基于高中生物学科核心素养的大单元教学设计探讨
摘?要：近年来，随着中国高中生物课程改革的创新和深化，新兴教学理念生物学科核心素养教育越来越受到重视。基于生物学科核心素养的大单元教学以其先进的教学设计和生动的教学方式在高中生物课程的改革和提升中颇见成效。文章将大单元教学的特点与生物课程具体案例结合分析，阐述了大单元教学设计在生物学科核心素养教育中的重要应用，呈现了高中生物课程实现先进性、创新性和高效性的新思路。
关键词：生物学科核心素养;教学设计;大单元教学
一、 引言
随着中国高中生物课程的不断发展，授课内容和授课方式不断更新和完善，生物学科核心素养教育作为一种新型的教学策略越来越受到重视，是新课标的重要内容和任务之一。大单元教学设计基于生物课程的生动性、实用性和自洽性，在生物学科核心素养教育中发挥优势，是生物课程在培养学生核心素养教育方面的特征体现。
二、 生物学科核心素养教育的重要意义
（一）生物学科的特点
生物学科相较于其他学科具有生动性、实用性和自洽性等特点，生物学科的内容丰富多样，不仅涵盖了对生命体特征形成和演变的微观探究，还应用到人们日常生理、病理的作用机制中。无论是从微观到宏观的生物课程学习中，都体现出严格的逻辑自洽和辩证思维，结合生物学科应用性强、表现形式较为直观、呈现内容与生命体特征和人们的日常生活息息相关等特点，生物课程设计易于激发学生的学习兴趣、对生命体问题的探究思考以及形成独立思考、分析解决问题等综合能力。
（二）生物学科核心素养的教育理念
生物学科核心素养教育是学生在分析真实的生物科学案例中所培养的科学素养和价值观念，主要包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面。生物学科核心素养的内涵在传统教育重视知识、理论学习，严格考核方式的基础上，强调了培养学生善于发现问题、独立思考问题、分析解决问题以及归纳总结、探索知识的本质和应用价值的能力。通过生物学科核心素养的培养，学生强化的优秀素质和思维能力不仅可以应用到各学科文化知识的学习中，对科学研究的创新探索和科学工程的实践应用以及形成正确的价值观都提供了坚实有力的基础保证。
（三）大单元教学设计
新的教学任务要求生物学科注重培养学生的综合能力、关键素质和价值观念等生物核心素养。这要求生物学科课程设计要从一个知识点或课时转变为设计一个大单元，是对教师教学能力的考验，同时也是教学目标的升级。大单元教学设计要求对教学内容进行深入分析，对知识体系进行整合分化，设计环节与策略优化教学形式、提升教学效果、认知学生基础、提升学生能力。
三、 大单元教学设计在生物学科核心素养教育中的应用探析
（一）自媒体技术应用于大单元教学设计探讨
在学习人类的演化课程中，可以通过影像技术来直观呈现人类由原生动物到棘皮动物、原索动物、鱼类、两栖类、爬行类、兽类、灵长目、猿类进化为人类的过程，引发学生对人类演化过程的思考，激发学生的问题意识。人类是通过何种方式逐步演化的，提出人类演化的原因和变化过程以及是否受历史环境因素的影响等问题。通过影像技术的灵活应用呈现本节课程的主要学习目标，调动了学生的学习兴趣和参与积极性，并引发学生提出与主题相关的形成原因和变化过程等问题，有助于后续人类的演化与自然环境的关系、脑的形成与发展、DNA复制与生物进化和遗传的关系等问题的顺利展开。
在DNA复制的学习过程中，教师可以通过动画模拟技术替代单一理论讲解进行讲授。DNA如何在引物酶的作用下引发，DNA链的半保留复制机制，DNA复制何时终止，DNA解旋酶、引物酶、连接酶、聚合酶在DNA复制过程中的作用等情境均可通过动画设计简单精准的呈现。DNA复制看似是一个简单的问题，而其实际教学中涉及的专业术语非常庞大、过程描述也异常复杂。若只通过文字、图片讲述，可能需要大量的精力和时间才能讲清楚，而通过动画设计，将复杂的知识体系集成于动画设计的各个节点，以精准高效的呈现方式替代繁杂的阐述，不仅提高了课堂的生动性，还大大地提高了教师的讲授效率，加强了学生对科学问题的精准掌握与深刻记忆，在回顾知识点的同时也可以锻炼学生的立体思维和空间想象力，是传统教学与大单元教学设计的有机统一，应用于高中生物核心素养培养中锻炼了学生的优化意识、求实心态、精准理念与几何思维。
（二）生物实验课程中的大单元教学设计探讨
生物实验课程是生物学科演练具体案例和操练真实情境的重要表现形式，在生物实践课程中，引入大单元教学设计培养学生的独立思考能力和以问题为导向解决科学问题的实践能力。在实际操练之前预留时间，引导学生对实验主题和操练原件之间的关系探讨，在正式课程开始之前预留学生独立思考时间，这个时间对于初期的思维锻炼阶段是漫长和不连续的，但只要通过经常性的引导和训练，思维模式中无效的空白节长将逐渐被有效的逻辑辩证替代，思考模式便会逐步趋于专注与高效。通过大单元教学的独立思考预设设计，相对于开篇即压入式的知识灌输，在实践课程进入正题之前便极大地提高了学生的学习兴趣，充分的准备工作对于后续学习内容的吸纳起到事半功倍的效果，甚至有些同学在准备思考阶段，已经找到了实践主题与操练原件之间的部分关系，并在大脑中预演实践课程的结合形式，提出关键性的问题并找出解决方案。
