基于大单元教学的高中生物学历案的设计与实施

［摘 要］新课改背景下，生物学教学逐渐以核心素养为导向。基于大单元教学的学历案的设计与实施，不仅确保了大单元知识的关联性和教学情境的连续性，还有利于学生关键能力和生物学学科核心素养的培养。文章以“免疫调节”单元教学为例，分析基于大单元教学的学历案设计与实施路径。

［关键词］高中生物学；学历案；大单元教学；免疫调节

［中图分类号］    G633.91        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2024）23-0089-04

在传统的生物学课堂中，学生死记硬背知识，缺乏对核心概念的理解，很少会运用生物学知识和原理解决实际问题，实验探究能力较弱。长此以往，学生极易失去学习兴趣，使得学习动机不足，学习效率低下。学历案作为一种新的教学方案，符合核心素养理念要求，并以学生的“学”为中心，体现了“教—学—评”一体化的理念。

一、学历案的内涵及意义

学历案强调的是“历”，着重体现学生的完整学习经历，因此，学历案的编制应以学生为核心[1]。尤小平指出，学历案编制应包含学习主题、课标要求、学习目标、评价任务、学法建议、学习过程和学后反思在内的七个要素[2]。通过对相关文献的理论学习，笔者认为一份完整的学历案应包括单元大概念、教学内容、学习目标、评价任务、学习反馈活动和学习反思等六个要素（如图1所示）[3]。

在高中生物学课堂中运用学历案培养学生的核心素养，首先要设定明确的学习目标。学历案运用反向设计思路，先根据课程标准明确学习目标，再制订针对学习目标的评价任务，最后设计实现学习目标的学习过程[4]。这样能使素养目标清晰化，帮助学生明确学习方向，更好地理解和评估自己的学习成果，激发他们的学习动机和自主学习意愿。

单元学历案的关键之处在于设计学习活动或任务，包括课前学习活动或任务和课中学习活动或任务。设计的学习活动或任务最好符合螺旋式上升的层级要求，以帮助学生发展理性思维能力，提升语言表达能力，落实核心素养目标。

二、基于大单元教学的高中生物学历案的设计

单元学历案中每个单元任务都不应该是孤立的，教师在设计单元学历案时要考虑每个单元任务之间的联系、情境载体的关联，在每个单元任务的教学中可以根据具体任务特点设计不同的教学活动，重在高效落实教学目标以及生物学学科核心素养。下面笔者以“免疫调节”单元教学为例，展示学历案的具体设计与实施。

（一）厘清单元内在逻辑，确定主题与课时

“免疫调节”是人教版高中生物学选择性必修1《稳态与调节》中的重要单元，是继神经调节和体液调节之后，人体调节网络中不可或缺的重要一环，可为后续基因疫苗、单克隆抗体等知识的学习打下基础。本单元的学习可为构建课程标准选修模块大概念“生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态”、重要概念“免疫系统能够抵御病原体的侵染，识别并清除机体内衰老、死亡或异常的细胞，实现机体稳态”提供支撑[5]; 同时为促进学生形成结构与功能观、信息观、稳态与平衡观等生命观念，提升归纳与概括、演绎与推理等科学思维能力提供有效途径。基于上述分析，笔者决定将解决“免疫系统如何抵御病原体的侵染，识别并清除机体内衰老、死亡或异常的细胞，实现机体稳态？”大问题作为本单元的主要任务，并依据课标概念与教材内容的逻辑关系进一步对大问题进行拆分，形成问题串，再针对问题的解决进程安排具体课时（如图 2）。

（二）基于核心素养，制订单元学习目标

教师可以按照课程标准的内容要求，结合学情实际，从生命观念、科学思维、科学探究、社会责任这四个角度来构建大单元教学目标。“免疫调节”的单元目标为：借助单元学历案的辅助，完成本单元的各项学习任务; 结合相关科学史、事实资料、实验现象等学习支架，运用概括归纳、建模解模、推理演绎等科学思维，以文字、图示或者模型的方式解决本单元的问题串及大问题，构建免疫调节思维导图；能运用免疫学知识分析说明疫苗、免疫相关疾病、器官移植中的相关问题，做到健康生活，为健康中国助力。

