单元目标；贴近学生现实生活，创设真实教学情境；利用多重教学资源，设计多元化单元活动；完善科学单元评价，关注深度学习成效的单元教学设计思路，推动生物高效化深度学习。

关键词：高中生物学；单元教学；深度学习；学科核心素养

为适应新时代教育领域的新发展、新问题、新情境，近年来我国教育课程改革明确提出教育要以立德树人为根本任务并不断发展素质教育，通过培养学生核心素养和引导学生深度学习来应对时代和现代化社会持续发展的要求，而深度学习则是培养学生核心素养的重要途径。同时《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》 也指出：“课程的设计和实施追求‘少而精的原则，内容聚焦大概念，精简容量、突出重点、切合年龄特点、明确学习要求，确保学生有相对充裕的时间主动学习，让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学学科核心素养”[ 1 ]。然而从实际情况来看，传统的高中生物课堂教学在高考和升学压力下仍然存在重课时轻单元、重传授轻思考、重成绩轻发展等问题与局限。在此背景下，指向深度学习的单元教学不失为一条行之有效教学之路。因此，进行指向深度学习的高中生物学单元教学设计研究显得十分重要。

1  深度学习与单元教学概述及相互关系

1.1  深度学习的概述及其价值

钟启泉教授[ 2 ]提出，“深度学习”是指学习者能动地参与教学的总称。指一种基于理解的学习，注重学生对知识整体理解和迁移应用[ 3 ]。即学生在教师创设真实有效的问题情境引领下，从已有知识经验出发围绕着某一学习主题或概念进行进行积极且持续性探究、主动将新知与旧知融合构建知识体系，并在此过程中发展和提高高级思维和问题解决能力的学习过程。其特征包括联想与结构、活动与体验、本质与变式、迁移与应用、价值与评价[ 4 ]。

通过深度学习，不仅可以使学生树立全身心投入的学习态度，增强对生物学科知识的探究和挖掘，正确引导学生成为生物课堂的学习主体。还可以强化学生对知识内在联系的构建，加深新旧知识的联结、迁移和在新情境的应用，通过理解、整合、构建、进阶从而进一步将知识内化于心，外化于行，以此发展生物核心素养并有效提高生物教学效率。因此，深度学习是培养学生核心素养的必然之路。

1.2  单元教学的概述及其价值

单元教学是以知识的模块为探究对象的教学方法[ 5 ]。通常以单元主题与问题活动为线索，以真实情境为索引背景，让学生借助各种探究活动和主题相关资料来促使其认知发生迁移，进而形成一个相对稳定有序完整的“知识结构”系统的教学方式。

单元教学强调教师教学的单元性、主题性、情境性，教学内容的系统性、结构性、层次性以及学生学习的主体性、能动性和发展性。而生物学科由于其特有的生命性、实践性和应用性等学科特点，在实际教学中适合开展单元教学。借助单元教学可以帮助学生构建结构化的科学知识体系，通过提供主题明确的情境背景和问题活动，有效促进学生进行自主探究，发展深度学习。

1.3  深度学习与单元教学的关系

单元教学为载体可促进生物学深度学习，深度学习可基于生物学单元教学进阶和发展，两者都是实现生物学科育人目标的重要途径，彼此相辅相成具有一致性。

首先，深度学习注重知识整体系统理解与构建，强调新旧知识的内在联系。单元教学最显著的特征之一就是内容的整体与系统化，强调核心知识概念间的逻辑结构，使学生更易整体把握学习内容。其次，深度学习要求知识的迁移应用，能举一反三，将所学内容套用于新情境、解决真问题，单元教学则以主题化的情境问题与活动为线索引导学生进行学习，在层层深入的问题回答和活动探究中将所学知识灵活运用。最后，深度学习注重持续性评价，不止专注于知识，也强调学生情感体验，能力掌握，责任与价值观等层面的综合评价，这和单元教学的评价要求高度相符。

由此可见，无论是单元教学还是深度学习，二者的出发点和落脚点最终都指向生物学科核心素养的培养和落实，因此，可借助单元教学为载体推动生物知识高效化深度学习，实现生物学科育人价值。

2  指向深度学习的高中生物学单元教学设计思路

指向深度学习的高中生物学单元教学需要以单元教学与深度学习的双向融合为主旨，将深度学习路径以暗线的形式内化，转化为外显的单元教学流程，以双线并行的方式进行整体教学设计。

2.1  教材课标双挖掘，规划确立单元主题

学科课程实施的单元教学，通常以主题为中心，而主题既是深度学习与核心素养的重要载体，也是实现学习目标以及创造有效学习的关键，所以单元主题是指向深度学习的单元教学路径设计的起点环节。生物单元学习主题主要围绕核心素养、课程标准的内容主題、真实情境下的主题活动以及学科专项能力来确立，需要教师树立单元视野，深入研读教材知识框架、概念体系以及课标的内容主题，分析学科内容与生物核心素养之间的关联，形成以学科为核心、促进学生持续学习的单元学习主题。

