核心素養(yǎng)視域下“植物呼吸作用”的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)

曹華

【內(nèi)容摘要】逆向教學(xué)設(shè)計(jì)有助于學(xué)生構(gòu)建學(xué)科概念體系，獲得知識(shí)內(nèi)容的深度理解，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。因此，在初中生物教學(xué)中，借鑒逆向教學(xué)設(shè)計(jì)具有重要意義。研究以蘇教版初中生物“植物的呼吸作用”一節(jié)的教學(xué)為例，通過(guò)深度備課、預(yù)期結(jié)果，深度思考、證據(jù)評(píng)估，以及深度架構(gòu)、設(shè)計(jì)活動(dòng)為教學(xué)手段，分別實(shí)現(xiàn)了核心素養(yǎng)的錨定、素養(yǎng)表現(xiàn)的勘定與素養(yǎng)滲透的尋定。

【關(guān)鍵詞】UbD? 教學(xué)設(shè)計(jì)? 初中生物? 呼吸作用? 核心素養(yǎng)

UbD是以“結(jié)果為導(dǎo)向”的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)，分為三階段：先確定學(xué)生要獲得的預(yù)期結(jié)果→再確定合適的評(píng)估證據(jù)→最后設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)活動(dòng)。先確定預(yù)期結(jié)果，有效避免“沒(méi)目標(biāo)的活動(dòng)式教學(xué)”和“沒(méi)活動(dòng)的灌輸式教學(xué)”。預(yù)期結(jié)果專注于大概念，強(qiáng)調(diào)在解決真實(shí)情境的真實(shí)問(wèn)題中，學(xué)生主動(dòng)地構(gòu)建出大概念。防止知識(shí)內(nèi)容碎片化，理解表面化。促進(jìn)學(xué)生的深度理解。利于培育學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，因此，本文利用UbD對(duì)“植物的呼吸作用”的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下的實(shí)踐研究。

一、常規(guī)教學(xué)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

蘇教版初中生物七年級(jí)上冊(cè)第六章第三節(jié)：植物的呼吸作用是學(xué)生要理解的一個(gè)重要概念。其實(shí)質(zhì)是：植物分解有機(jī)物，釋放能量用于各種生命活動(dòng)。傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)大多是從植物呼吸作用中的氣體變化為切入點(diǎn)，利用實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解植物體也有類似人的呼吸：吸入氧氣，呼出二氧化碳。但是對(duì)于“分解有機(jī)物釋放能量”卻沒(méi)有更深入的、行之有效的教學(xué)策略。學(xué)生會(huì)將“呼吸”和“呼吸作用”混為一談。沒(méi)有理解呼吸作用這一重要概念，更是沒(méi)有在物質(zhì)與能量之間建立起關(guān)聯(lián)，不利于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。與此同時(shí)，美國(guó)課程與教學(xué)專家格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格提出的“追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)”（understanding by design以下簡(jiǎn)稱“UbD”），能有效解決以上問(wèn)題。

二、基于UbD理念下的教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）深度備課、預(yù)期結(jié)果——錨定核心素養(yǎng)

確定預(yù)期結(jié)果，從學(xué)生視角看，即學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，理解什么，能夠做什么。從教學(xué)設(shè)計(jì)者角度看，即根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容，確定具體課程的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生需要理解的大概念（即初中階段的重要概念）、能夠應(yīng)用的技能、基于大概念的深度理解而創(chuàng)設(shè)的真實(shí)情境中的基本問(wèn)題。因?yàn)榇蟾拍钐幱趯W(xué)科的中心位置，反映了學(xué)科本質(zhì)。是培育學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要基礎(chǔ)，最終落實(shí)立德樹(shù)人這一教育的根本任務(wù)。所以大概念是教學(xué)設(shè)計(jì)的核心。通過(guò)對(duì)現(xiàn)行初中生物的課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）和蘇教版教材內(nèi)容的研讀，本節(jié)課確立的教學(xué)目標(biāo)是：植物的呼吸作用，學(xué)生將要理解的大概念是：在生物體內(nèi)，細(xì)胞能通過(guò)分解糖類等獲得能量，同時(shí)生成二氧化碳和水。學(xué)生對(duì)植物的呼吸作用及其與生產(chǎn)生活的聯(lián)系知之甚少，所以，一個(gè)與真實(shí)生產(chǎn)生活密切聯(lián)系的基本問(wèn)題可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)、探究興趣，引領(lǐng)學(xué)習(xí)過(guò)程。根據(jù)蘇教版初中生物學(xué)的教材安排，學(xué)生在學(xué)習(xí)植物的呼吸作用之前，已知植物光合作用合成有機(jī)物，為人類提供含有豐富有機(jī)物質(zhì)的糧食。民以食為天，如何儲(chǔ)存好糧食對(duì)于每一個(gè)人都至關(guān)重要，以此為切入點(diǎn)，確立基本問(wèn)題。既與植物的呼吸作用有關(guān)，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培育學(xué)生關(guān)注社會(huì)生產(chǎn)生活的責(zé)任意識(shí)。植物的呼吸作用內(nèi)容過(guò)于抽象、不易理解，用直觀、具體的探究實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生逐步構(gòu)建、揭示本質(zhì)。符合初中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。在此過(guò)程中培育學(xué)生的多種關(guān)鍵技能和發(fā)展學(xué)生的多方面的核心素養(yǎng)。

