大概念理念下的生物单元设计——以初中生物“环境中生物的统一性”单元为例

江苏省锡山高级中学实验学校 王静丽

单元设计有利于教师超越单一的课时思维，宏观把控课时与课时、课时与章节、章节与单元、单元与教材、教材与课标之间的内在联系，帮助教师对学科知识进行统筹规划。此外，从学生角度讲，单元设计有利于学生建立起结构化的学科知识，避免只是接受了一些零散的知识。只有具备了结构化的知识，学生才能将其迁移应用到复杂情境中解决问题。这正是当前各学科大力推行“单元设计”的原因。

本文以苏科版初中生物“环境中生物的统一性”单元为例，说明大概念理念下的单元目标制订、活动及评价设计。这里所指的“大概念”侧重于“概括性抽象性程度较高、能反映生物学科本质、对解决生物学相关问题具有广泛指导作用、对学生学习具有引领作用、集中承载重要的生命观念”等特征。

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020 年修订）》指出：“在教学中，教师围绕着生物学大概念来组织并开展教学活动，能有效地提高教学效益，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用，也有助于发展学生的生命观念。”

一、指向概念深入理解的单元目标设计

进行单元设计前，先整体梳理单元知识，然后厘清概念层级，确定大概念，最后制订指向概念深入理解的单元学习目标。

（一）单元概念层级分析

科学概念层级分析对课程设计、教学实践等方面都具有不可替代的指导意义，是围绕概念进行教学的前提，也有利于改进学习评价。依据概念本身抽象度和概念认知难易度，分析得出了“环境中生物的统一性”单元概念层级，如图所示。

分析单元概念层级，为单元目标制订与活动设计明确了方向。上图中，大概念“生物体具有一定的结构层次，能够完成各项生命活动”是历经“环境中生物的统一性”单元学习后所形成的生命观念。学科核心概念往往贯穿多个主题，是对多个重要概念整合概括的产物。生物学重要概念的抽象概括水平不及核心概念，但是为核心概念提供必要的支撑。基础概念是学生通过观察现象、概括事实所得出的基本概念，是构建科学概念的起点。概念层级分析具有阶段性，例如，对于“生物体结构和功能的基本单位是细胞”的认识，初中学段仅引导学生从个体水平和浅显的细胞水平进行理解，而高中学段则更深入，要求学生从构成物质的分子水平、构成细胞的显微、亚显微结构上理解这一概念。

（二）利用KUD 制订单元学习目标

传统的单元总体目标设计被知识和能力目标所框定，容易导致学生难以区分事实、观点，学习后很难系统地形成生物学概念。利用KUD 制订单元学习目标，围绕大概念剖析教材，能更清晰地区分知识和技能，引导教师深度思考单元设计，高效指引教学过程和课堂评价。下面以“环境中生物的统一性”单元学习目标为例。

学生将知道（Know）:

·动植物细胞的基本结构和区别。

·组织的形成是细胞分化的结果。

·器官、系统的概念。

·单细胞生物体的结构特点以及如何进行多项生命活动。

学生将理解（Understand）:

·生物体结构和功能的基本单位是细胞。

·细胞分裂、生长、分化与生物体生长的内在联系。

·植物体、人体的结构层次，以及生物体是一个统一的整体。

学生将能做（Do）:

·制作临时装片，并在显微镜下观察动植物细胞结构，绘制细胞的结构简图。

·制作叶的切片，并在显微镜下观察叶的横切面。

·观察酒酿和池塘水中的小生物，认识单细胞生物体的结构。

·探究草履虫对外界刺激作出的反应，明白单细胞生物体也可以进行消化、运动、对外界刺激作出反应等多项生命活动。

·能灵活应用学到的知识和技能，解释生活中生物学相关问题。

二、以提升概念层级为路径的单元活动设计

大概念的建立难以一气呵成，总要由小到大逐步推进。为避免基础概念的碎片化和相互割裂，应以大概念为核心，将相关知识内容编织成网络，使内容结构化。围绕关键问题和重要探究进行单元活动设计，以利于学生在一个个具体真实的学习活动中主动建构概念，逐步走向更高层次的概念。

（一）以关键问题引领概念的层级提升

问题，是课堂教学中重要的思维载体，学习过程就是不断提出问题、解决问题的过程，有了问题，学生才能明确学习的方向，才有解决问题的动力。对于学生而言，问题类似于“催化剂”，驱动他们生成强烈的探究知识、解决问题的欲望。解决问题后，学生可以获得成就感，从而更加激发他们的求知欲望。此外，以关键问题引领概念的层级提升，可以引导学生透过生物学现象，抽象出更高层次的概念。“环境中生物的统一性”单元关键问题设计如表1 所示。

