UbD模式下高中生物學深度學習案例研究

摘 要：UbD模式以追求理解的逆向教學設計為深度學習提供了新的范式。本文從明確預期結果—確定評估證據(jù)—規(guī)劃教學過程三個方面踐行深度學習，從出發(fā)目標的設計改變了教學結束才進行評價的不足，提高教師基于證據(jù)進行評價并及時反饋的能力。通過以評促學的方法，實現(xiàn)以學生為主體、以理解為核心的深度學習。

關鍵詞：UbD模式；教學評價；深度學習

文章編號：1003-7586（2024）06-0045-03

中圖分類號：GG33.91 文獻標識碼：B

深度學習是學生在教師引領下，以理解為核心，在真實情境中積極體驗、獲得發(fā)展的進階式學習過程。^［1］UbD模式是美國課程改革專家威金斯（Grant Wiggins）和麥克泰（Jay McTighe）提出的“以學生為主體，旨在提高學生深度理解和持久性學習能力”的逆向設計教學模式。UbD模式聚焦大單元設計，讓課時計劃跟隨大單元計劃，使單課教學更加具有方向性和連續(xù)性，有利于實現(xiàn)復雜的教學目標。UbD模式的特點是評價設計先于教學活動，其評估方案包括“學什么”以及“學到什么程度”，旨在引導學生進行深度學習。UbD模式圍繞進階式學習目標設計相應的評價內(nèi)容，使教學活動指向具體目標，有利于實現(xiàn)“為理解而教”的深度學習，為深度學習提供了新的范式。該模式包含明確預期結果、確定評估證據(jù)和規(guī)劃教學過程三個方面。本文以“基因的表達”一節(jié)為例，闡述基于UbD模式的深度學習過程。

1 明確預期結果

UbD模式的目標是具有深遠影響的長期遷移目標，是學生通過一段時間學習后獲得的學科核心素養(yǎng)。教師要充分強調(diào)長期遷移目標，才能使教學設計聚焦教學重點，使各課時目標形成一個相互關聯(lián)的系統(tǒng)，避免教學中各課時的聯(lián)系不夠緊密。

《普通高中生物學課程標準（2017年版2022年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）統(tǒng)領教學活動，是審視各單元需要落實的核心素養(yǎng)和關鍵能力的標準。學業(yè)質(zhì)量標準展示了學生學習成就的表現(xiàn)，由低到高劃分為4個層次，用于檢測學生核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。本文結合高一學生的學情，通過綜合分析《課程標準》的內(nèi)容要求、學業(yè)質(zhì)量標準和教材的單元知識網(wǎng)絡（見圖1），確定“基因的表達”一節(jié)的預期學習目標包括以下3個方面（見表1）：

2.構建轉錄過程的模型

2 確定評估證據(jù)

根據(jù)預期結果設計UbD模式的評價方案，應先明確目標達成時的表現(xiàn)，并設計相應任務作為目標達成的證據(jù)，再設計學案、評價標準等作為評估工具，最后從預期目標角度再次審查評價方案是否評價了所有目標。^［3］

評價方法的多樣化有利于全面獲取評價證據(jù)?！盎虻谋磉_”一節(jié)內(nèi)容的形成性評價方案從知識與技能、理解意義、長期遷移三個維度展開設計（見表2）。知識與技能目標通常與識記性任務和操作性任務相匹配，常用的評價方式有提問、課堂觀察、紙筆測試等。但理解教學目標與長期遷移目標是一種內(nèi)隱的科學素養(yǎng)，僅通過單一的、短期的評價方式無法獲得足夠的評價證據(jù)。因此，設計表達性任務、表現(xiàn)性任務和相應的評價標準是獲取充足的評價證據(jù)的保障。

3 規(guī)劃教學過程

UbD模式從預期結果逆向思考教學設計。明確教學過程的預期結果才能選擇合適的教學內(nèi)容、方法和活動。學生學習“基因的表達”內(nèi)容需要理解大量抽象的分子生物學觀點和特殊的研究方法，因此自主體驗和主動構建是獲得觀點和方法的重要途徑，仔細設計表達性任務和表現(xiàn)性任務是教學設計的重要環(huán)節(jié)。

3.1 設計表達性任務

學生通過分析RNA與DNA的結構異同點，從表格中找出支持RNA作為DNA信使的證據(jù)。教師再提出，以上分析僅是理論水平上的可能性，RNA是否是DNA的信使還需要實驗證據(jù)的支撐，并引導學生根據(jù)提供的科學史材料設計實驗驗證該觀點。應用論證式概念學習模式進行深度學習，有助于學生重新體驗概念的形成過程，實現(xiàn)深度學習目標（見圖2）。

