大概念视域下高中生物单元教学设计——以“特异性免疫”为例.pdf

学科综合XUEKE ZONGHE教师TEACHER 0572023 年 10 月Oct.2023一、引言大概念一词源于美国实用主义哲学家杜威（Dewey）经验与自然一书，他将学生在学习过程中形成的自我意识以及学科知识的“心理化”产物描述为“自然的经验”，这种能够统摄并整合零散学科知识的逻辑载体，即可作为“大概念”。1随着教育理念的不断融合发展，大概念核心体系的研讨逐渐深化，最终，国际科学院联盟（InternationalUnionofAeadmies）于 2010 年组织教育学者从学科角度，细致讨论大概念的教学实践应用路径。大概念与学科核心素养理念的融合，能够为当代素质教育及学生的全面发展提供全新动能，因而当下已被广泛应用于教学实践当中。本文运用大概念理论，统筹碎片化的生物知识点，形成系统化、一体化的单元结构框架，为促进学生深度学习及其学科素养的形成提供新的教学实践路径。二、生物学科大概念及单元教学的相关理论概述（一）生物学科大概念当下，高中生物学科教学的核心在于形成生命观念、培养思维探究能力。大概念驱动下，其学科教学主要呈现为三个维度学科体系、教学内容及教学方法。学科体系层面，生物学科大概念主要指向教学内容安排的内在逻辑性、思维性及相关知识的内在本质性，以知识内容与思维能力的应用相结合，引导学生实现对生命观念的有效认知。2在教学层面，生物学科大概念则侧重开阔学生思维，旨在在知识框架层面建立生物学科与其他学科之间的联系。在教学方法层面，则侧重于教师对教学形式的选择，教师如何在课堂教学设计时，将课程大纲、学科逻辑、教学内容及生物学概念原理融合为一个有机整体，并与学生的学习实践方法进行深度融合，构成集知识传输、体系构建、能力迁移为一体的全新课堂教学模式。（二）单元教学设计单元教学是指教师在教学设计环节，将生物教材中分散的知识进行梳理，按照另外的教学逻辑，对知识内容进行重组与再分配。单元整体教学要求教师依照课本上的单元内容设计，充分权衡整体教学进度、学生学习规律以及课堂教学的目标与内容等因素，并以上述各项因素为基础，对生物学科的知识体系进行拆分与重组。教师可以从教学目标、课程主题、知识类别等多方面进行考量，对零散的、碎片化的知识点进行系统梳理，方便学生构建系统化、结构化、体系化的知识框架，增强学生的记忆力，以此提高教师的课堂质量和学生的学习效率。3单元活动则以学习目标为核心导向，教师可围绕学科中心内容设计实验操作、小组讨论、综合实践等教学活动，以更加丰富的教学形式激发学生的探索欲与求知欲，使其在实践中实现深度学习。三、大概念视域下高中生物单元教学设计（一）设计指向概念深入理解的单元学习目标1.单元概念层级分析教师的课堂教学目标制订及活动设计，本质上基于摘 要：普通高中生物课程标准（2017 年版 2020 年修订）中强调，当前高中生物学科课堂教学应以大概念为核心教育理念，要求教师在进行教学设计时，应以大概念理论作为导向，整合碎片化知识内容，重构课堂教学逻辑体系，形成单元化的教学模式。基于此，文章从生物学科大概念单元教学相关理论入手，明确二者结合能够构成集知识传输、体系构建、能力迁移于一体的全新教学模式。以人教版高中生物选择性必修教材中“特异性免疫”一课的单元教学设计为例，阐述大概念单元教学应分为制订单元目标、设计探究活动、多维开放评价三个层次进行落实，以有效促进学生综合能力及生物学科素养的持续发展。作者简介：刘英波（1968），女，辽宁辽阳人，中教高级教师，本科，研究方向：生物教育教学研究。中图分类号：G633.91 文献标识码：A 收稿日期：2023-05-31 文章编号：1674-120X（2023）28-0057-03关键词：高中生物；大概念；单元教学；“特异性免疫”；教学案例刘英波（宁夏银川一中，宁夏 银川 750001）大概念视域下高中生物单元教学设计以“特异性免疫”为例学科综合0582023 年 10 月单元核心概念的层级分析。高中生物学科均围绕一项学科知识概念进行设置，因而在“特异性免疫”一课中，可将单元概念划分为以下层级，如大概念、核心概念、重要概念、基础概念。4单元概念层级分析，使单元目标制订逻辑及后续教学活动设计逻辑更加明晰。大概念“人体环境稳态下的免疫调节功能”的形成，有利于后续知识体系架构的建立。学科核心概念往往融合在多个下行主题概念之中，而大概念则能够将其提炼并重新梳理。