系统观视角下的初中生物大单元设计——以“种下一粒花生等待开花结果”单元教学设计为例

（北京市十一学校龙樾实验中学北京100192）

如何发展学生的学科核心素养是当前中学生物学教学的焦点。生物学学科核心素养是学生在真实情境中运用于解决实际问题的能力，是个体知识、能力、情感态度与价值观的综合体现。学科核心素养不是直接由学科教师教出来的，而是在问题情境中借助问题解决的实践培育起来的。

打破教材框架，通过分析核心素养、解读课程标准、建构主题、筛选资源、设计学习路径，构建“大单元”，让学生经历知识的探寻、思维的运用，是达成生物学学科核心素养的重要途径。单元教学设计有助于突破“只见树木不见森林”的课时思维，转变只注重零散知识点落实的传统课堂教学理念，帮助从“长时段”整体筹划学科教学，注重学科整体组织化、结构化知识的建构。

那么，如何建构单元教学设计呢？在教学实践中，笔者尝试在系统观视角下，进行初中生物“植物的一生”的大单元教学设计。在初中生物“植物的一生”的教学中，尝试用“种下一粒花生等待开花结果”进行单元重构，用系统的视角研究植物体的生命活动现象和生命活动规律。

花生是一种学生既熟悉又陌生的植物；虽然学生都吃过花生，但对花生地上开花、地下结果的习性，并没有亲眼见过。笔者选择“种下一粒花生等待开花结果”作为单元主题，希望学生能够亲自种下花生，观察花生一生中所发生的变化，将学习置于真实的情境和任务驱动中。

教师设置单元核心问题和单元核心任务。单元核心问题：植物如何适应环境？单元核心任务：种下一粒花生，等待开花结果。并以培养持续理解的能力为目标：①植物体有严整有序的结构，各结构层次上均存在结构与功能的适应；②植物体是一个统一的整体；③物质与能量的变化贯穿植物的一生；④植物养育着自身及生物圈中的其他生物，是生态系统的生产者；⑤植物一生的发展变化均受环境因素影响，不同环境中的植物有适应环境的策略。

本单元的教学内容为：亲历一粒花生种子从萌发、生长、开花、传粉、受精、结果的过程；探索在该过程中，组成花生植物体的细胞、器官、及植物个体层面上分别发生的变化；讨论一株花生如何适应环境，并探究环境因素对花生种子萌发、幼苗生长、开花结果等生长发育过程的影响。

单元重要概念框架是围绕核心任务能够达成的课程标准中重要概念的整理，包括内容及其相互的关系。从图1所示的框架中，不难看出，“细胞是植物体结构和功能的基本单位”是本单元最重要的概念，实际上就是引领学生从“细胞，这个最基本的生命系统的视角，去认识植物的生命现象和生命活动规律”。

本单元的教学设计从构建“花生的植物体是一个统一整体”切入，学生从比较熟悉的器官入手，研究组成花生植物体各器官的形态、结构和功能（图2）。

图2学生构建生命观念的示意图

花生的植物体作为一个系统，有自己的发展演化过程。从个体发育过程来看，学生更熟悉的是种子的萌发，因此，单元教学设计就从认识种子的结构、探究影响花生种子萌发的因素开始。

经过解剖观察不同种子，学生能构建种子形态的多样性和结构的统一性，即虽然不同种子在大小、形状和结构上存在差异，但是种子都包含种皮和胚。胚是由受精卵发育而成的，是新植物体的幼体，所以种子最重要的功能是发育成新个体。当学生把种子作为一个系统进行研究时，不仅会关注种子中不同组分的分工和协作，以及这样的分工和协作最终的目的和意义，还会关注系统的发展变化趋势。种子在长期演化发展的过程中，从有胚乳种子演化发展为无胚乳种子，最重要的变化是种子中存贮的营养物质与胚的关系越来越密切，更加有利于这些物质在种子萌发过程中快速转移至胚芽、胚轴和胚根，从而为细胞的分裂、生长和分化提供充足的物质和能量。这就是种子萌发过程中，物质和能量变化的实质和意义。

教师引导学生注意：种子作为一个系统，所处环境中的一些因素会对其萌发产生影响。例如，温度、水分和空气，都是通过影响种子中营养物质的转运和利用，从而对胚的细胞的分裂、生长和分化产生影响，因此是种子萌发的重要影响因素。由此，学生认同：系统功能与稳态的维持需要物质和能量的驱动。物质和能量的利用可以促进系统的发展和变化，即种子萌发的过程。

种子萌发过程中，胚根发育成根，胚芽发育成茎和叶，学生能够观察到的是生长发育的现象。教师提出问题：生长发育从细胞层面上看：细胞发生了怎样的变化呢？学习活动就从宏观现象观察到微观机理的研究，即从细胞层面研究生长和发育现象。从细胞视角认识生命现象，必然要借助于显微镜进行观察，在这样的设计中，使用显微镜观察细胞是发现和解决问题的方法。借助于显微镜，学生可以观察到幼根，尤其是根尖部位是由不同形态结构的细胞组成的，细胞形态结构上的特化使得细胞之间就出现了功能上的分工。形态结构相似、功能相同的细胞群，构成了组织。不同组织由于构成的细胞的形态结构和排列方式的差异，出现了功