以下是預(yù)期結(jié)果的內(nèi)容：預(yù)期目標(biāo)：植物的呼吸作用。學(xué)生將要理解的大概念：在生物體內(nèi)，細(xì)胞能通過(guò)分解糖類等獲得能量，同時(shí)生成二氧化碳和水。基本問(wèn)題：儲(chǔ)存在糧庫(kù)里的糧食溫度會(huì)升高，而且濕度越大，溫度升高的越快，是什么原因？培養(yǎng)的關(guān)鍵技能：科學(xué)探究能力;科學(xué)思維能力;小組合作能力，表達(dá)交流能力，知識(shí)的遷移應(yīng)用能力。培育學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)：科學(xué)探究、科學(xué)思維、物質(zhì)與能量觀、社會(huì)責(zé)任。

（二）深度思考、證據(jù)評(píng)估——勘定素養(yǎng)表現(xiàn)

傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)注重紙筆測(cè)試，而且大多放在單元或?qū)W期結(jié)束，評(píng)價(jià)內(nèi)容形式也多是以針對(duì)碎片化知識(shí)的簡(jiǎn)單記憶、再認(rèn)的選擇和填空題型。評(píng)價(jià)形式單一，評(píng)價(jià)內(nèi)容沒(méi)有指向?qū)W生理解的大概念及其理解程度。也無(wú)法衡量學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培育情況。評(píng)價(jià)效度低。而UbD的第二階段，就先于教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)確定預(yù)期結(jié)果的評(píng)估證據(jù)，并預(yù)先告知評(píng)估證據(jù)的類型和標(biāo)準(zhǔn)，有效指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)。為教師的教學(xué)設(shè)計(jì)指明方向。評(píng)估的內(nèi)容精準(zhǔn)指向預(yù)期結(jié)果中學(xué)生要持久理解的大概念、理解的程度。大概念是隨著探究和思維逐漸生成的，有效的評(píng)估證據(jù)也應(yīng)該是隨著理解的推移而形成多樣化的“證據(jù)集”。如：隨堂觀察，問(wèn)答，展評(píng)，傳統(tǒng)隨堂測(cè)試，開(kāi)放性問(wèn)答題以及表現(xiàn)性任務(wù)與項(xiàng)目。而理解的外在表現(xiàn)是大概念的有效遷移應(yīng)用。因此設(shè)計(jì)真實(shí)情境中解決實(shí)際問(wèn)題的“表現(xiàn)性任務(wù)”的評(píng)估方式，能更好評(píng)估學(xué)生是否真正理解及理解程度。對(duì)于一些記憶層面的生物學(xué)事實(shí)，就可以用紙筆測(cè)試;基本技能，就可以采用實(shí)際操作測(cè)評(píng)等。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，找尋與之相匹配的、多樣化的評(píng)估類型，以增加評(píng)估證據(jù)的有效度。也在一定程度上呈現(xiàn)了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)情況。植物的呼吸作用與人類的生產(chǎn)生活密切聯(lián)系，根據(jù)階段1確定的預(yù)期結(jié)果，制定的評(píng)估任務(wù)有：表現(xiàn)性任務(wù)：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)糧庫(kù)或新鮮蔬果儲(chǔ)存室，能更好的儲(chǔ)存糧食或蔬果？

（2）選擇合適的花盆和土壤類別來(lái)栽種一種種子植物，并說(shuō)出選擇的依據(jù)，給種子提供的條件？

隨堂問(wèn)答：

（1）洪澇災(zāi)害后，為什么要及時(shí)給農(nóng)作物排水？

（2）冬季夜晚臥室內(nèi)為什么不能放太多的綠色植物？

（3）摘下的天竺葵葉片在黑暗處24h后，葉片中的淀粉為什么會(huì)消耗掉？

課上探究實(shí)驗(yàn)：

（1）驗(yàn)證植物會(huì)消耗淀粉;

（2）驗(yàn)證植物會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，消耗氧氣。

課外拓展探究實(shí)驗(yàn)：

（1）探究溫度對(duì)呼吸作用的影響;