随着概念内涵的向下延伸，教师应通过核心概念初步构造整个体内环境稳态的知识框架，引入免疫系统、神经系统及内分泌系统概念，对教学逻辑进一步细化梳理。重要概念相较于前者则更为具体，已触及本节课的核心概念记忆点，通过免疫细胞对病原体识别能力的教学，教师可引出体液免疫与细胞免疫特异性免疫的两大基本构成要素。最后的基础概念则为独立的小概念知识点，方便教师基于上层概念进行教学的丰富和延伸。2.利用 KUD 模式制订单元学习目标KUD 模式即“Know-Understand-Do 模式”，简称 KUD 模式，是以概念为本的模式。KUD 模式从三个维度帮助学生理解概念，并形成系统的理论框架。其中包括学生将会知道什么（Know）、理解什么（Understand）、能做什么（Do）。“知道”是最为外端及表层的探寻维度，及让学生通过接触与了解，对单元中事实性、概念性的知识进行初步阅读。而“理解”则是在知道的基础上，通过教师设计的教学活动及问题引导，逐渐深入探索，透过现象看到事物本质，并从中抽象出更加高级、核心的生物学概念，并将其进行连接，最终构建出关于整个人体的内环境稳态系统的大概念。5“能做什么”则将概念从理论层面落实到实践层面，要求学生能够通过生物实验，打通概念理解与实际问题解决之间的连接点，提升其科学思维及探究能力。在本课的教学中，学生通过 KUD 模式可明确自己在“特异性免疫”一课中的具体学习目标。首先，知道免疫系统对病原体的识别原理，体液免疫、细胞免疫的理论概念。其次，理解体液免疫和细胞免疫的协调配合产生特质性免疫，由此人体内部稳态能够得以保持。最后，通过对流行性感冒及其预防原理、方案的探讨，进一步了解前端生物科技进展内容，如癌症的免疫疗法等。（二）设计指向概念层级提升的单元学习活动1.以关键问题引领概念的层级提升概念层级逻辑初步形成后，教师需要通过问题引导实现层级的不断提升。因此，教师在单元课堂教学过程中，可以问题为“催化剂”，引导学生不断从现象与现有知识体系中抽象出更高层次的概念。“特异性免疫”的单元关键问题如右表 1 所示。针对表 1，教师可首先引导学生理解对病原体入侵人体所需要经过的三道屏障：皮肤、防护性黏膜及人体免疫系统。其次，通过免疫细胞结构示意图，帮助学生理解细胞膜表面作为分子标签的蛋白质组是如何识别病原体的，由此引出本节课的核心概念淋巴细胞与特异性免疫。最后，进一步整合本节课“抗体”“二次免疫”“体液免疫”“细胞免疫”等基础性概念，串联成完整的大概念框架，并加深学生对知识内容的理解，使其在潜移默化中完成对知识的内化与迁移。62.以重要探究促进概念的主动构建在生物学科教学中，对于多重概念结构的层级性探究，是实现单元教学逻辑的重要途径。在课堂上，学生可通过查阅资料、调查研究及实验操作等多种形式，完成对抽象概念的具象化探索。在这一过程中，教师应当核心概念关键问题免疫系统对病原体的识别细胞膜表面作为分子标签的蛋白质组；特异性免疫与淋巴细胞体液免疫体液免疫基本过程；抗体、细胞因子、浆细胞、记忆细胞及二次免疫等基础概念；B 细胞活化的两个信号刺激条件；辅助性 T 细胞表面特定分子变化细胞免疫细胞免疫基本过程；毒性 T 细胞活化及裂解功能体液免疫核细胞免疫的协调配合体液免疫和细胞免疫对病原体特异性的体现；辅助性 T 细胞的调控作用探讨；体液免疫与细胞免疫的配合机制；神经系统、内分泌系统及免疫系统的信息分析相互作用表 1“特异性免疫”单元关键问题设计概念探究设计开放性活动体液免疫资料探究：分析体液免疫系统作用构成图，明确记忆 B 细胞与辅助 T细胞的相互作用关系引导学生依照自身知识理解画出体液免疫作用框图；以小组为单位利用橡皮泥模拟 B 细胞分裂、抗体病原体结合过程细胞免疫资料探究：分析并记忆细胞免疫系统作用流程图，明确靶细胞、效应T 细胞的反映及裂解作用过程引导学生默写流程图体液免疫与细胞免疫的协调配合资料探究：从整体角度梳理特异性免疫中各种免疫细胞的基础概念，如吞噬细胞、B 细胞、T 细胞、浆细胞、记忆细胞等要求学生列出表格，从作用对象、效应细胞、作用方式等方面入手，对比体液免疫与细胞免疫之间的区别表 2“特异性免疫”相关单元重要探究设计学科综合0592023 年 10 月以引导者身份激发学生的思维活跃点，引导其主动通过实践构建概念层级。“特异性免疫”相关单元重要探究设计如上页表 2。（三）设计指向概念迁移运用的单元学习评价1.