設計意圖：以真實科學實驗創(chuàng)設情境，推理得出連接細胞核和細胞質(zhì)的“橋梁”是RNA，最后生成基因表達的概念。該活動使教學緊扣目標，避免師生在比較RNA與DNA異同點時花費大量精力，同時提高學生論證與設計實驗的能力水平。

3.2 運用轉錄模型

小組分工合作，合理選擇材料構建轉錄模型。學生將不斷提出問題：如何確定RNA合成的模板鏈？DNA兩條鏈的堿基序列與mRNA堿基序列有哪些異同？這對保證遺傳信息的準確傳遞有什么意義？轉錄與DNA復制有什么共同之處？此外，在小組代表的演示過程中，常出現(xiàn)“隨機選擇RNA鏈的延伸方向”“隨機選擇DNA的一條鏈做模板”等錯誤觀念。通過小組合作和討論交流，學生能將RNA聚合酶識別DNA上的特殊位置與新鏈合成方向是5′端→3′端的知識點聯(lián)系起來，逐步歸納決定轉錄模板鏈的因素，從而完善轉錄過程的模型。然后應用轉錄過程的模型，分析“同一個體的不同細胞中含有不同蛋白質(zhì)”的資料，總結影響細胞中基因轉錄過程的可能因素。

設計意圖：通過小組合作構建模型，引導學生不斷思考遺傳信息精確傳遞的原因及影響遺傳信息傳遞的因素。然后引導學生用自己的語言闡述轉錄過程和實質(zhì)，從而認同遺傳信息傳遞是物質(zhì)、能量和信息統(tǒng)一作用的結果。

3.3 設計表現(xiàn)性任務

作品展示能評價長期遷移目標的達成情況。完成表現(xiàn)性任務時，能最大限度地激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的潛力。教師以“2023年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲獎項目與新冠病毒的mRNA疫苗的關系”為情境，旨在確保任務的真實可靠，有利于激發(fā)遷移、引出證據(jù)、及時評價。

評價標準是利用一定衡量標準來反映學生在表現(xiàn)性任務中的表現(xiàn)，并及時作出相應反饋的評價工具。與其他評估工具相比，標準的三個維度都含有入門、初級、熟練、突出四個水平。在綜合分析學習目標、評價方式和學情的基礎上，使評價標準以學生能理解的表述方式呈現(xiàn)（見表3）。

根據(jù)量規(guī)的衡量標準，設計以下表現(xiàn)性任務：2023年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎率先揭曉，科學家卡塔林·卡里科（Katalin Kariko）和德魯·魏斯曼（Drew Weissman）獲獎，以表彰他們在針對新冠感染的mRNA疫苗開發(fā)方面的貢獻。新冠病毒的某種蛋白質(zhì)能激活免疫系統(tǒng)，而mRNA不能激活免疫系統(tǒng)。那么，為什么mRNA能被用于制作疫苗？如何制造針對新冠病毒的mRNA疫苗？請收集資料，制作宣傳海報并在學校宣傳欄中展示。

設計意圖：轉錄受多種因素影響，生命活動具有復雜性。應用該評價標準能呈現(xiàn)學生在各維度的現(xiàn)有水平，為教師和學生提供反饋，促進學生自主學習，有利于發(fā)展學生的元認知水平。

4 總結

在“三新”背景下，傳統(tǒng)課堂需向“教—學—評”一體化的課堂轉型，而教師的評價能力限制了課堂轉型。采用UbD模式進行教學設計能讓教師盡快嘗試評價設計并沉浸體驗“教—學—評”一體化過程。但UbD模式并不是一種萬能的模板，“明確預期結果—確定評估證據(jù)—規(guī)劃教學過程”并不是簡單的線性流程。在設計過程中，教師要不斷思考不同階段的關聯(lián)性。教師要不斷提高理論修養(yǎng)和專業(yè)能力，主動將教育理論與教學實踐有機結合，從而促進學生深度學習，逐步落實“教—學—評”一體化理念。

參考文獻

［1］郭華.深度學習及其意義［J］.課程·教材·教法，2016（11）：25-32．

［2］趙萍，郭澤琳.深度學習視域下逆向單元教學設計在高中數(shù)學教學中的應用成效［J］.華南師范大學學報（社會科學版），2022（3）：54-65+206．

［3］謝冬梅.基于科學史實發(fā)展科學思維的教學設計——以“基因指導蛋白質(zhì)的合成”第1課時為例［J］.生物學教學，2022（4）：55-56．