课时目标是单元目标的具体化表现，为教师判断能否继续该单元下一阶段的教学提供依据。教师可依照学生的思维发展特点，参照单元目标，制订出有助于学生深度学习的单元任务（即课时目标）。笔者在进行“免疫调节”大单元教学设计时，以新冠疫情作为情境，采用“一境到底”的形式设置单元任务（如图3）。

（三）借助单元导学评价学生的前概念

单元导学是本单元学习的铺垫，教师可以在本单元的学习前给学生布置一些与本单元学习密切相关的任务，如收集一些相关的新闻资讯、研究成果、科学史等。

在设计“免疫调节”单元导学时，笔者先让学生调查新冠病毒的相关知识和不同人群感染新冠病毒的不同症状，引入本单元的学习。接下来，让学生回顾初中所学的“免疫系统”和“三道防线”的知识，并通过多媒体向学生展示免疫系统的功能，让学生试着结合相关信息来构建免疫系统的概念图。基于现实生活创设的问题情境，能让学生产生更多的好奇心，想要知道“特异性免疫是如何完成的？特殊疾病的患者怎样安全度过新冠肺炎的广泛传播期？怎样预防新冠肺炎？”等问题的答案，使学生更积极地参与到这一单元知识的探究中。

（四）借助评价活动，促进课时目标达成

单元学历案非常注重“教—学—评”的一致性，学历案的评价任务是将学习目标转化为教师可观测的学生行为。评价可发生在课堂教学中，也可发生在课后。课堂中的评价要与学历案相结合，教师根据评估结果以及学生的反应及时对课堂过程进行调整，以促进课时目标的达成。课后评价包括检测作业和学后反思，设计时需要考虑阶段性到整体性的过渡，分层布置相关任务。

三、基于大单元教学的高中生物学历案的实施

下面笔者以“特异性免疫”（课时2）为例展示学历案的具体实施过程。

（一）课时目标

任务驱动是目前常用的教学实施手段，本节课的核心任务是构建体液免疫模型，其可以分解成三个小任务：（1）初步构建体液免疫的模型，理解初次免疫的过程；（2）完善模型，理解二次免疫的过程；（3）应用模型解释疫苗的原理和使用的注意事项。

（二）课堂活动

本节课以科学史为载体，以实验分析和实验设计为依托，采用问题驱动式教学模式，引导学生自主构建体液免疫模型，让学生在实验探究中理解体液免疫过程，最终达到培养核心素养的目的。

（1）课前任务评价和导入新课

学生通过调查了解到新冠疫情暴发初期没有特效药物，但仍有一些患者慢慢康复了，医生呼吁康复患者捐血，其原因是什么？

设计意图：通过真实的医疗热点，激发学生的学习热情和兴趣，引发学生思考“血液中是否有什么物质能够消灭病毒”，让学生带着问题去学习。

（2）任务驱动展开新课

学生活动一：初步构建体液免疫的模型，理解初次免疫的过程

构建模型环节一：浆细胞产生抗体

展示科学史料1：1892年的血清疗法使柏林白喉患儿死亡率大大降低；学者用白喉杆菌的一种分泌蛋白（抗原）给动物免疫，发现在其血清中有一种能中和抗原的物质，称其为抗体。教师引导学生思考：“抗体在哪里？可能由哪种细胞分泌而来？”学生小组讨论并组间交流。

展示科学史料2：研究显示，当外来抗原进入机体后与B细胞直接接触，刺激B细胞增殖、分化成记忆细胞和能够产生抗体的细胞——浆细胞，一个浆细胞只能产生一种抗体。教师继续引导学生思考：“B细胞特异性识别抗原的结构基础是什么？”

设计意图：通过展示科学史料1，引导学生复习上节课所学的抗体相关知识，联系初中所学的有关血细胞的功能，探讨分析出“抗体可能是白细胞分泌产生的”，进而达成素养目标——建立结构与功能观，同时培养学生合作交流学习的能力。通过展示科学史料2，肯定学生的正确推论，激发学生的学习兴趣，进一步驱动学生探究B细胞特异性识别抗原的机理。