设计具有开放性、综合性的评价任务对开放性、综合性评价任务的设计应参考如下五项标准：其一，设计任务能否提升学生知识内化效果；其二，设计的任务内容（包括问题及活动）能否调动学生的求知欲与探索欲，激发其学习自主性；其三，所设计的任务是否具有梯级性，能逐层提升学生思维能力，使其实现深度学习；其四，学生能否通过评价任务展现出本单元的学习成果，如实验操作技能或实际问题解决能力等；其五，评价任务设计能否紧扣教学主题，与教学目的形成完整逻辑闭环。评价任务设计遵循以上五点原则，能推动大概念视域下学生生物核心素养的有效提升。7示例如下。示例 1：艾滋病是因 HIV 感染引起的机体免疫功能缺陷，人类免疫缺陷病毒能够攻击人体免疫系统，即对辅助性 T 细胞进行侵染，以此破坏其信息传递功能，使免疫系统失效。请同学们进一步收集HIV病毒相关资料，整理其对免疫系统功能的破坏过程，并模仿教材体液免疫及细胞免疫过程，画出其流程图。（教师在收集学生作品后对其进行综合评价。）示例2：2019年新型冠状病毒感染，是以COVID-19为感染病原的急性呼吸道传染病。新冠疫苗的研发即为人体免疫学应用的最新案例，请同学们查阅相关资料，结合单元结尾的“疫苗制品工”拓展部分，讨论疫苗制作的生物原理，并尝试制作思维导图。（教师在收集学生作品后对其进行综合评价。）示例 1 中以生物医学中典型免疫系统功能障碍病症艾滋病为例，学生在日常生活中本身便对这一主题有所了解，且对人体免疫缺陷病毒感染原理进行深入研究具有现实意义，因此这一评价任务能够有效激发学生的探究兴趣，使其能够在资料检索与总结过程中，巩固内化特异性免疫作用的相关知识。最后通过学生流程图绘制情况，可对其概念理解与知识运用能力形成综合评价。而示例 2 则充分结合时事，以新型冠状病毒感染为导入，将探究任务延伸至生物免疫学的实际应用领域，构成理论概念知识与实际问题之间的有效对接，这能帮助学生完成大概念相关内容的有效内化及迁移。2.划分成就水平，描述学习成果及表现在学生完成评价任务后，教师则需要结合学生实际学习过程表现及评价结果，进行单元学习成绩水平的层级划分，通过更加个性化的方式描述学生在单元学习过程中的成果及表现，以“特异性免疫”课时的成就水平划分为例：等级一，能够准确说出病原体、B 细胞、T 细胞及浆细胞等文字概念；能够区分不同免疫细胞的功能作用。等级二，能够理解并准确描述体液免疫及细胞免疫的发生过程；并能够通过表格清晰完成二者的概念对比。等级三，能够将特异性免疫的单课时内容，同免疫系统、神经系统及内分泌系统相关知识进行横向联结，构成完整的单元知识框架。8等级四，能够将特异性免疫知识运用到实际问题的思考与解决过程中，以较高水平完成教学拓展任务。通过对单元学习效果的层级划分，开展综合评价，能够更加客观地反映学生的概念理解与知识内化状态，并为后续的教师教学反思以及学生的针对性能力训练提供实践依据。四、结语基于大概念框架体系构成的单元教学整体设计，是当下高中生物课堂教学模式的主要优化点。大概念框架的搭建直指学科本质，能够有效帮助学生完成知识的梳理、内化、迁移及应用，具有深刻的逻辑性与层次性，在教师的引导下带领学生实现学科知识的深度学习。通过对人教版高中生物选择性必修教材中“特异性免疫”一课的单元教学设计进行分析，教师一方面应整合单元内的概念知识，构成基础概念、重要概念、核心概念及大概念的层级体系，做到知识点的去碎片化。另一方面则应注重“教、学、评”三个维度的统一，通过活动设计、课堂引导以及教学评价，进一步促使学生养成生命观念、形成探究思维、担起社会责任。参考文献：1 约翰杜威：经验与自然M.傅统先译.南京：江苏教育出版社，2005.2 张 琳.指向生命观念的高中生物学问题化教学设计研究 D.吉林：东北师范大学，2022.3 柳佳雨.基于学科大概念的高中生物单元教学设计及实践研究 D.重庆：西南大学，2022.4 杨 凯.基于大概念的高中生物整体教学：何谓、为何与何为 J.高考，222（8）：81-83.5 果 蕊.聚焦大概念的高中生物学单元学习任务设计与实践初探 D.石家庄：河北师范大学，2021.6 蒋艳艳.创设真实性情境开展高中生物学大概念教学的实践研究 D.太原：山西师范大学，2021.7 冯春艳.指向生命观念形成的高中生物学概念教学行动研究 D.吉林：东北师范大学，2021.8 史佳可.基于生命观念的高中生物学单元教学设计案例研究 D.沈阳：沈阳师范大学，2021.