基于發(fā)展生物學核心素養(yǎng)的單元作業(yè)設(shè)計

劉清鋒

摘 要 單元作業(yè)設(shè)計是單元教學的延伸和單元評價的重要依據(jù)。以“基因的本質(zhì)”單元為例，依據(jù)課程標準、教材內(nèi)容和學情特點，圍繞核心素養(yǎng)，分析單元作業(yè)目標的制定，聚焦生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任，設(shè)計指向教學目標的單元作業(yè)內(nèi)容。通過對基于生物學核心素養(yǎng)的單元作業(yè)設(shè)計的探索，為教與學提供有效的評價反饋。

關(guān)鍵詞 高中生物 核心素養(yǎng) 單元作業(yè)設(shè)計 基因的本質(zhì)

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》明確提出，生物學要著眼于學生適應(yīng)未來社會發(fā)展和個人生活的需要，從生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等方面發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)。學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成不是一蹴而就的，需要師生經(jīng)歷長期有效的教與學才能實現(xiàn)。單元教學作為培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)并促進課堂教學轉(zhuǎn)型的有效模式，迅速引起廣大教師關(guān)注。其中，單元作業(yè)是實現(xiàn)單元教學目標的重要途徑，是課堂教學的延伸和單元評價的重要依據(jù)，有助于學生鞏固知識、提升技能、發(fā)展能力和養(yǎng)成素養(yǎng)，也有助于教師診斷、改進教學行為[1]。本文以“基因的本質(zhì)”單元為例，探索基于發(fā)展生物學核心素養(yǎng)的單元作業(yè)設(shè)計。

一、基于核心素養(yǎng)的單元作業(yè)目標

單元作業(yè)設(shè)計是單元教學的重要組成部分，設(shè)計過程起于具體化的單元教學目標，終于與目標相呼應(yīng)的單元作業(yè)內(nèi)容。它不僅要關(guān)注學生對知識點的掌握程度、在真實情景中應(yīng)用知識解決實際問題的能力，還要關(guān)注學生的創(chuàng)新精神、實踐能力、情感態(tài)度價值觀等方面的養(yǎng)成。因此，教師在制定單元作業(yè)目標時要圍繞單元主題所承載的核心素養(yǎng)展開，使設(shè)計的單元作業(yè)能夠凸顯學科核心素養(yǎng)要求的具體目標維度和內(nèi)容。筆者以“基因的本質(zhì)”單元作業(yè)的課時作業(yè)目標為例（見表1），通過分析單元教學目標、單元教學內(nèi)容和學情特點，在預(yù)設(shè)的課時教學目標基礎(chǔ)上進行單元作業(yè)目標的制定，從而保證課標要求、單元教學目標、單元作業(yè)目標的一致性。

結(jié)構(gòu) 5.說出DNA的元素組成、基本單位、連接方式、基本骨架、脫氧核苷酸鏈的方向性，比較不同DNA分子的熱穩(wěn)定性 水平一 6.說明DNA分子的結(jié)構(gòu)特點（穩(wěn)定性、多樣性、特異性）以及這些特點的具體體現(xiàn) 水平二 7.嘗試應(yīng)用DNA分子中堿基互補配對原則進行有關(guān)計算 水平二 8.通過建構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，理解DNA作為遺傳物質(zhì)所具有的特性，同時學會運用模型與建模解決生物學問題 水平三 9.通過對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程科學史的學習，認同交流合作、多學科交叉、科學技術(shù)在科學發(fā)展中的作用 水平一 DNA的復制 10.說出DNA復制的時間、場所、條件、結(jié)果、過程、特點、意義，以及DNA分子能夠精確復制的保證 水平一 11.分析證明DNA分子半保留復制方式的實驗，闡明運用假說演繹法進行科學探究的基本思路 水平三 水平三 基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 12.分析實例，歸納出基因的概念;說出遺傳效應(yīng)的含義 水平二 13.關(guān)注DNA指紋技術(shù)的應(yīng)用，認同科學技術(shù)在人類生活中的應(yīng)用價值 水平二

