“神奇的微生物”的逆向教學設計

張婷

教師該如何進行教學設計，并通過實施教學設計，使更多的學生真正理解他們所要學習的知識呢？美國課程與教學專家格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格在《追求理解的教學設計》簡稱UbD中提出：最好的教學設計是“以終為始”，從學習結果開始的逆向思考——即逆向設計。與傳統的教學設計相比，逆向設計提出在思考如何開展教與學活動之前，先要努力思考此類學習要達到的目的到底是什么，以及哪些證據能表明學習達到了目的，再設計對應的學習活動。因此，逆向設計的3個階段依次為：確定預期結果、確定合適的評估證據、設計學習體驗和教學。文章借鑒UbD的逆向教學設計思路和模板，對蘇教版《生物學》中“神奇的微生物”形成了教學設計，并應用于課堂實踐。

一、最近發展區下的預期結果分析

這里的預期結果是學生的“理解”，也是教學設計的目標。作為有持續性的理解，要基于學科內容，關注可遷移的大概念。當學生真正理解了之后才能做出有意義的判斷，能遷移運用知識與技能到新的環境和挑戰中。

在蘇教版八上教材中，先以學生較為熟悉的植物、動物入手，明確不同類群的生物各有其特征，在生物圈中具有不同的作用。有了這些內容的鋪墊，學生在對于微生物部分的學習過程中能進一步的運用比較分析、歸納等思維方式認知各類微生物的特征。在時代迅猛發展的背景下，當有陌生的事物出現時，學生也同樣能利用科學的思維方式來探尋事物的本質。

關于微生物，在學生的前概念中往往存在一些誤解。如：知道細菌、真菌這兩類生物的存在，但是生活中容易混為一談;會誤認平菇、靈芝等大型真菌是植物;會將細菌、真菌、病毒等微生物與有害建立等價關系，無法對其形成正確的生命觀念。

結合課程標準及蘇教版教材，制定教學目標如下：

1.明確微生物包括病毒、細菌、真菌等類群。

2.通過觀察、比較、分析等方法，明確真菌、細菌、病毒的主要特征，進一步形成結構與功能觀。

3.通過探究霉菌的生活環境，知道真菌一般的生活環境;并進一步推理出防止家中食品或衣物霉變的具體措施和培養大型真菌需要提供的一般條件。

4.能舉例說出一些細菌、真菌、病毒與人類生活的關系，認同微生物與人類的關系密切，進一步形成“尊重自然、順應自然、與自然和諧共生”的生命觀念。

二、“理解”六維度下的評估證據勘定

理解是復雜的多維的，那么如何證明學生已經實現了預期結果——理解呢？UbD中提出理解的六側面：解釋、闡明、應用、洞察、神入、自知，多元化的層次引導評估證據的選擇。

有效的評估不僅僅是在教學結束時一次考試，而應在教學過程中使用各種方法和形式收集大量的證據，包括口頭提問、觀察、對話、隨堂測試及表現性任務。而其中真實情境的表現性任務往往更能深入揭示學生的理解。

對應理解的六維度及所期達到的指標，制定的評估證據闡述如下：

1.解釋層面：學生能準確的、系統的、全面的呈現各類微生物的主要特征。

評估證據如下：先通過觀察明確各類微生物的結構，推測其生理功能。再通過繪制思維導圖，例舉出各類微生物，并歸納其主要特征及功能，比較不同類群的異同點。

2.闡明層面：學生能合理的、有感染力的演繹、表述各類微生物的本質。

評估證據如下：“我為細菌代言”，以第一人稱的角度來闡明細菌是一種什么樣的生物。學生可以從細菌結構的角度闡述，也可以具體舉例說明某種細菌的生活習性與人類生活的關系等。論述平菇、靈芝等大型真菌為什么不是植物而是真菌。病毒沒有細胞結構，但也是一種生物。這兩個問題也是學生前概念中容易產生誤解的，若能正確論述這兩個問題，能有力的佐證教學目標的達成。

3.應用層面：學生能在新的情境中運用已有知識和技能。

評估證據如下：說出生活中有效防止食物腐敗、衣物發霉的方法。理解這些生活小技巧背后的科學知識原理，若有創新的合理的設計或做法可評為“生活小達人”。能利用現成的菌包成功培養出一種可食用大型真菌。細心澆灌，每天觀察真菌的生長變化，形成觀察記錄。過程中學生所收獲的不僅僅是食物本身，還收獲到在文字敘述中不能體會到的情感。

4.洞察層面：學生能明確微生物對人類既有利又有害的兩面性。

評估證據如下：正確判斷微生物對人類是不是有害無利。說出微生物對人類的有利和有弊的例子。如，新冠病毒引發新冠肺炎，酵母菌可以釀酒，乳酸菌可以制作酸奶等。

5.神入層面：能接納微生物在生物圈中的存在，嘗試了解它們，研究它們，從而和諧共存。

評估證據如下：嘗試培養菌群，也可以通過觀察生活中食物的腐爛過程。觀看弗萊明、張文宏等科學家的故事，認同科學家對微生物的情感態度。

6.自知層面：在之后的生活中，能注重衛生健康;能辨識真偽信息。

評估證據如下：小組合作設計自評表，評價并反思自己的生活習慣。

三、活動要素視角下的學習活動鋪陳

設計學習體驗時，教師要從原來只需思考我們（作為設計者）想要完成的內容，轉向思考以下問題：誰是學習者（最終設計的使用者）？他們需要的是什么？在UbD中提出最佳的設計要兼具吸引力和有效性，要思考教學計劃中的WHERETO要素。W表示學習方向和原因，學生有清晰的學習目標，這是“最佳設計”的首要特征。H表示吸引和保持，E1表示探索、體驗、準備和使能，R表示反思、重新思考與修改，E2表示評價工作及進展，T表示量身定制，O表示為最佳效果而組織。教學設計過程如下：