表1 “环境中生物的统一性”单元关键问题设计

（二）以重要探究促进概念的主动建构

探究性学习是主动获取新知的重要途径，可以是实验探究、资料探究，也可以是调查探究等多种形式。探究是生物学科学习的资源载体，在形成概念中有着不可替代的作用，教师应以重要探究为平台，促进学生主动建构概念，学生在科学探究的过程中形成的概念，其认识是深刻的，而且可以从中学习和训练科学思维，为概念的应用打下基础。概念的主动建构，需要以充分和有代表性的事实为基础，而探究性学习正是为学生创造了此条件。“环境中生物的统一性”单元重要探究设计如表2 所示。

表2 “环境中生物的统一性”单元重要探究设计

通过单元探究群的设计，明确了学生的学习路径，引导学生通过多种形式的探究性学习，主动建构基础概念，然后在此基础上概括重要概念，提炼核心概念，自然而然地形成并认同大概念。虽然同一个概念下的探究设计不在同一课时甚至不在同一节内容，但是，单元探究群的设计可以使教师做到心中有数，始终围绕大概念组织教学内容和教学活动，将相关知识内容编制成网络，使内容结构化。

三、重视概念迁移应用的单元评价设计

学习评价能真实反映学生对知识的理解、内化、迁移和应用过程，真实反映学生核心素养的发展水平。要注意拓宽评价的形式，关注对学生核心素养发展的综合评价，既要重视对学生在学习过程中所表现出来的发现问题、提出问题、分析问题、实践操作和解决具体问题等能力的评价，又要关注学生参与课堂的主动性、对知识的理解程度以及思维活动的深入性等多维度的评价，关注学生在学习过程中态度、责任和价值观念的形成。

单元评价正是以大概念或学习主题为单位进行的评价。大概念理念重视学生的深度理解，教师要将单元内所涉及的核心概念、重要概念分解为单元评价要素，并制订评价标准和评价办法。另外，单元评价也应考虑本单元与课程整体的关系，明确本单元在课程中的地位和作用。

（一）设计具有开放性综合性的评价任务

设计具有开放性综合性的评价任务，能确实起到评价的诊断、激励和促进作用，促进学生全面发展。如何提高评价任务的质量？需要从以下标准入手：（1）本任务能否促进学生对知识的深入理解？（2）能否调动起学生参与教学的主动性？（3）能否帮助学生提高思维的层级性？（4）学生能否展现出本单元所需具备的重要技能？（5）本任务是否精准地指向教学目标。

评价任务示例1：你听说过干细胞吗？治疗白血病患者时，为什么可以用造血干细胞移植代替骨髓移植？请网上查阅资料，了解干细胞这一领域的研究进展。（创设现实问题情境，使学生切实感悟到概念在解释和解决现实问题中的具体价值）

评价任务示例2：大多数植物是多细胞个体，细胞是如何构成一个植物体的？请你用概念图清晰地表示出来。

学生作品示例：如图2 所示。

图2 植物体的组成（学生板书）

评价任务示例3：通过多种途径，如网上或图书馆查阅资料、实地调查、采访、咨询等，了解太湖里单细胞生物蓝细菌爆发的原因以及当前主要的治理措施。（引导学生关注单细胞生物与人类的关系，尤其是学生所居住家乡的相关现实问题。以此培养学生的科学态度、健康意识和社会责任意识，学会对自己和他人的健康负责，学会应用知识科学解决复杂的现实问题，是生物学课程育人价值的重要体现。）

（二）划分成就水平，描述预期表现

单元评价设计不仅包含任务设计，还应根据学生的实际学习过程，划分成就水平，描述各水平的预期表现。以“环境中生物的统一性”成就水平划分为例。

水平1：①能说出细胞的基本结构；②会描述细胞分裂、生长、分化中细胞发生的变化；③知道多细胞生物体的结构层次。水平2：①能理解细胞分裂、生长、分化与生物体生长的内在联系；②会独立制作叶的切片，并观察后说出组成叶片的组织类型。水平3：会分析并认同多细胞生物体依靠细胞、组织、器官（系统）之间的协调统一，完成生命活动。水平4：能综合运用事实、证据、单元大概念解释或解决现实生活中的问题。

根据以上成就水平划分，可以看出图2 示例中的学生大致处于水平3，掌握了植物体是由不同器官组成的，各器官又由不同组织构成，但学生是否达到更高水平，无法判断。

基于学科核心素养组织教学单元，进行单元教学的整体设计，是实现课堂教学改革的着力点。对知识单元而言，围绕大概念进行的单元设计是非常有效的方法。指向概念深入理解的单元目标设计是出发点，以提升概念层级为路径的单元活动设计是关键，重视概念迁移应用的单元评价设计是保障。