基于深度学习的单元教学设计

摘要：从生物学学科维度出发，以“群落及其演替”单元为例基于深度学习的的理念，将大单元教学设计应用于课堂，加深学生对知识的理解，减轻记忆负荷，探索能够推动学生迈向深度学习阶段的切实有效的教学实践策略。

关键词：深度学习；单元教学设计；群落及其演替

深度学习是一种可以使学生将从一个情境中所汲取的知识，成功地迁移并应用于新的学习情境中，即要求学生在学习过程中不能仅停留在浅层次的认知层面，更要深入到知识背后蕴含的原理，并且能够将其应用到真实情境当中[1]。大单元教学是以单元为基本单位，其核心在于围绕学科课程标准，聚焦于学科核心素养的培养，对教学内容进行整体性规划、设计与实施。其宗旨在于促进教学内容的结构化整合，构建教学的全局观念，以期整体效果超越各部分之和，从而在提升教学效率并落实学科核心素养时，能达成培养学生综合素养的目标[2]。

在高中生物学学习中，教师会明确提出本节课的重难点，但学生只是消极被动接受、简单重复和机械记忆知识，往往缺少通过建构和理解知识，进而实现对知识的掌握和运用的能力。本研究致力于运用深度学习的的理念，将大单元教学设计应用于实际课堂教学情境中，旨在有效促进学生的对知识的深入思考，发现知识之间的联系，进而实现知识的整合，提升学习效果。下面以人教版高中生物学教材（2019年版）选择性必修2“群落及其演替”内容为例，说明深度学习与单元教学设计的实践研究。

1.依据重要概念确定单元内容

新课标明确提出“生物与环境”的大概念是“生命系统中的各种成分相互影响，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”，其下属的重要概念是“不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落”[3]。教材第 2 章 “群落及其演替”，其教学内容对应新课标6个次位概念，呈现出相对零散的状态，因此可从单元视角开展教学设计，把该章节作为一个单元整体对待，从而达成从群体水平认识生命本质，并深入把握生命活动内在规律的教学目标。本单元聚焦的问题是“说明不同类型群落的结构、特征及演替规律”，通过资料分析和探究实验等方法研究群落的结构和群落的主要类型，通过建构大单元知识框架以及制作物理、概念模型等活动来设计本单元的学习任务。

2.基于深度学习确立单元目标

目标作为教学活动的核心指引，是推动课堂教学迈向深度学习的关键要素。制定的教学目标，应当以新课标为基本，深度探究学生的学情特点，着力围绕发展学生新知识与原有知识相联系，以及在已有的知识基础上建构新知识的能力。“群落及其演替”这一单元中强调深度学习不是简单的记忆知识，而是理解知识的内在联系、构建知识体系，并能够运用知识解决实际问题。

具体目标如下：①通过对校园植物的实地探索和资料分析能够说出群落水平研究的问题，理解群落是物种通过复杂的种间关系形成的整体，经历小组合作、数据记录、结果分析等探究过程，培养学生实践能力，逐步形成科学探究能力；②通过播放视频和图片，构建知识体系能够说出陆地生物群落的主要类型以及可以阐明演替的概念、类型和过程；③密切联系人类活动影响群落演替的案例，增强学生保护环境的责任感；④通过建构大单元知识框架，制作物理、概念模型等，加深学生对知识的理解与运用。

3.基于深度学习的“任务—活动—情境”单元教学设计

依据指向性单元目标，从学生经验出发，提出基于本单元核心问题：说明不同类型群落的结构、特征及演替规律。然后将核心问题转化为进阶性的任务群，通过实践活动、资料分析和模型构建进行整合学习。

3.1任务1：实践活动探究群落的结构

本任务主要探讨群落的概念、特征、种间关系以及群落结构的形成与意义等。通过学习，学生将理解群落作为生命系统的一个层次，其内部生物之间的相互作用与联系，为进一步学习群落演替、生态系统等知识奠定基础。

活动1：探究校园植物群落的奥秘

情境：校园内有花园、树林、草坪等不同区域，呈现出丰富多样的植物景观。班级计划开展校园植物群落的科普展览，需要同学们详细了解校园植物群落的结构和组成。学生进行分组，选择校园内不同的区域（如花园、树林、草坪等）作为调查地点，实地观察并记录所选区域内植物的种类、数量、高度、分布等信息。

小组讨论分析不同区域植物群落的垂直结构（如乔木层、灌木层、草本层的分布）和水平结构（不同地段植物种类的差异），并探讨形成这些结构的可能原因（如光照、土壤、水分等因素的影响）。各小组整理调查结果，制作成科普展板，向其他同学展示校园植物群落的特点和魅力，同时介绍保护植物群落的重要性，教师及时做到跟踪点评。