注：學科核心素養(yǎng)水平劃分來自《普通高中生物學課程標準（2017年版）》附錄1的說明。

二、指向目標的單元作業(yè)內(nèi)容

各項單元作業(yè)目標都應(yīng)有相應(yīng)的作業(yè)內(nèi)容來實現(xiàn)，以保證作業(yè)內(nèi)容與作業(yè)目標的一致性。單元作業(yè)的內(nèi)容、難度和總量除了符合課程標準和單元教學目標要求外，還要能與單元教學內(nèi)容相匹配，能符合學情特點，適應(yīng)每個學生的發(fā)展需求[2]?！盎虻谋举|(zhì)”單元作業(yè)按照課時內(nèi)容和課時作業(yè)目標分成5部分，依次為DNA是主要的遺傳物質(zhì)、DNA的結(jié)構(gòu)、DNA的復制、基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段和單元檢測。作業(yè)類型力求多樣化，包括預(yù)習自測、隨堂探討、達標檢測、開放型實踐作業(yè)。課前的預(yù)習自測作為檢測性評價，能評價學生的預(yù)習情況;課中的隨堂探討作為過程性評價，能評價學生課堂學習情況;課后的達標檢測作為檢測性評價，能評價教學目標的達成情況;課后的開放型實踐作業(yè)能作為表現(xiàn)性評價，評價學生綜合運用知識解決實際問題的能力。通過作業(yè)多樣化設(shè)計，可以滿足不同水平學生的需求。

（一）基于事實理解生物學概念，養(yǎng)成生命觀念

生命觀念是指對生命現(xiàn)象及其關(guān)系特性的抽象解釋。學生在基于大量事實的感性認識的基礎(chǔ)上，深入理解生物學概念，有助于形成生命觀念。因此，在設(shè)計單元作業(yè)時，教師可以遵循生物學事實—重要概念—核心概念—大概念—生命觀念的邏輯順序，這樣設(shè)計的作業(yè)有助于學生在完成單元作業(yè)的過程中逐步理解各概念間層層遞進的關(guān)系，建立相應(yīng)的生命觀念。筆者以“基因的本質(zhì)”單元為例構(gòu)建了具有上述邏輯順序的單元概念結(jié)構(gòu)，詳見表2。

（二）打造學習問題群，提升學生科學思維

問題是思維的載體。精心設(shè)計學習問題，可激發(fā)學生思維，提升科學思維能力。問題群是圍繞某個教學主題設(shè)置的一連串有主次關(guān)系且相互遞進的多個問題。以“基因的本質(zhì)”單元作業(yè)中“隨堂探討”欄目為例（具體的問題群設(shè)計詳見表3），筆者把每個課時作業(yè)都與課堂問題群相匹配，把問題群融入單元作業(yè)組，幫助學生在解決問題的過程中發(fā)展科學思維。

（三）基于科學史，提高科學探究能力

科學探究是生命科學的重要學科屬性，科學史中的經(jīng)典實驗蘊含著豐富的科學探究內(nèi)涵?！盎虻谋举|(zhì)”單元教學內(nèi)容由4部分組成，內(nèi)容基本按照科學史順序，講述人類如何一步步探索遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)，揭示DNA的結(jié)構(gòu)、復制方式，并最終揭示基因的本質(zhì)。其中，科學家們前赴后繼、合作研究，精心選擇實驗材料、巧妙設(shè)計實驗思路、科學選用實驗方法、驗證結(jié)論等，都是單元作業(yè)的好素材。本單元作業(yè)嘗試讓學生通過設(shè)計實驗方案和分析實驗結(jié)果來體驗科學探究歷程，訓練科學探究能力。如例題2主要考查學生利用單元學習中所學知識分析實驗結(jié)果的綜合能力，特別是科學實驗中對實驗結(jié)果的解釋與分析探究能力。