1.創設情境，比較各類微生物的主要特征

教學過程：酸奶、甜米酒是如何制作出來的？所需的原料是什么？如何證明其中有微生物的存在呢？使用高倍顯微鏡觀察甜米酒中的酵母菌。出示乳酸菌的圖片，比較乳酸菌和酵母菌形態、結構等的異同點。

設計意圖：學生對美味食物的體驗，很容易激起學生的熱情。八年級的學生已經有一定的顯微鏡使用經驗，進一步的嘗試使用高倍鏡來觀察酵母菌是能實現的。因為乳酸菌較小，所以直接呈現圖片，學生通過比較能發現，酵母菌有細胞核而乳酸菌沒有成形的細胞核，形成概念原核生物、真核生物等一般概念;乳酸菌是分裂生殖、酵母菌的出芽生殖等。

教學過程：視頻呈現新冠肺炎的介紹，明確病毒的結構、種類、生活方式等。

設計意圖：新冠肺炎是目前對人們影響較近較大的疾病，學生之前來自各種途徑獲得的經驗將在課堂上概念化、系統化，對病毒形成正確的較全面的認識。

教學過程：繪制思維導圖，例舉出各類微生物，并歸納各類微生物的主要特征，比較不同類群的異同點。

分析資料，判別甲烷菌、肺炎雙球菌、足癬菌、埃博拉病毒等是哪種生物。

我為微生物代言：用自己的話來描述微生物是怎樣的一類生物。

設計意圖：學生可以個性化的呈現出對微生物主要特征的基本理解，完成之后學生展示，學生之間互相評價，進一步修改完善。基于理解，面對不熟悉的生物時，能嘗試由結構推測其功能，由功能表現推測或理解其結構特點，進一步判別其所屬類別，形成一定的結構與功能觀。

2.遷移運用，了解微生物對生物圈的影響

教學過程：按探究的一般步驟進行研究影響霉菌生長的生態因素，并完成實驗報告。明確真菌一般的生活環境。

舉例說明有效防止食物腐敗、衣服發霉的方法，并分析原理。

通過霉菌生活環境推測，其他大型真菌一般的生長環境，并嘗試培養幾種大型真菌。

分析“蘋果為什么會腐爛？”“蘋果的腐爛對于生物圈有什么意義？”

設計意圖：在通過探究活動明確霉菌的生活環境的基礎上，培養大型真菌這個真實情境，能有效檢驗學生遷移知識的能力。另外往往培養的過程中會遇到困難，教師要持續關注引導學生科學品質的形成。關于“蘋果”的兩個問題，讓學生能辯證的認識同一事物、同一事件的兩面性。

3.自我認知，如何與微生物和諧共存

教學過程：觀看張文宏醫生《感染病：人類與微生物的故事》演講視頻。

觀察蘋果、桔子、酸奶等食物腐爛的過程，分辨細菌、真菌菌落的不同。過程中，注意有一定的自我防護措施，如帶手套、口罩等。

小組合作設計衛生習慣自我評價表，定期自評。

設計意圖：直觀感知微生物的存在，微生物與人類之間的密切關系，從而認同“人與自然和諧共生”的生命觀念。通過視頻，感受科學家們在面對微生物進行科學研究時不畏懼不草率的科學精神，認同學習生物學以促進人類社會發展的價值。小組合作，根據實際情況設計衛生習慣評價表，能在之后的生活中時時督促自己注意個人衛生，健康生活。

四、教學實踐后的感悟

UbD設計清晰的目標導向，使學生的理解更深。學生作為終身學習者，當其任務被明確為學科的“核心”——大概念時，會促進他們的思維，連接不同的知識片段，運用多種技能去實現目標。過程中，也許會出現“誤解”（是嘗試了看似有道理卻不成功的知識遷移）。但只要有明確的、正確的方向，“誤解”終能打破。UbD設計清晰的目標導向，更有利于教師“用教材”，重組教學內容，教學設計直擊核心概念。教師需要提出的是具有啟發性的問題和創設真實有挑戰性的表現性任務，來引導學生達成目標。但教師的教學設計都應遵循一個循環：計劃——修訂——教學——評估——反思——調整，不斷循環往復。所以，筆者在認為UbD教學理念和嘗試實踐的路上，還需持續努力。

【參考文獻】

[1] 格蘭特·威金斯、杰伊·麥克泰 著;閆寒冰、宋雪蓮、賴平 譯. 追求理解的教學設計[M]. 上海：華東師范大學出版社，2017.

[2] 鄭國華、徐揚. 基于UbD逆向教學理論的“傳染病”[J]. 中學生物教學，2020（1）：25-27.

（作者單位：江蘇省常州市新北區實驗中學）