自中国共产党第十八次全国代表大会将“立德树人”确立为中国社会主义教育的根本任务,发展学生的核心素养已成为新课程体系建设的重点。教育部于2018年颁布的《普通高中生物学课程标准(2017年版)》将培养全体学生的生物学学科核心素养作为生物学的课程目标,生物学学科核心素养是在核心概念的构建过程中逐步形成的,为实现在教学过程中帮助学生有效理解抽象的核心概念及构建完整的知识体系,有研究指出应以知识单元作为课程教学设计的基本单位,注重知识概念间的关联,进行基于单元教学设计的教学实践活动。在理论研究方面,本研究结合教学设计的基本原理,对单元教学设计的概念和原则进行界定、选择系统化的单元教学设计表征模型、并对具体实施方法进行分析和讨论。在实践过程中,本研究选择生命科学领域发展速度最快、涉及范围最广、知识内容最繁杂、也是学生理解最为困难的遗传学板块知识为单元教学设计内容,依据上述方法与原则构建单元教学设计案例,首先从单元教学内容分析、学习者与学习环境分析、单元教学目标体系构建三个方面进行单元整体教学设计;然后在具体的课时教学目标要求下搭配课时类型,选择教学组织策略与方法,设计课堂教学情境与活动,完成课时具体教学设计。按照上述单元教学设计方案在贵州省铜仁市某普通高中二年级的两个理科班进行为期一个月的课堂教学实践活动,并通过多层次的教学评价对基于核心素养的高中生物学单元教学案例结果进行分析,得出研究结论。本文呈现了以“可遗传变异”单元为基本单位的单元教学设计案例,并进行了课堂观察记录、教师访谈结果、单元学业水平测试成绩分析等多种形式的教学评价。反馈结果显示经过三课时基于核心素养的单元教学实践活动,两个班级均有超过80%的学生构建了基因突变、基因重组等次位概念,并能利用这些概念分析和解释一定的生物学情境中的生命现象、解决实际问题,说明经过单元教学活动,学生初步构建了本单元的核心概念体系,生物学学科核心素养水平也得到了切实发展。此结果证明了单元教学设计对课时整体规划的优势,说明以此为指导的教学实践,在核心概念构建过程中发展学生生物学学科核心素养具有较高的可行性。但单元检测结果同时也反映出了学生对跨单元知识综合运用能力仍存在一定的不足、核心素养发展水平仍需进一步提高等具体问题,说明了以往的教学方式导致了学生科学思维素养的发展欠缺,难以主动建立跨单元概念间的联系。因此,在未来的单元教学设计过程中,教师需要高度重视关注学生科学思维能力的培养,帮助学生全面发展生物学学科核心素养。