构建模型环节二：激活B细胞的双信号系统

教师引导学生进一步思考：“淋巴细胞有几类？B细胞增殖分化产生抗体是否有T细胞参与？”学生讨论后有以下两种观点：（1）B细胞在接受抗原刺激以后就开始增殖分化并产生抗体，T细胞没有必要参与；（2）免疫过程很复杂，而且B细胞和T细胞都出现在血液和淋巴中，T细胞可能会对B细胞产生某些作用。为此，学生结合实验材料（健康小鼠、某抗原、B细胞、T细胞、生理盐水、抗体测量仪、注射器）进行探究实验设计，后进行小组汇报、组间评价，再将各组设计的实验方案整理成表 1。

设计意图：依据探究问题进行实验设计，让学生掌握“控制实验变量”“绘制实验表格”“完善实验方案”的方法，理解实验探究的一般方法和实验设计原则，既可以提升学生的实验设计能力，也可以发展学生的逻辑推理能力。

教师进一步提出问题：“细胞间信息交流的方式有几种？哪种方式可能是T细胞作用于B细胞的方式？”学生根据B细胞与抗原直接接触，合理推测B细胞与T细胞也是通过直接接触完成细胞间的信息传递。教师展示资料：研究证明T细胞与受到抗原刺激的B细胞相遇，细胞间相互作用是B细胞被激活的第二信号；某学者发现细胞因子并阐述其能够促进其他免疫细胞增殖分化。

设计意图：教师展示资料造成认知冲突，明确机体通过双信号系统激活B细胞，进而根据材料分析明确细胞因子的作用，培养学生能够基于生物学事实和证据进行归纳和概括的能力。

构建模型环节三：激活T细胞的途径

教师继续追问：“T细胞如何特异性识别抗原呢？”学生根据B细胞激活的第一信号，推测很可能是抗原直接作用的结果。教师展示资料：某学者研究T细胞时偶然发现，杀死吞噬细胞后再接种抗原，T细胞不能产生淋巴因子。学生归纳：T细胞受到吞噬细胞处理后的抗原刺激而被激活。继续深化拓展：不同类型的抗原刺激淋巴细胞的途径不同。

设计意图：教师通过类比分析加深学生的理解，培养学生提出问题、用科学思维和知识解决问题的能力。

构建模型环节四：初步构建体液免疫的模型

根据前面所学知识，学生经小组讨论后构建体液免疫模型，然后各小组分享交流成果。依据模型，学生深入思考：“B细胞活化需要哪些信号？辅助性T细胞起到什么作用？B细胞活化的结果是什么？抗体发挥怎样的作用？”最后，教师引导学生总结体液免疫的概念。

设计意图：学生自主构建体液免疫模型，将思维可视化，便于教师总体了解学生的知识掌握情况，完成课堂评价。概念模型构建的过程中，学生需要将免疫细胞的功能、免疫细胞间的相互作用进行整理，完成知识内化，同时培养模型意识与建模能力。

学生活动二：完善模型，理解二次免疫的过程

展示新闻：新冠肺炎康复后再次感染的概率非常小。提出问题：“为什么会出现这种现象呢？”学生对体液免疫模型进行解析，发现初建模型不能解释该现象，并对模型进行完善。

设计意图：让学生对模型进行完善，由真实情境推测二次免疫及其特点，培养学生的建模能力以及用科学的思维方法解决实际问题的能力，形成批判性思维。

学生活动三：应用模型解释疫苗的原理和使用的注意事项

教师提出问题：“如何能像康复患者一样降低感染风险呢？”学生提出接种疫苗。教师展示疫苗控制新冠疫情的视频材料，继续追问：“为何要注射三针呢？为什么有些人接种疫苗后还是感染了新冠病毒呢？什么样的人群不适合接种疫苗？为了更好地控制疫情，我们还有哪些措施？”学生运用课堂知识，各抒己见，最终归纳出系统防控疫情的措施。最后，教师展示疫情防控期间各地派出的医疗队在国内外的艰辛工作，以及做出的卓越贡献。