大情境统领下的“种群及其动态”单元整体教学设计

摘要：大情境即贯穿、统领某个单元概念的真实情境。在“种群及其动态”单元教学中笔者以“巢湖禁渔十年”为大情境，以“巢湖为什么要禁渔十年、禁渔后巢湖银鱼的数量将如何变化、影响巢湖银鱼数量变化的因素有哪些”为子情境，设置三个重要单元学习任务，以情境任务为整个单元的主线，利用该情境线统领本单元教学活动，引导学生构建系统化的概念体系，提升学生的科学思维和科学探究能力，着重训练学生解决实际问题的能力，发展学生学科核心素养。

关键词：大情境" 种群" 单元教学设计

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中提出：“生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观、必备品格与关键能力。”“大情境”即贯穿、统领某个单元概念的真实情境，其贯穿、统领作用在于围绕大情境线有计划、有目的地创设子问题情境，将单元学习任务分解，引导学生在解决一个个实际问题的过程中分析、探究、体验、感悟，从而构建概念、发展能力、提升素养。相较于普通的情境教学课堂，“大情境”教学的课堂一气呵成，知识的连贯性更强，围绕同一主题不断深化，能更好地发展生物学学科核心素养。

本文以“种群及其动态”单元为例，立足课标、关注学情、深挖教材、结合本地资源精心设计符合学生认知发展规律的真实情境，构建大情境统领下的单元教学设计，其内容如下。

一、教材分析、学情分析和单元课程标准分析

“种群及其动态”单元是人教版选择性必修模块2“生物与环境”第1单元的内容，研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律，包括三个层层递进的问题：某种群的个体数量状况如何？其数量将会怎样变化？影响其数量变化的因素有哪些？本单元通过这三个问题间的内在逻辑贯穿单元教学内容，提升学生学科素养。本单元在高中生物学的学习中有承前启后的作用，必修2“遗传与进化”中关于种群的内容可以作为学习本单元内容的基础，而了解种群的特征和数量变化是学习群落的结构和演替的基础，本单元与人口有关内容又可以为学习第4单元“人与环境”中人口增长与生态足迹的内容做铺垫。

本单元的授课对象是高二年级学生，其中涉及的种群概念，学生已经在必修2接触过，学生已经能够说出种群的概念并认同进化的基本单位是种群。但学生还不能从生态学角度准确理解种群的数量特征、变化趋势以及相关生产应用。高二学生已经具备一定的实验探究能力和模型构建能力，但还需要加强数学与生物学的相互渗透，在物理模型建构的基础上拓展数学模型的构建与应用，尝试用数据来分析具体的生物学问题。学生在高一通过一年的生物学学习已经逐步形成一定的结构与功能观、进化与适应观、物质与能量观，对于系统观和稳态平衡观的理解较为薄弱，生物学实验设计能力、科学探究能力和科学思维能力有待提高。

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》将选择性必修模块2的要求设置为1个大概念、4个重要概念，本单元属于大概念下的第一个重要概念，包括3个次位概念。单元课程标准层次见图1，三个次位概念支撑起一个重要概念，进而进阶形成大概念——概念2。通过本单元的学习，期望引导学生认同不同种群的生物在长期适应环境和彼此互相适应的过程中形成动态的生物群落，并与生态系统中其他成分相互影响。

二、单元学习目标

基于本单元课程标准的内容要求、学业要求和学业质量标准，以发展学生核心素养为宗旨，制订了如下的单元学习目标，见表1。

三、单元情境设计思路

巢湖银鱼曾经是巢湖地区非常重要的经济鱼类之一，但由于巢湖近些年水体富营养化和双线绦虫寄生导致其数量出现了一定程度的锐减。为了保护巢湖生态平衡，长江“十年禁渔”政策应运而生。同时笔者查阅了相关资料，发现了滨湖湿地森林公园林下植物多样性在近年来的变化情况，了解到了加拿大一枝黄花的入侵是该地区生物多样性下降的重要原因之一。加拿大一枝黄花在合肥滨湖湿地公园林下植物的相对密度在50%以上，该植物具有繁殖能力强、传播能力强、生长周期长的竞争优势。笔者以巢湖银鱼为主线贯穿整个单元设计，以加拿大一枝黄花为辅线，选择学生熟悉的巢湖及其周边湿地作为单元主题情境，贴近本校学生生活实际，从动物和植物两个方面引导学生分析影响种群数量变化的因素，关注家乡生态问题，提升社会责任感。

基于问题驱动策略和聚焦大概念教学，笔者以“巢湖禁渔十年”为单元大情境，设置了三个具体情境问题分别对应本单元三小节内容：①巢湖为什么要禁渔十年？如何估算某种鱼（如银鱼）的数量多少？②禁渔后巢湖银鱼的数量将如何变化？如何合理捕捞实现可持续发展？③影响巢湖银鱼数量变化的因素有哪些？通过层层深入的情境问题贯穿本单元三节的教学内容，以逻辑严密的情境线引领整章教学，注重学生核心素养的培养。通过主题情境线分解章节任务，设置合理的学习活动，引导建构完整的概念体系，并将所学知识应用到实际生活中，认同巢湖禁渔的生态学意义，引导学生认识到保护环境从我做起的重要性。主题单元设计情境问题线见图2。

