自《普通高中生物学课程标准(2017版)》为落实党的教育方针而凝炼出生物学学科核心素养后,就如何切实落实学科核心素养以及改变教师的教学观念的思考和实践就迫在眉睫。为了在更大的视野上即单元教学中落实核心素养、促进学生的理解,让评价和教学真正地围绕教学目标展开从而起到促进教学、改善教学的作用,本研究将在2019年版高中生物学必修1《分子与细胞》中开展基于UbD(Understanding by Design,追求理解的教学设计)模式的高中生物学单元教学,对教材中的章节进行重新地划分,以单元的形式进行教学设计和实际应用。本研究采用文献法、教育实验研究法、观察法和访谈法等,首先对UbD模式和单元教学的国内外现状进行搜集整理,其次将两者的操作流程结合起来制订适用于该种教学模式的全新的操作流程,再次就是遵照教材中各章节的逻辑顺序重新划分单元并进行教学设计,最后将教学设计应用于实际教学中。通过运用独立样本T检验对实验班和对照班的两次后测成绩从生命观念、科学思维、科学探究、社会责任以及总成绩五个方面进行分析,表明该种教学模式能够显著地提高学生的学业成绩;通过对比分析实验班和对照班的课堂观察记录,表明该种教学模式能够有效活跃课堂气氛,提高学生的课堂参与度和表达欲望;通过综合分析四位一线生物教师的访谈记录,表明该种教学模式能够帮助教师将放置于“课时主义”和终结性评价的教学视野,转向关注在单元的范围内规划各课时,并适当增加形成性评价在评价中的占比。对学生成绩、课堂观察记录以及对教师的访谈记录综合进行分析后,本研究的结论如下:第一,基于UbD模式的高中生物学单元教学有利于培养学生的生物学学科核心素养。第二,基于UbD模式的高中生物学单元教学设计有利于改善学生的课堂表现。第三,基于UbD模式的高中生物学单元教学设计有利于转变教师的教学观念。