单元学习主题主要回答“学生学什么”，其确立方式主要有以下四种思路：（1）是按“所用教材原始章节来组织”，选取与教材编写的单元或章节相符合的单元学习题目[ 6 ]。（2）是按“是按学科核心素养来组织”[ 7 ]，结合新课程标准要求，可跨教材跨学段重组教学内容。如，在“科学思维”这一核心素养中，包括归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判思维等，以“模型和建模”为主题，对必修一、二基础知识进行梳理，构建“细胞结构、遗传信息、有丝和减数分裂”三大板块内容进行教学，以此提升模型与建模的科学思维素养。（3）是按“学科专项能力组织”[ 8 ]，既结合生物学科独有的学科特点，又兼顾学生特点和教学实际情况，例如在高三复习阶段，可打破教材内容限制，融合高中教材中探究及验证性实验，以“生物实验设计能力”为主题进行专项复习教学，提升“实验方案设计”的生物专项能力。（4），以“真实情境下的学习任务来组织”，将生物内容与学生现实生活相连接，例如以“新冠肺炎”为主题，结合病毒、传染病预防和免疫、进化等核心内容跨教材进行教学。

2.2  内容学情双统筹，制定素养导向单元目标

单元学习目标主要回答“学生达到什么结果”，是一切单元教学任务和活动的起始和归宿，是深入学习的灵魂导向。素养导向的单元目标并不是仅通过课标分析得出的表象性知识习得要求，而是核心概念，思维观念，价值责任的综合整合目标。明确主题之后，首先应借助课标中内容要求与学业要求、对单元所对应的概念进行解构，创建内容结构框架并挖掘知识概念中承载的核心素养，以便确立素养提升和概念理解双落实的目标。其次应认真分析学生的学习需求，包括但不限于知识储备、认知规律、生活经验以及能力水平，可借助测验、访谈和课堂观察等手段进行深入了解，进而结合课标对教材教学核心内容进行单元学习目标制定。从促进深度学习和完善单元教学两方面系统整体地制定素养导向的单元目标，最终落实到核心素养的培养上，使目标的设立既有育人价值又指向深度学习。

以“基因突变和其他变异”单元为例，本章主要由“基因突变和重组、染色体变异和人类遗传病”三大板块共同支撑“遗传信息控制生物性状”的大概念的建构。结合概念图的绘制方式，围绕变异的整体概念，从不可遗传变异，可遗传变异的类型、意义和应用，人类遗传病类型、检测与预防等向外扩充研究生物的变异，符合学生认知。在此之前，学生已经掌握了DNA结构、基因表达过程、基因在亲子代间的遗传规律等知识基础，对基因和性状之间的关系有了基本的认识。但对遗传过程中存在的变异现象，理解较为表面甚至存在一定的迷思概念，例如基因突变一定有害，性状改变就是基因突变等。所以，如何借助实例引导学生将减数分裂和基因表达过程联系起来，体会可遗传变异对生物形状的影响显得尤为重要。结合上述分析，制定指向生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个维度的单元目标：

（1）通过探索可遗传变异来源，以及分析变异的意义，阐明遗传与变异的物质与结构基础，举例说出常见基础遗传学技术，并解释可遗传变异对生物进化的重要作用。

（2）基于真实案例，通过归纳概括、类比推理、模型建构等科学思维方法，阐明基因突变、重组、染色体变异的本质内涵，讨论说出常见可遗传变异实例。

（3）通过收集整理相关资料、制作构建DNA、染色体模型、调查人群中的遗传病、讨论交流信息结果等科学探究活动，积极开展小组合作学习，精确阐明可遗传变异现象，举例说出变异对人类生产生活的影响。

（4）在认识和了解人类遗传病的检测与预防的基础上，养成健康文明的生活方式，树立关爱遗传病与癌症患者的责任意识。值得注意的是，无论哪一单元目标都应遵循一致性和可操作性原则，以此引导学生展开系统的深度学习。

2.3  贴近学生现实生活，创设真实教学情境

真实的教学情境是深度学习启动的“诱发器”，是单元教学得以开展的背景索引，可以抓住学生共鸣点，唤醒学生的学习意愿，引导学生主动探索，在新旧知识之间架起一座桥梁。单纯的生物知识是零散抽象的，但当知识、任务、活动重新融入或还原到真实情境中去时，学生才更易在调动思维、探索活动解决问题时达到素养导向下的各级教学目标。

情境既可以作为一种教学工具，将所学知识具体化，易于理解吸收，也可以为实际的教学评价任务提供环境或背景，便于实现学以致用或检测学科核心素养[ 9 ]。因此，可以将情境进行分类化处理，结合不同主题和目标创设不同情境，具体设计思路如下：（1）真实生活情境，当所学知识与学生现实生活、社会相联系，吸引学生注意，主动将新知纳入已有的概念结构中去。例如，在“体液调节”这一单元中，可利用土耳其大地震作为单元主情境，以被困受灾群众和各方搜救人员的身体状况和所处环境为子情境，联系真实情境开展教学。（2）学科特征情境，生物学科具有极强的实验性，合理选择和利用生物实验故事、生物科学史素材等作为单元情境，能提高学生对于生物学的认同感和對生命科学探索的求知欲。如在“细胞多种结构共同进行各项生命活动”单元中，以生物学家对于人造细胞研究的过程及其成就创设情境，探索细胞结构。（3）实践情境，落实“做中学，学中做”的理念，教师创设一个可操作的实践环境，让学生亲身体验，真正提升综合应用能力。例如，在选择性必修三中，以“传统发酵食品制作体验”为实践情境，使学生在实践劳动中掌握新知并外化于行，在迁移应用中实现深度学习。