例題2 艾弗里等人通過實驗證實了在上述細菌轉(zhuǎn)化過程中，起轉(zhuǎn)化作用的是DNA。請利用DNA酶作試劑，選擇適當?shù)牟牧嫌镁?，設(shè)計實驗方案，驗證“促進R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的物質(zhì)是DNA”，并預(yù)期實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。

①設(shè)計實驗方案：

第一步：從S型細菌中提取DNA;

第二步：制備符合要求的培養(yǎng)基，將其均分為三份，標為A、B、C，分別作如表4的處理;

第三步：_____________________________;

第四步：將接種后的培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察菌落生長情況。

②預(yù)期實驗結(jié)果并得出結(jié)論：_______________。

（四）解決真實情境問題，滲透社會責任

新課程高度關(guān)注學生學習過程的主動實踐探究經(jīng)歷，強調(diào)學生能夠運用科學知識、觀點或方法，探討或解決現(xiàn)實生活中的問題?；凇盎虻谋举|(zhì)”單元相關(guān)主題的學習，學生應(yīng)關(guān)注基因的本質(zhì)、結(jié)構(gòu)、作用等生命科學研究前沿，了解科學技術(shù)在人類發(fā)展過程中的貢獻。為了達成這一目標，筆者做了例題3的設(shè)計，在單元主題作業(yè)的設(shè)計中，把與上述相關(guān)的基因本質(zhì)的主題情境貫穿其中。通過單元主題作業(yè)的開展，引導學生學以致用，密切關(guān)注當今社會的一些熱點問題，積極參與討論如何解決實際問題，并在解決實際問題的過程中提升關(guān)鍵能力，形成正確的價值觀。

例題3 本單元的學習主題是基因的本質(zhì)?；诒締卧嚓P(guān)生物學概念的學習，請大家從以下幾個方面考慮，任意選擇安排本單元的開放型實踐作業(yè)：

①從了解基因相關(guān)理論知識出發(fā)，以科學家探索基因本質(zhì)的科學史為主線，按時間順序整理成完整的科學史實，并感悟其中蘊含的科學思維和精神，獲得自身的啟發(fā);

②從了解基因的相關(guān)應(yīng)用出發(fā)，用基因的理論知識，解釋社會生活中的熱點現(xiàn)象，比如人臉識別技術(shù)、基因測序在人類遺傳病防治中的作用;

③思考如何進行科學技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，比如新冠肺炎疫情中病毒的分子生物學檢測。

活動方式：查找資料、寫論文、制作宣傳展板、交流匯報。

核心素養(yǎng)理念指導下的單元作業(yè)設(shè)計已成為高中生物教學的一個重要環(huán)節(jié)，“基因的本質(zhì)”單元作業(yè)內(nèi)容需要不僅能鞏固知識、提升技能，還能提升學生解決問題的能力，并指向發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。單元作業(yè)的設(shè)計應(yīng)在核心素養(yǎng)目標統(tǒng)籌下，保證課程標準、單元教學目標、單元作業(yè)目標和作業(yè)內(nèi)容的一致性。如本文的“基因的本質(zhì)”單元作業(yè)設(shè)計就是充分考慮不同課時作業(yè)內(nèi)容和要求間的關(guān)聯(lián)，減少反復操練性作業(yè)比重，留出時空用于發(fā)展高階思維。單元作業(yè)的設(shè)計形式應(yīng)力求多樣化，以滿足不同水平學生的需求。只有科學合理的單元作業(yè)，才能有助于學生進一步鞏固知識、提升能力和養(yǎng)成素養(yǎng)，有助于教師診斷、評價自身的教學效果，真正發(fā)揮其對教與學的反饋評價作用。

[參 考 文 獻]

[1]上海市教育委員會教學研究室.中學生命科學單元教學設(shè)計指南[M].北京：人民教育出版社，2018：42-43.

[2]杜秀錦.例談基于核心素養(yǎng)的高中生物學單元作業(yè)設(shè)計[J].生物學教學，2019，44（9）：77-79.

（責任編輯：趙曉梅）