基于问题分解、任务驱动的单元教学设计

汪苏南

摘要： 单元整体教学与新课标提倡的大概念在内涵上是一致的。大概念下设具体概念，前者对应本单元要解决的核心问题，后者对应具体问题，每个具体的问题需要学生在完成特定任务的过程中解决。以“核心问题→具体问题→任务驱动”为“细胞的生命历程”单元的教学设计思路符合学生的认知过程，体现了单元知识的逻辑體系。事实上，在教学过程中学生是通过解决一个个小问题，形成一个个具体的概念后，逐渐形成对生命历程的全貌认知。所以针对每个任务，以“生物学事实→具体概念→核心素养”模式设计教学活动，可以驱动学生对知识的理解和应用，培养学生的学科核心素养，同时还可以评估教学目标是否达成。

关键词：单元教学  问题分解  任务驱动  核心素养

一、单元教学设计思路

从细胞和个体发育的角度引导学生认识细胞的生命历程及其与个体生命状态的关系（图1）。基于本单元知识点的内在逻辑关系，对单元教学任务进行分解（如图2）。

二、单元教学过程

（一）细胞的增殖

生物学事实：（1）自然界中体型差距悬殊的个体，构成这些个体的单个细胞体积有限，且功能相似的细胞体积差异不大。但也有一些“异常”细胞，如卵细胞体积大、坐骨神经纤长、骨骼肌细胞存在多核。（2）培养的洋葱不定根很长，用显微镜观察发现，特定区域由很多形状大小相似的细胞构成。（3）根尖分生区细胞每次分裂会获得两个性质相同的细胞;细胞的性质主要受位于染色体上的遗传物质DNA 控制 。

学生活动：（1）结合已有知识分析细胞生长受限制的原因，利用模型对“细胞大小影响物质运输效率”作出科学探究。学生结合所得结论，利用反向思维推论所列的“异类”细胞存在的合理性。（2）培养洋葱不定根，完成洋葱根尖分生区细胞有丝分裂临时装片的制作。经过仔细观察、辨别后，在视野中找到具有不同染色体特征的典型细胞，区分分裂间期和分裂期。（3）借助自制的染色体模型，找到在保证亲子代细胞染色体数目恒定不变的同时，如何保证染色体上遗传物质相同的机制。构建细胞周期中染色体和DNA数量变化的数学模型，归纳提炼有丝分裂的实质。（4）讨论除了根的生长，还有哪些生命活动与细胞增殖有关。

核心素养培养目标：（1）通过模型分析和归纳法等科学方法，学生从对细胞不能无限长大的浅层认知发展到深度认同，引导学生辩证看待生物界的“特例”，认同细胞是基本的生命体系。（2）通过培养洋葱不定根和制作临时装片培养学生动手能力和观察力，学生用显微镜观察到真实的细胞分裂图像，为理解细胞各时期的变化特点建立感性认识的基础。（3）借助物理模型的建构将抽象的有丝分裂过程变成直观的演绎，让学生明确有丝分裂的概念，再用形成的概念去判断解释真实的细胞分裂图像，锻炼科学思维。（4）通过对生命现象的观察和总结，体会细胞分裂的意义，领悟生命的精准有序。

（二）细胞分化

生物学事实：（1）同一动（植）物个体存在形态结构和功能各不相同的细胞，但在胚胎发育早期，各个细胞彼此相似;来自同一个体的细胞，具有相同的遗传信息，但这些细胞中处于关闭和活动中的基因各不相同。（2）胡萝卜组织培养;非洲爪蟾核移植实验、克隆羊、克隆猴;动物和人体内的各种干细胞。

学生活动：（1）讨论人类的受精卵形成复杂的个体和植物的胚胎发育成完整植株过程中出现不同细胞、组织的原因;结合相关资料分析归纳细胞分化的实质。（2）小组分工合作，提前搜集有关植物组织培养，克隆羊多莉，克隆猴，干细胞培育等有关资讯和论文，小组派代表展示和说明该技术的核心步骤图解和成功的关键因素。学生讨论、辨析和阐述这些技术的异同点，归纳动植物细胞全能性的内涵，探讨这些技术可以有哪些更广阔的应用前景。

核心素养培养目标：（1）通过观察、类比和归纳等科学思维，学生先在宏观上建构细胞分化的概念。再基于问题串层层递进地推动学生从宏观到微观，从现象到本质的探寻，从而认识细胞分化的现象和本质，并从细胞层面上初步建立生物进化的基本理念。（2）通过活动让学生了解细胞的全能性，参与到生物科学技术应用于人类生活的过程中，培养和提升学生的社会责任意识。

（三）细胞的衰老

生物学事实：（1）细胞衰老后会表现出各项特征;端粒学说和自由基学说。（2）单细胞生物个体生命活动和细胞衰老、死亡等生命活动一致;多细胞生物体细胞的生命历程与个体生命活动不完全一致，但有紧密联系。

学生活动：（1）学生课后查询有关细胞衰老机制的学说和最新研究发现，出一期有关细胞衰老，关爱老年人的黑板报。（2）学生探讨和分析教材中人体内某些特定细胞的寿命和分裂能力的关系图表和年龄因素与细胞衰老关系的实验资料，概述细胞衰老的特征;分组列举个体衰老的具体表征，尝试从细胞衰老的特征去解释原因，构建细胞衰老与个体衰老的关系模型。

基于问题分解、任务驱动的单元教学设计

核心素养培养目标：基于生物学事实和常见的生物学现象，学生能辩证地看待细胞生命历程和个体生命历程之间的必然性和复杂性关系，形成正确的生命观。在活动中关注到老年人生理机能退化的必然性，理解并关心老年群体。

（四）细胞的死亡

生物学事实：表皮细胞自然脱落后的死亡和烫伤后的死亡，二者的死亡诱因及对个体的影响是不同的。

学生活动：学生从个体角度描述这两种细胞死亡对个体的影响，并结合生活经验补充列举有哪些细胞的死亡和表皮细胞脱落后的死亡对个体的影响相似，哪些细胞的死亡和烫伤后的死亡对个体的影响相似。学生在类比分析中逐渐清晰细胞死亡的两种类型，但对诸如“被病原体感染的细胞的清除”仍难以判断是哪种死亡类型，持不同观念的学生在教材中找到支持自己观点的论据展开辩论，最后由教师公布答案并引到学生对细胞的两种死亡本质进行理解和判断。

核心素养培养目标：用事例引发探讨，学生在辩证中明晰细胞凋亡和坏死的区别，认同细胞凋亡对个体生命活动的意义，理性看待细胞和个体的衰老、死亡。

三、单元教学评价

通过本单元的教学，学生基于对细胞的生命历程的学习体会生命系统的结构与功能相适应，认识到细胞生命的历程是一种规律性发展，认同生命过程是有序而精妙的。在对细胞生命历程与个体生命关联的探寻中，学生同时关注到人类健康和老龄化等社会问题，树立正确的生命观和社会责任意识。

参考文献：

[1]人民教育出版社，课程教材研究所，生物课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书生物必修一分子与细胞[M].北京：人民教育出版社，2019.

[2]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）[M].北京：人民教育出版社，2020.

责任编辑：黄大灿

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