活动2：解读动物世界的种间关系

情境：播放一段非洲草原上动物生存竞争与合作的纪录片片段，展示狮子捕猎斑马、角马群迁徙过程中与鳄鱼的遭遇、牛椋鸟与大型食草动物的共生等场景，引发学生对动物种间关系的好奇与思考。教师引导学生回顾纪录片中的动物行为，提出问题：这些动物之间存在哪些种间关系？如何判断？并尝试用文字、图表或数学模型（如绘制捕食关系中猎物与捕食者数量变化曲线）来描述各种种间关系的特点。教师进一步提供一些新的动物行为案例或数据资料，让学生运用所学种间关系知识进行分析和解释，进一步巩固学生的知识应用能力。

3.2任务2：搜集资料分析群落的主要类型

本任务聚焦于群落的主要类型，旨在让学生了解不同自然环境下群落的特点、生物组成及其与环境的相互关系。通过对陆地生物群落（如森林、草原、荒漠等）的学习，使学生认识到群落类型的多样性及其适应性，深刻理解生物与环境的统一性。

活动：探索陆地群落之旅

情境：同学们化身生物科考小队成员，准备对不同陆地生态系统进行考察，了解群落的现状与保护价值。学生分组选择森林、草原、荒漠等不同陆地群落类型作为考察对象，收集相关地区的气候、土壤等环境资料。观察并记录群落中的植物种类、形态特征、分布规律以及动物的活动迹象、栖息环境等信息。小组分析讨论所收集的数据，总结各陆地群落的优势物种、物种多样性、空间结构特点，探讨环境因素对群落形成和维持的作用机制。

3.3任务3：利用丰富课程资源学习群落的演替

本任务主要探讨群落随时间推移而发生的变化过程、类型与机制。让学生深入理解生态系统的动态性，明白群落发展并非静态，而是受多种因素交互影响。

活动1：揭秘印尼火山爆发的前世今生

情境：多媒体展示印尼火山爆发后的群落变化示意图，组织学生分组讨论：火山爆发后，在裸地上先长出的小草和出现的蜘蛛能否统称为群落？后面形成的小树林是否算一个群落？带领学生一同总结群落演替的概念。那是否所有的演替都是从裸岩开始的？引导学生思考农田被弃耕后的演替过程，并与发生在裸岩上的演替过程进行比较。进而总结出初生演替和次生演替的区别及概念。

活动2：退耕还林：守护生态家园

情境：被誉为“人工天河”和“世界第八大奇迹”  的红旗渠位于河南省林州市北部。“自力更生、艰苦创业、团结协作、无私奉献”的红旗渠精神延续至今，自2002年林州市任村镇盘龙山村，实施退耕还林工程以来，盘龙山村根据当地气候特点和种植传统，组织群众累计完成退耕还林24.47公顷。2017年，该村成立农林牧养种合作社，注册“盘龙丰”农产品商标并申请“大红袍花椒”外包装专利，还开设“盘龙云端”淘宝网店等，拓宽增收途径，同时森林覆盖面积达95%，水土流失治理率达80%，涵养水源1000多立方米。联系实际，让学生认同退耕还林等生态建设措施的意义，形成人与自然和谐相处的观念，以及共建生态文明的使命感。

3.4任务4：建构大单元知识框架 制作物理、概念模型

活动：一场深度的知识整合之旅

情境：学生以构建大单元知识框架为目标，积极进行物理、概念模型的制作。有的学生在制作概念图，将“群落”作为核心概念放在中心位置，展开主要分支“群落的物种组成”、“种间关系”、“群落的空间结构”、“群落的演替” 。用线条将各个分支连接起来，以体现概念之间的逻辑关系。有的学生则聚焦于群落的空间结构这一核心内容，从实例出发，构建出物理模型，用不同颜色的卡片、黏土代表不同植物和动物种群，直观地展示出分层现象的原因以及环境与生物相互作用的动态过程。

4.小结

本研究通过实地探究、小组合作、资料分析等方式把原本枯燥乏味的知识内容，重塑为富有挑战性的学习主题，把浅层学习转化为理解知识背后的含义，学生的学习主动性被充分激发。通过对教学内容的结构化整合，利用思维导图等形式帮助学生对知识整合和归纳，促进学生知识体系的完善，激发学生对知识的深入思考，进而实现深度学习与大单元教学有效结合。

在深度学习与大单元教学的作用之下，学生的学习模式渐进式地发生转变。但是想要达成切实有效的深度学习成效，教师需不断深化自身的学科知识储备，拓宽知识视野，为学生提供更为优质、高效的教学引导，进而协同学生共同实现深度学习的目标，推动教育教学质量迈向新的高度。

（本文系2024年度河南省基础教育教学研究项目《基于深度学习的生物学大单元教学设计与应用研究》（JCJYC2408050015）研究成果）

参考文献

[1] National Research Council. Education for life and work： Developing transferable knowledge and skills in the 21st century [M]. Washington， DC： National Academies Press， 2013： 5-6;

[2] 崔允槨.学科核心素养呼唤大单元教学设计[J].上海教育科研，2019（04）：1；

[3] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版2022年修订[M].北京：人民教育出版社，2022.