2.4  利用多重教学资源，设计多元化单元活动体验

教学活动是深度学习开展的核心，也是单元教学培养学生主动探究、落实素养目标的重点环节，回答了“学生是怎样参与学习”。单元活动设计需紧扣单元主题和整体情境特点，依据单元目标和学生需求开展一系列有针对性、有挑战性的学习活动，促进学生习得科学方法，形成科学思想。学习活动类型众多，结合生物学科特性大致可分为：实验、制作、讨论、参观考察等活动，但都需遵循整体性，导向性和体验性原则[ 9 ]。进行单元活动整体设计时，首先应依据单元教学目标确立单元活动，不同活动采取不同形式和评价手段，发挥导向激励作用。其次，应统筹安排单元整体活动，单元内各活动间须有内在联系，以有效达到单元活动目标。还应利用校内外多种教学资源如标本、模型仪器、学生作品、自然资源等，创设条件，丰富实践过程。

例如，在必修一“ATP和酶-细胞化学反应的钥匙”单元中，教师可以设计“探析蛙腓肠肌实验结果”“收集讨论ATP药品说明书总结其元素组成”“制作ATP合成与水解模型”“设计影响过氧化氢酶活性实验过程、撰写实验报告”等一系列任务，解决“ATP如何为生命活动提供能量”“影响酶催化作用的因素有哪些”的问题。学生需要经历资料查阅、模型制作、实验方案设计与结果讨论、作品展示等典型的生物实践活动。这样的任务设计重视学生主观能动性，在亲身体验中形成知识并加以利用，实现深度学习目标。

2.5  完善科学单元评价，关注深度学习成效

科学的单元评价是检测学生是否达到深度学习，获得素养发展的必要教学环节之一。“教学过程中始终伴随着积极的评价才是最有效的教学”[ 8 ]，因此科学单元评价根据已设定的单元教学目标，贯穿于整个单元学习的始终，不仅仅关注学生学习后阶段性学习成绩如何，更需重视学生思维方式、学习态度等指向核心素养行为表现的微观变化，并对存在的问题进行反思和改进，最终指向深度学习内化。科学单元评价，其主体、内容、标准、方式都应是多样的，可根据不同单元教学目标和内容，选择课堂行为观察、模型作品展示、实验方案分析、学科活动实践等方式收集信息，通过生生互评、自评以及教师评价相结合的方式进行多元持续性评价。

以必修一“细胞的基本结构”单元的评价片段为例，以班级为单位展开针对利用废旧物品制作真核细胞三维结构模型和生物膜模型的作品展评活动，由学生和教师按照定量指标共同评选。评价指标可从：模型的科学性、材料的环保性、结构的完整性、成品的美观性、造型的创新性等五个维度展开，关注学生在细胞的结构与功能的知识应用、环保理念、动手能力、合作交流、创新思维、学习态度等多个维度上素养发展的深度。通过评价主体、内容、标准、形式的多元化，增进师生、生生间的沟通交流，关注学生深度学习的成效。

3  小结

单元教学是实现生物学深度学习的一种有效教学策略，其需要教师转变传统教学思想，关注学生学习的整合与联系、迁移与应用、主动与实践。以深度学习的视角对单元教学进行设计，从单元教学主题入手，创设真实学科情境，开展多元教学活动，通过科学综合的评价关注深度学习成效，最终落实基于核心素养的生物学学科育人目标。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

［2］ 钟启泉.深度学习：课堂转型的标识[J].全球教育展望，2021，50（1）：14-33.

［3］ 何玲，黎加厚.促进学生深度学习[J].现代教学，2005（5）：29-30.

［4］ 刘月霞，郭华.深度学习：走向核心素养[M].北京：教育科学出版社，2018：45-61.

［5］ 黄丽娜. 基于深度学习的高中生物学大单元主题教学实践分析[J]. 教学管理与教育研究，2021，6（24）：99-101.

［6］ 潘新民，张燕.课堂情境中学生深度学习：基本特性与实现路径[J].教育理论与实践，2021，41（19）：60-64.

［7］ 上海市教育委员会教学研究室.中学生命科学单元教学设计指南[M].北京：人民教育出版社，2018：7.

［8］ 崔允漷.新课标新高考如何建构“新教学”[N].中国教育报，2019-8-29.

［9］ 张治勇，李勇庆.学习性评价：深度学习的有效路[J].现代远距离教育，2013（1）31-37.