大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)設(shè)計

［摘 要］大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)，是在逆向設(shè)計理念的指導(dǎo)下，以大概念為核心導(dǎo)向來完成單元教學(xué)任務(wù)。文章以“基因的本質(zhì)”為例，闡述大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)策略的運用，為落實學(xué)科核心素養(yǎng)提供新視角。

［關(guān)鍵詞］大概念；單元主題教學(xué)；逆向設(shè)計

［中圖分類號］ G633.91 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-6058（2024）26-0087-04

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出了高中生物學(xué)課程的基本理念，即核心素養(yǎng)為宗旨、內(nèi)容聚焦大概念、教學(xué)過程重實踐和學(xué)業(yè)評價促發(fā)展[1]。那么，如何落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)呢？教育學(xué)者們認(rèn)為，關(guān)鍵途徑是進(jìn)行以學(xué)科核心素養(yǎng)為核心的大單元設(shè)計，而這些大單元設(shè)計又必須圍繞大概念來展開。由此可見，在新時代教育背景下，高中生物學(xué)教學(xué)必然朝著“大概念統(tǒng)攝下的單元設(shè)計”的方向發(fā)展。那么，如何實施大概念統(tǒng)攝下的單元教學(xué)，使學(xué)科內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，從而更好地落實學(xué)科育人呢？本文以人教版高中生物學(xué)必修2中的“基因的本質(zhì)”內(nèi)容為研究對象，運用大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)策略，旨在為大單元教學(xué)提供一個實踐案例，并為一線教學(xué)提供新的視角。

一、概念界定

（一）生物學(xué)大概念

生物學(xué)大概念是指反映生物學(xué)科本質(zhì)及其特殊性的、構(gòu)成生物學(xué)科框架的概念[2]，它能夠解釋和預(yù)測較大范圍內(nèi)的物體、事件和現(xiàn)象。生物學(xué)大概念在整個生物學(xué)的知識構(gòu)架中處于核心地位，具有統(tǒng)攝性、遷移性、可持久性、概括性等特性，能夠衍生出重要概念。重要概念是大概念的具體展現(xiàn)和支撐，本身也具有很強的概括性，需要通過實際情境來幫助學(xué)生深刻理解其內(nèi)在含義。次位概念則是從重要概念中分解出來的，是重要概念的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，同時也為大概念的形成奠定基礎(chǔ)。綜合來看，次位概念反映的是每堂課的教學(xué)重難點，只需要一個課時講授；而重要概念則需要多個課時的講解，學(xué)生才能明白其內(nèi)在含義，對連接次位概念和大概念至關(guān)重要。

（二）逆向單元主題教學(xué)

美國教育專家威金斯和麥克泰于1998年把“追求理解的教學(xué)設(shè)計”，即逆向教學(xué)設(shè)計理念，引入了教學(xué)領(lǐng)域。其教學(xué)流程通常為：首先確定預(yù)期的教學(xué)目標(biāo);其次設(shè)計出可以證明目標(biāo)實現(xiàn)的有效評價證據(jù)﹔最后制訂教學(xué)計劃。綜上所述，逆向教學(xué)設(shè)計的特點是將評估設(shè)計置于教學(xué)計劃之前，整個教學(xué)設(shè)計以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向，同時評價貫穿于整體教學(xué)過程，成為診斷和驅(qū)動教學(xué)的工具[3]，進(jìn)而促使學(xué)生進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)，有效地完成知識的理解和建構(gòu)。大單元教學(xué)是在核心知識基礎(chǔ)上總結(jié)出的一種教學(xué)方法，它以整合的知識內(nèi)容為學(xué)習(xí)單元。大單元教學(xué)要求教師要提升教學(xué)站位，從大處著眼，將教學(xué)核心內(nèi)容進(jìn)行凝練，囊括學(xué)科本質(zhì)和單元特性，并融合生物學(xué)科多維度核心概念，使教學(xué)知識更為結(jié)構(gòu)化和整體化。逆向單元主題教學(xué)是大單元教學(xué)與逆向教學(xué)設(shè)計的有機結(jié)合。

