“五化一体”策略在生物教学设计中的应用
（浙江省嵊州中学浙江绍兴312400）
《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）对高中生物学课程的课程结构、学科核心素养等内容进行了诠释，同时对课堂教学改革也提出了新的要求。为适应新课改要求、有效发展学生的生物学学科核心素养，本研究针对传统课堂教学中存在的问题，根据“情境创设—问题设计—任务活动构建—学习评价”的教学设计主要要素，构建“五化一体”教学设计策略，即“概念结构化、情境主线化、问题思维化、活动探究化、评价素养化”（图1）。
图1“五化一体”的教学设计路径图
“五化一体”教学设计策略通过以概念为骨架，明晰知识结构；以情境为主线，厘清课堂脉络；以问题为引领，培育学生思维；以任务为驱动，开展探究活动；最终提升学生的学习能力和生物学学科核心素养。下文以浙科版《必修1·分子与细胞》第三章第五节“光合作用将光能转化为化学能”为例，分析“五化一体”教学设计策略的实践应用。
概念是生物学课堂中学生学习的思维中心，概念理解也是课堂学习的中心任务。在教学设计中，教师可以首先通过构建概念图来理清本节课概念之间的联系，将概念之间的层级关系呈现出来，使概念结构化。图2是“光合作用将光能转化为化学能”一节的概念层级示意图。
图2“光合作用将光能转化为化学能”一节概念层级示意图
设计意图：教师通过概念图，明确在不同的学习环节中需要构建的概念，使教学更具有针对性。学习过程的设计由浅入深，环环相扣，使得学生在准确掌握概念的同时，发展生物学学科核心素养。
情境是“汤”，知识是“盐”，盐只有溶于汤才好入口，知识只有融入情境才好理解和消化。内容的情境化可以让符号化和抽象化的知识活化，顺利实现知识到能力、能力到素养的转变。
在“光合作用将光能转化为化学能”一节的教学中，教师创设如下主线教学情境：随着全球工业化的脚步，温室气体尤其是CO排放不断增加，大气中的碳氧平衡被逐渐打破，全球平均气温不断升高，导致我们的生存环境也日益严峻。面对碳排放的不断增加，科学家一直想研发出一种可持续性的解决方案。2020年5月8日，德国马普所和法国波尔多大学的研究人员在发表重磅成果——研究团队开发的自动化人造叶绿体组装平台，可以根据人们的需求制造出不同的人造叶绿体，不仅可以吸收空气中的CO，而且理论上还可以根据人们的需求合成各种不同的有机物，例如药物、燃料等。合成光合作用的人工替代品，也被称为当今时代的“阿波罗计划”。阳光、水、二氧化碳等这些本来毫无关系的东西，是怎么联系起来的呢？我们在感叹科技进展对人类生活影响的同时，一起来深入探索一下叶绿体这一魔术城堡。
设计意图：教师由科学家研究制造出人造叶绿体相关的热点新闻，顺利引出教学主题，接着将该情境作为贯穿整节课的一条主线，将要解决的问题信息蕴含在该情境中，引导学生通过对情境中相关信息的积极感知和理解来进行学习。通过有效情境的创设，教师能够增强学生的学习兴趣，提升学生在情境中获取分析信息的能力。
美国心理学家布鲁纳指出：“教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动，思维永远是从问题开始的。”没有问题就无以思维。如何把问题和思维培养有效结合起来呢？如何设计与教学内容相关的指向科学思维发展的问题，是问题思维化的关键。教师应根据教学内容的特点、学生的心理特征和认知规律，紧密围绕教学目标，以激发学生的学习兴趣、启发思维为原则，从创设的情境中获取核心问题，再基于情境和核心问题设计指向重要概念的子问题。子问题的设计应尽量具有有效性、层次性和递进性等特点，学生对问题的思考与讨论有助于深刻理解相关概念，将所学知识用于解决现实中的实际问题，以达到知识迁移、思维训练的目的。
在“光合作用将光能转化为化学能”一节，教师设计了以下问题：
本次项目区终端水价的测算采用方法3，斗渠渠道水利用系数为0.88。因此，桃花山镇农民用水者协会管辖范围内提水灌溉和自流灌溉的终端水价分别为0.147元/m3和0.065元/m3；调关镇农民用水者协会和东升镇农民用水者协会管辖范围内的终端水价为0.081元/m3，具体见表3。
（1）核心问题一：植物细胞叶绿体适于光合作用的结构特点有哪些？
在这一环节的教学中，教师主要引导学生思考：
①回顾叶绿体，你能想起哪些相关知识？
②叶绿体为什么能作为光合作用的场所？
③色素存在于叶绿体的什么部位，有哪些种类，有什么作用？影响色素合成的因素有哪些？
④酶存在于叶绿体的什么部位？
（2）核心问题二：光合作用在叶绿体中是如何进行的？物质和能量如何变化？
在这一环节的教学中，教师主要引导学生思考学习：
①色素吸收的光能在光合作用中是如何起作用的？
②光合作用释放的O中的氧元素来源于原料中的水，还是CO？
③在光能的作用下叶绿体内发生了哪些物质变化？这些物质变化发生的条