（2）探究植物其他器官的呼吸作用。

（三）深度架構(gòu)、設(shè)計(jì)活動(dòng)——尋定素養(yǎng)滲透

理解本質(zhì)上通常是抽象的、不明顯的，不能通過(guò)“灌輸”實(shí)現(xiàn)，觀點(diǎn)也不可能“傳授”或“教”給他人，而是需要持續(xù)性探究的啟發(fā)式教學(xué)。激發(fā)學(xué)生主動(dòng)“揭示”其本質(zhì)和含義，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)理解。因此，教學(xué)設(shè)計(jì)要根據(jù)預(yù)期結(jié)果和評(píng)估證據(jù)，讓學(xué)生在真實(shí)情境中進(jìn)行相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐體驗(yàn)等活動(dòng)，有助于學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。同時(shí)讓生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培育落地到課堂教學(xué)中來(lái)。另外在教學(xué)設(shè)計(jì)中，還要明確學(xué)習(xí)內(nèi)容的優(yōu)先次序，不能本末倒置，防止偏離大概念的構(gòu)建生成?；谝陨详P(guān)鍵思考，UbD給出了以學(xué)生為主體的WHERETO教學(xué)設(shè)計(jì)模板：W-了解單元目標(biāo)及原因。H-吸引注意力并保持。E-提供必要的經(jīng)驗(yàn)、工具、知識(shí)，以及技能支撐進(jìn)行探索和體驗(yàn)。R-提供重新思考大概念，反思、修改的機(jī)會(huì)。E-提供展示和自我評(píng)估機(jī)會(huì)。T-提供個(gè)性發(fā)展空間。O-合理組織教學(xué)，使學(xué)生獲得深刻理解。

以下是根據(jù)WHERETO要素，對(duì)“植物的呼吸作用”內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

1.構(gòu)建植物的呼吸作用消耗有機(jī)物，產(chǎn)生能量。

（1）展示視頻：糧庫(kù)儲(chǔ)存糧食要注意的關(guān)鍵點(diǎn)是防止溫度升高。（2）問(wèn)題：儲(chǔ)存在糧倉(cāng)里的糧食，溫度會(huì)升高，而且濕度越大，溫度升高的越快，這是怎么回事呢？-W，H。（3）展示：實(shí)驗(yàn)：活的小麥種子在濕度增加的情況下，溫度升高，而煮熟的小麥種子，溫度沒(méi)有升高。-H。（4）介紹：溫度升高，說(shuō)明種子散發(fā)出了熱能，是能量的一種形式。-E。（5）小組探究實(shí)驗(yàn)并歸納總結(jié)：種子釋放熱量，有機(jī)物含量減少。-E，T，O。（6）摘下的天竺葵葉片在黑暗處24h后，葉片中的淀粉為什么會(huì)消耗掉？-E，R。

2.構(gòu)建植物的呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳，消耗氧氣。

（1）問(wèn)題：糧庫(kù)若是久不開(kāi)啟，糧庫(kù)管理員是不能直接進(jìn)入的，否則就會(huì)出現(xiàn)呼吸困難，暈厥等現(xiàn)象。這是怎么回事呢？-H。

（2）原理介紹：檢測(cè)二氧化碳、氧氣的方法。-E。

（3）學(xué)生小組設(shè)計(jì)、實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)，并歸納總結(jié)。小組展示，組間互評(píng)-E，T，O。

（4）洪澇災(zāi)害后，為什么要及時(shí)給農(nóng)作物排水？-R-E。

（5）冬季夜晚臥室內(nèi)為什么不能放太多的綠色植物？-R-E。（隨堂問(wèn)答：評(píng)估學(xué)生的理解程度）

3.構(gòu)建植物呼吸作用實(shí)質(zhì)。

（1）問(wèn)題：植物體其他器官的活細(xì)胞是否也具有呼吸作用呢？-H。

（2）學(xué)生小組用其他植物器官進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論-E，T，O。

（3）問(wèn)題：植物為什么進(jìn)行呼吸作用？-H。

（4）學(xué)生小組歸納總結(jié)植物呼吸作用實(shí)質(zhì)-R，E。

4.構(gòu)建生物都需要呼吸作用。

（1）問(wèn)題：人活著需要從外界獲取什么物質(zhì)？排出什么物質(zhì)？人為什么需要有機(jī)物和氧氣？呼出二氧化碳？-H。

（2）學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際和已有知識(shí)獨(dú)立思考回答。

（3）展示：食物發(fā)霉并逐漸消失的過(guò)程。-H。

（4）問(wèn)題：食物為什么消失不見(jiàn)了？-H。

5.表現(xiàn)性任務(wù)。-R，E，T，O（學(xué)生小組設(shè)計(jì)活動(dòng)，實(shí)施，并以報(bào)告單+視頻+圖片的形式展評(píng)）：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)糧庫(kù)或新鮮蔬果儲(chǔ)存室，能更好的儲(chǔ)存糧食或蔬果？（2）請(qǐng)根據(jù)資料單選擇合適的花盆和土壤類別來(lái)栽種一種種子植物，并說(shuō)出選擇的依據(jù)，給種子提供的條件？（3）課外探究：在一定范圍內(nèi)，溫度越高，有機(jī)物分解的越快?；蛱骄恐参锲渌鞴俚暮粑饔?。

基于UbD，可以有效關(guān)注學(xué)生對(duì)大概念的深度理解，培育學(xué)生多種生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，利于初中生物教學(xué)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 格蘭特·威金斯、杰伊·麥克泰格 著;閆寒冰、宋雪蓮、賴平 譯. 追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)[M]. 上海：華東師范大學(xué)出版社，2017.

[2] 中華人民共和國(guó)教育部. 義務(wù)教育生物新課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S]. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

（作者單位：江蘇省常州市新北區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)）