二、大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)過程

單元設(shè)計模型通常為“ADDIE”模型，包括分析、設(shè)計、開發(fā)、實施、評價[4]等環(huán)節(jié)。逆向教學(xué)設(shè)計模型為：構(gòu)建單元教學(xué)主題—要素分析—制訂深度學(xué)習(xí)目標(biāo)—設(shè)置發(fā)展性目標(biāo)評價方案—深度設(shè)計主題活動—實踐與反思[5]?；谶@兩個模型的整合，大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)過程，主要實施途徑包括：構(gòu)建單元概念—明確單元教學(xué)主題—要素分析—設(shè)定單元教學(xué)目標(biāo)—制定目標(biāo)評價方案—設(shè)計主題活動—實踐與反思。

（一）構(gòu)建單元概念

構(gòu)建單元概念是逆向單元主題教學(xué)的第一步，也是指明教學(xué)方向的關(guān)鍵一步。以“基因的本質(zhì)”為例，該內(nèi)容位于人教版高中生物學(xué)必修2《遺傳與進(jìn)化》模塊中。在《課程標(biāo)準(zhǔn)》的知識結(jié)構(gòu)中，該模塊包括兩個大概念，即“概念3：遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”和“概念4：生物的多樣性和適應(yīng)性是進(jìn)化的結(jié)果”。通過本模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生可了解生命的繁衍與發(fā)展，認(rèn)識生物界和生物多樣性，并形成生物進(jìn)化的觀點，從而建立正確的自然觀。“基因的實質(zhì)”屬于“概念3：遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”的內(nèi)容，也是本單元教學(xué)的大概念。在其統(tǒng)攝下，構(gòu)建本單元的概念結(jié)構(gòu)體系（如圖1），自上而下地從分子水平揭示遺傳物質(zhì)的“神秘面紗”。

（二）明確單元教學(xué)主題

單元教學(xué)主題是對單元核心內(nèi)容的凝練。依照教材的編排思路，“基因的本質(zhì)”這一知識模塊是按照科學(xué)史的發(fā)展順序進(jìn)行編排的。首先，呈現(xiàn)三個經(jīng)典實驗，每個實驗之間邏輯嚴(yán)密，共同證明了DNA是遺傳物質(zhì)。接著，介紹沃森和克里克的DNA雙螺旋模型的科學(xué)故事，闡釋DNA的分子結(jié)構(gòu)以及DNA作為遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。然后，從結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用假說-演繹法探討DNA的復(fù)制方法。最后，通過提供多份資料，引導(dǎo)學(xué)生分析基因和DNA的關(guān)系，得出結(jié)論：基因通常是帶有遺傳效應(yīng)的DNA片段。綜上所述，本單元從科學(xué)家探究遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)等科學(xué)史入手，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解基因的本質(zhì)。基于以上分析，本單元的教學(xué)主題可確定為“從分子水平認(rèn)識基因的本質(zhì)”。

（三）要素分析

1.教材內(nèi)容分析

“基因的本質(zhì)”單元包括“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”“DNA的結(jié)構(gòu)”“DNA的復(fù)制”和“基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”等四部分內(nèi)容。本單元中各章節(jié)之間聯(lián)系十分密切。第一章和第二章分別介紹了基因分離定律、基因自由組合定律和基因在染色體上。那么基因的本質(zhì)是什么？基因的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？基因的作用原理是什么？本單元正是基于這樣的疑問，通過再現(xiàn)科學(xué)史，一步步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識DNA作為遺傳物質(zhì)的特性、DNA的結(jié)構(gòu)特點和DNA的復(fù)制過程。最后，通過分析所提供的資料，幫助學(xué)生明確基因和DNA的關(guān)系，從而完美地解答學(xué)生在學(xué)習(xí)前兩單元后所產(chǎn)生的疑惑。這樣，學(xué)生可以從基因的物質(zhì)基礎(chǔ)、分子結(jié)構(gòu)、復(fù)制功能以及在遺傳中的作用等方面全面認(rèn)識基因。同時，本單元的內(nèi)容也為后續(xù)掌握“基因的表達(dá)”“基因突變及其他變異”“生物的進(jìn)化”等知識奠定基礎(chǔ)。在認(rèn)識基因的本質(zhì)的基礎(chǔ)上，學(xué)生才能深刻理解基因如何發(fā)揮作用、基因突變及其他變異的原因和意義等內(nèi)容，并最終理解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。因此，本單元起到了承上啟下的作用。