四、单元整体设计流程

笔者在研究课程标准相关内容的基础上，结合本校学生学情，紧扣单元大情境“巢湖禁渔十年”，依据情境问题线设置了6个单元学习任务：任务1～任务6（即任务1列举种群的数量特征、任务2调查草地中某种双子叶植物的种群密度、任务3尝试建立数学模型解释种群的数量变动、任务4探究培养液中酵母菌种群数量的变化、任务5分析影响种群数量变化的生物因素和非生物因素、任务6结合当地实例分析种群研究的应用），包括11个单元学习活动：活动1.1～活动6.1（即1.1观看巢湖禁渔视频讨论禁渔原因、1.2探讨种群密度及其调查方法、1.3列举分析种群的其他数量特征、2.1制订调查种群密度的计划并实地调查分析结果、3.1体验建构种群增长模型的方法、3.2小组讨论J形增长和S形增长曲线、3.3尝试解释种群的数量变动、4.1分组实验探讨酵母菌的计数、5.1结合实例分析影响种群数量变化的非生物因素、5.2结合实例分析影响种群数量变化的生物因素、6.1结合当地实例分析种群研究的意义）。在全面分析课程标准中关于学业质量标准水平的要求的基础上，制订了11个对应学习活动的评价指标，包括课堂表现、讨论反馈、实验报告等过程性评价以及章节总结性评价。评价形式多元化，注重过程性评价，关注学生的动手能力、科学素养及创新意识。例如，本单元中设置的两个任务：调查草地中某种双子叶植物的种群密度和探究培养液中酵母菌种群数量的变化，在评价时关注学生的实验和实践能力表现、小组讨论积极性，以及实验报告的科学性和创新性，注重学生科学探究和科学思维素养的评价。依据以上情境问题、任务设置、活动安排、评价指标及最终期望学生达到的素养水平，笔者制订了大情境任务下的单元导航图（图3）。

五、单元课时设计简述

笔者在确定单元大情境主题后，围绕单元学习任务，立足教材章节教学目标，展开分课时教学设计。课时设计紧扣单元情境，呼应单元任务，合理设置符合学生学情的子任务，并以相应的学生活动驱动子任务的达成，最终实现学生生物学学科素养的提升。笔者现将分课时教学设计做简要阐述。

“第1节 种群的数量特征”的教学设计流程见图4。本节以“长江禁渔十年”的视频导入，教师提出巢湖为什么要禁渔以及如何估算某种鱼的数量，利用家乡生态政策激发学生学习热情，活跃课堂气氛，引导学生关注本土生态问题。本节分为两个任务（任务1列举种群的数量特征、任务2调查草地中某双子叶植物的种群密度），任务1通过细化成5个子任务（任务1.1.1～任务1.5.1）来引导学生建构生物学概念，并以6个学生活动（活动1.1.1～活动1.5.1）的形式逐步展开课堂教学。任务2通过学生课前分组、制订调查方案、实地调查、完成调查报告、讨论交流等环节来提升学生实验探究的能力和团队合作能力。

“第2节 种群的数量变化”的教学设计流程见图5。本节围绕巢湖禁渔后银鱼的数量将如何变化以及如何合理捕捞实现可持续发展的情境主题，设计了6个子任务（子任务3.1～3.6）来达成任务3，结合教材素材（细菌种群数量增长问题），引导学生尝试构建数学模型解释某种群数量的变化，讨论数学模型在生产实践中的应用，认同构建数学模型的生态学意义。任务4通过学生实验探究酵母菌种群数量的变化进一步切身体会数学模型构建过程，并通过分组讨论交流成果提升科学探究和科学思维素养水平。

“第3节 影响种群数量变化的因素”的教学设计流程见图6。本节围绕影响巢湖银鱼种群数量变化因素的情境主题，结合合肥滨湖湿地公园加拿大一枝黄花的种群相对密度统计数据，引导学生完成2个任务即4个子任务（任务5.1～6.2），从动物和植物两个角度来分析影响种群数量变化的因素，正确分析循环因果关系，提升科学思维能力。学生在学完本节后能够自主构建影响种群数量变化的生物因素和非生物因素概念图，关注家乡的生态问题，提升社会责任感，树立生态观、系统观和可持续发展观。

六、单元教学设计反思

本单元以“巢湖禁渔”为大情境，通过层层深入的情境问题贯穿本单元三节的教学内容。选取学生身边耳熟能详的“巢湖禁渔”作为真实情境，以巢湖主要经济鱼类之一的银鱼为例，用逻辑严密的情境线引领整章教学，注重学生核心素养的培养。有效避免单元中各课时情境的割裂与切换造成学生的思路不畅、思维不深，提升单元教学的整体性、结构性。合理递进的单元学习任务的设置，引导学生逐步自主构建单元次位概念，支撑本单元的重要概念“不同种群的生物在长期适应环境的过程中形成动态的生物群落”，进而进阶模块大概念“生态系统中各成分相互影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态”。教师依据多元评价体系，对学生的学习活动完成情况进行全面、及时的评价，确保问题—任务—评价—概念生成各环节紧密相连，水到渠成。本单元教学设计从情境中来最终到情境中去，激发学生学习热情，共同关注家乡环境问题，紧抓课程标准，构建概念体系，深化社会责任意识，提升学生科学思维和科学探究能力，发展学生学科核心素养。

参考文献：

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责任编辑：唐丹丹