例如，在进行实验课程：观察DNA和RNA在细胞中的分布，DNA为绿色，RNA为红色。若直接进行观察实验则直接观测到结论，DNA主要分布在细胞核中，细胞核呈绿色，RNA主要分布在细胞质中，细胞质呈红色。若抛出主题之后预设时间引发学生的独立思考：DNA和RNA在细胞中的分布，则会有不同的教学效果。DNA和RNA是细胞中的两种核酸，是细胞中遗传信息的载体，DNA作为遗传物质控制着蛋白质的合成和生物的性状，RNA有三种mRNA、tRNA和rRNA，mRNA作为DNA和蛋白质的信使，起到转录DNA和将遗传信息传递到核糖体来控制蛋白质合成的作用，tRNA起到运输氨基酸到核糖体的作用，rRNA又叫核糖体RNA，rRNA与多种蛋白质结合成核糖体，核糖体是蛋白质合成的“装置台”。由课堂所学DNA和RNA的定义和作用可知，DNA控制着蛋白质的合成和生物的遗传，RNA作为一种媒介或信使，转录DNA并将DNA的遗传信息传递给核糖体决定蛋白质上正确的氨基酸序列，在這个过程中DNA分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中传输是结合物质特点和辩证逻辑而得出的理论结论，与实验结论一致。在实验前期引入思考预设实验的实现过程与得出理论结论，不仅是优化学生思维模式的有效方法，更是指导实验科学研究的重要环节。以理论结论指导并验证实际结论，促进了对科学实验的深刻认知，更通过二者的相互验证提出分析实验结果的重要理论依据，并为实验方案的进一步优化与筛选，为探索科学实验最优解提供牢固的基础根基。将此环节加入高中学科的大单元的教学设计中有助于锻炼高中生的全局意识、科学规划、思辨能力等实验科学核心素养。
另一方面，在实验课程进入正题之后，教师的讲授过程中，也应通过问题地不断抛出和时间空格训练引发学生的思考和动手解决问题的能力，相对于一气呵成的演练、讲解与模仿的授课模式，通过设计学生独立思考与动手环节，更能训练学生的综合能力并加深学生对科学内涵的认知。動手实验是一个不断试错与优化的过程，若学生在动手之前就预先知道实验答案，就失去了动手过程中培养学生的整合规划、强化记忆、多维推演、实践优化等综合能力的机会。除此之外，在实验课程后期安排，教师可设计分组讨论的环节，以小组讨论形式对实验课程进行剖析和总结。
（三）错题归纳作为大单元教学设计的重要环节
课后作业是对课堂教学和实验教学学习成果的检验方式。错题归纳是对学生构建知识体系查漏补缺的重要依据。错题归纳环节不是单纯地要求对错题机械式的整合和复练，更要求学生对错误原因进行分析和总结，是题目或选项的错看或理解错误、是知识点的概念不清、是思维逻辑的漏洞还是完全不清楚的解题思路。通过引导学生对查找错误原因的重视，训练学生仔细审题的能力，不断地补齐拓宽学生的知识体系，加强思维模式缜密训练与强化记忆力以及培养学生探索并发现题干与问题之间关系并不断累积正推、反推等解题思路的能力。
（四）教师反馈与学生自评
大单元教学设计由教师完成并实施，不同的教师教学风格和水平各不相同，一名教师的教学设计是否科学合理，不仅影响到学生的学习效果和体验，还可能与核心素养的培养背道而驰。因此，应设立科学合规考核评价机制对教师设计单元教学进行测评，以保障其合理的运用。同时，学生对教师的反馈也可以为教师调整教学方式和单元设计提供有力参考。学生的自评环节是学生阶段性自我评价的有效措施，自评环节中学生引入阶段性的成果归纳与知识梳理，并提出自身问题和解决方案，是学生自省和不断进步的催化剂。
四、 总结
随着中国高中生物课程的不断发展，生物学科核心素养教育是新课标的重要内容。生物学科核心素养教育强调了培养学生的科学素养和价值观念。这要求生物学科课程设计要从一个知识点或课时转变为设计一个大单元。自媒体技术应用于大单元教学设计，调动了学生的学习兴趣和参与积极性，加强了学生对科学问题的精准掌握与深刻记忆，应用于高中生物核心素养培养中锻炼了学生的优化意识、求实心态、精准理念与几何思维。
参考文献：
[1]梁理.探讨基于高中生物学科核心素养的教学设计[J].教学与研究，2019（11）.
[2]肖安庆，吴志强，张大海.基于核心素养的高中生物教学探讨[J].中学生物学，2018（4）.
[3]崔允漷.学科核心素养呼唤大单元教学设计[J].上海教育科研，2019（4）.
作者简介：姜盼，甘肃省金昌市，甘肃金昌金川高级中学。