2.學(xué)情分析

本單元的授課時間安排在高一下學(xué)期。此時，學(xué)生通過初中階段生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)，對DNA和基因這兩個概念有了一定的了解。同時，在日常生活中，關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品、親子鑒定、基因檢測等生物詞匯也隨處可見，這使得學(xué)生對于DNA和基因等重要概念并不感到陌生。此外，當(dāng)今社會網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá)，學(xué)生可以通過多渠道獲取到相關(guān)信息。在初中階段，學(xué)生已經(jīng)初步接觸了生物的遺傳變異，了解了基因、DNA和染色體之間的聯(lián)系，并知道DNA是呈螺旋形的長鏈分子。通過高中“分子與細(xì)胞”課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生進(jìn)一步了解到，核酸包括DNA和RNA，它們分別由四種不同的核苷酸所構(gòu)成，而核苷酸又分為磷酸、五碳糖和堿基。同時，教材前面已經(jīng)介紹了“假說-演繹法”這種科學(xué)方法。這些為學(xué)生學(xué)習(xí)本單元奠定了基礎(chǔ)。盡管學(xué)生對重要概念和過程有了一定的認(rèn)識，但這種認(rèn)識還比較粗淺，仍停留在感性認(rèn)知的層面。對于一些復(fù)雜的過程，如DNA復(fù)制的過程、基因如何發(fā)揮作用等，學(xué)生的認(rèn)知可能較為模糊。由此可見，學(xué)生對基因相關(guān)知識的理解還存在局限性。在本單元的學(xué)習(xí)過程中需要解決這些問題，以深化學(xué)生對基因相關(guān)知識的理解。

（四）設(shè)定單元教學(xué)目標(biāo)

單元教學(xué)目標(biāo)是逆向單元主題教學(xué)設(shè)計的核心。在設(shè)計單元的教學(xué)目標(biāo)時，應(yīng)依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》，從整體出發(fā)，并在大概念統(tǒng)攝下，進(jìn)行如下設(shè)定：（1）通過探究遺傳物質(zhì)的本質(zhì)，基于結(jié)構(gòu)與功能觀，說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，進(jìn)而理解生命的物質(zhì)性和信息性；（2）通過分析遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、DNA結(jié)構(gòu)和DNA復(fù)制方式的科學(xué)史探究過程，了解“加法原理”“減法原理”“假說-演繹法”等科學(xué)技術(shù)手段與方法，能夠闡述DNA分子結(jié)構(gòu)特征和復(fù)制方式；（3）通過參與教材中的“探究·實踐”“思考·討論”等活動，完成DNA模型構(gòu)建，再現(xiàn)DNA復(fù)制方式的證明過程，培養(yǎng)探究能力、動手能力和團(tuán)隊合作能力；（4）通過對基因本質(zhì)認(rèn)知發(fā)展史的分析，能夠認(rèn)同科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對生物學(xué)科發(fā)展的重要性，進(jìn)一步領(lǐng)悟進(jìn)行多學(xué)科交叉融合的必要性。

（五）制定目標(biāo)評價方案

單元教學(xué)目標(biāo)評價置于課堂之前，這是逆向教學(xué)設(shè)計相較于傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵區(qū)別，這一做法能夠更好地保證單元教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)，使教師的課堂教學(xué)更加具有針對性，確保單元教學(xué)目標(biāo)始終貫穿整個教學(xué)過程。依據(jù)單元目標(biāo)的特性及課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，評價方案可分為定性評價與定量評價兩種（如表1）。定性評價可以通過表達(dá)性任務(wù)、課堂提問、小組合作探究等多種形式進(jìn)行。定量評價可以通過隨堂檢測、單元檢測等形式進(jìn)行?？偟膩碚f，單元目標(biāo)評價的形式多種多樣，而根據(jù)評價的結(jié)果對教學(xué)活動進(jìn)行及時調(diào)整，能讓單元教學(xué)目標(biāo)更好地實現(xiàn)。

（六）設(shè)計主題活動

設(shè)計主題活動是實現(xiàn)逆向單元主題教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在制定了單元主題教學(xué)目標(biāo)后，需要思考如何設(shè)計教學(xué)活動來落實這些目標(biāo)，并指向生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)基于原有的知識經(jīng)驗，對新知識進(jìn)行有意義的建構(gòu)。同時，教學(xué)活動也應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和思維特點。基于以上分析，本單元的教學(xué)圍繞大概念統(tǒng)攝下的單元核心問題，設(shè)計一系列可操作、高效且有趣的主題活動（如表2），以輔助學(xué)生實現(xiàn)本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師應(yīng)根據(jù)評價證據(jù)，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并有針對性地解決學(xué)生出現(xiàn)的問題。

（七）實踐與反思

大概念統(tǒng)攝下的“基因的本質(zhì)”逆向單元教學(xué)設(shè)計，以學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向，聚焦大概念，旨在促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。通過此設(shè)計，學(xué)生能夠理解碎片化知識之間的內(nèi)在邏輯，內(nèi)化相關(guān)知識，并搭建起概念網(wǎng)絡(luò)。在教學(xué)活動方面，設(shè)計的教學(xué)活動應(yīng)以學(xué)生為中心，服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)，通過豐富的活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，運用情境任務(wù)驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)會知識的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化，完成概念構(gòu)建，進(jìn)而發(fā)展個人的學(xué)科核心素養(yǎng)。在教學(xué)評價方面，注重證據(jù)多樣化，更加重視學(xué)生能力的全面發(fā)展。

在教學(xué)實踐中，采用該教學(xué)模式可以讓學(xué)生對本單元的重要概念形成清晰的認(rèn)識，并能闡述DNA作為遺傳物質(zhì)所展現(xiàn)的特征。然而，部分學(xué)生在運用數(shù)學(xué)方法來描述生命活動規(guī)律方面尚存不足。對此，教師在教學(xué)活動中可增設(shè)構(gòu)建DNA復(fù)制模型的環(huán)節(jié)，以此加深學(xué)生對該知識點的理解，并加強該內(nèi)容的練習(xí)，進(jìn)而突破難點。

三、討論與展望

大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)，是一種在大概念引領(lǐng)下，將單元教學(xué)目標(biāo)和評價方案前置，使其貫穿整個教學(xué)過程，確保每個教學(xué)環(huán)節(jié)都服務(wù)教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)模式?；诖蟾拍钸M(jìn)行分析和解決問題，可以加深學(xué)生對大概念的理解，使其建立起大概念和單元重要概念之間的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生物知識的結(jié)構(gòu)化。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，逆向單元主題教學(xué)可以進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確，提高學(xué)生的課堂參與度、分析解決問題的能力以及學(xué)科核心素養(yǎng)。這種新模式更符合未來教學(xué)的發(fā)展需求。同時，大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)是一個動態(tài)變化的過程。在具體實踐中，教師要不斷收集所出現(xiàn)的問題和學(xué)生的反饋，及時對教學(xué)設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，使其始終處于優(yōu)化狀態(tài)，以保障學(xué)生學(xué)習(xí)的高效性。這一過程對教師提出了更高的能力要求，需要教師投入更多的時間和精力。因此，筆者希望有更多的學(xué)者能夠進(jìn)行深入探究，為大概念統(tǒng)攝下的逆向單元主題教學(xué)提供豐富的案例，共同促進(jìn)基礎(chǔ)生物學(xué)教學(xué)的發(fā)展。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版2020年修訂[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 余文森.論學(xué)科核心素養(yǎng)形成的機制[J].課程·教材·教法，2018（1）：4-11.

[3] 葉海龍.逆向教學(xué)設(shè)計簡論[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2011（4）：23-26.

[4] 鐘啟泉.學(xué)會單元設(shè)計[J].新教育，2017（14）：1.

[5] 杜變變，李胤寧，杜娟娟.基于深度學(xué)習(xí)的逆向單元主題教學(xué)設(shè)計[J].中學(xué)生物教學(xué)，2022（31）：35-39.

（責(zé)任編輯 羅 艷）