高中生物學逆向教學設計實踐應用與教學評價研究

摘 要：在高中生物學課堂教學中仍舊存在課堂教學設計的目標性不強、無法對目標教學的達成情況進行評測以及師生過于注重知識的傳授與獲取、過于注重表層學習等現象，從而使生物學教學效率較低，學生無法對知識進行內化與遷移。面對此種情況，高中生物學教師必須積極轉變自身教學模式與教學理念。以“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”為單元主題對逆向教學設計在高中生物學課堂中的應用進行深入研究，希望可以借此幫助一線教師對此生物學大概念的逆向設計進行深入理解與融會貫通。

關鍵詞：高中生物學;逆向教學;實踐應用;教學評價

如今正是知識經濟時代，學生僅僅對程序性知識以及事實性知識進行記憶無法達到社會對人才的需求，學生要對復雜概念進行深入理解，并可以根據此種理解生成新的理論與知識。促使學生對知識進行深層次的理解是教育者永恒的追求，但在高中生物學教學課堂中，很多教師通常會遇到學生無法順利完成知識遷移的情況，說明學生對知識、概念的理解是不到位的。盡管新課改推行十幾年，一些教師在教學設計與教學模式應用中還會陷入誤區。而逆向教學模式的應用為師生雙方提供了明確的學與教的框架，保證整體教學活動始終圍繞課程核心與重點內容開展，以提高課堂教學的有效性。

一、逆向教學設計概述

逆向教學設計是應用逆向思維對教學程序進行設計的一種新型教學模式，與傳統的教學模式設計應用框架極為不同。在傳統教學過程中，生物學教師往往是根據已有材料中出現的知識點對教學目標進行設置，而后確定教學重難點，正確實施教學活動，最后再根據反饋對學生學習情況進行評估，教學設計順序為目標—活動—評價。而逆向設計則提倡設計優先，教師根據教學內容、學生情況以及標準對教學目標進行設定[1]。思考學生需要掌握何種技能才可以達成學習目標，有哪些可以被最終認為學生學習結果的證明，如何利用課堂活動，促進學生提升能力，提升素養，所依據的是目標—評價—活動的教學設計。逆向設計教學模式的應用最終是為了實現學生的深層次理解，因此其教學活動與評價形式的開展都指向理解。在教學活動開展的過程中，也格外注重學生對知識理解能力的形成過程，通過多元化的評價方式對學生的學習情況進行反饋，并最終指引教學活動的開展，直至學生達成預期教學目標。因此，逆向設計又被稱為重理解的課程設計。先考慮評價、再考慮教學活動的設想，與傳統模式下先學習后評價的教學設計截然不同，因此被稱為逆向設計。

二、逆向教學設計操作步驟

美國教育學家為了克服傳統教學評價模式的弊端，提出了注重理解的逆向設計理論。逆向設計教學模式將傳統的教學形式進行翻轉，將目標作為導向開展教學，總體分為確定學習目標、選用合適的評估方式、設計教學活動三個階段。在課堂教學開始時確定預期的教學目標，而后圍繞整體目標設定合理的評估證據，并將教學活動設計放于最后，這是傳統教學模式與逆向教學模式兩者的核心區別。

教師在確定學習目標之前需要進行深入思考：何種學習內容是學生值得在課堂中進行深入理解的？制訂何種學習目標可以提高學生的學習能力與技巧？如何在現有目標中標注學生應展現的學習能力與學習內容？因此，教師首先應以現有的標準作為思考內容，根據標準深入理解學生應當達到何種學習結果，而后根據學生的學習能力與認知水平對學情進行深入分析，考慮教學目標達成的可行性，教師需要對整體教學內容進行有針對性的篩選，確定學生在課堂中應獲取的知識與技能[2]。最后，教師需要利用合理的方式對學習目標進行敘述。學習目標是教學活動以及評價開展的重要依據，但整體學習目標并不是一成不變的，教師需要在預設學習目標的基礎上，根據教學實際情況進行有波動的變化，保證最優教學效果。

在選用合理的評估方式時，教師需要考慮以下問題：如何讓學生在課堂中達到預期學習目的？為學生開展的評價方式可否為期望的結果提供足夠的、有效的證據？能否通過教學任務的設置充分呈現學生技能的掌握情況？是否可以采用合理的評價方式對學生的課堂表現進行深入評價？能否讓學生開展自我評價？當然，教師需要對學習目標進行深入正向的理解，并積極選用合理的評價方式。評價方式可以分為表現性任務、開放性問答、日常性考試以及隨堂評價等多種形式。評價活動的開展既可以評估學生是否對相關知識點進行有效掌握，對知識進行內化，還有利于教師根據評估過程的反饋信息對自身教學模式進行有針對性的改進。

好的教學活動必須能牢牢吸引學生的目光，教師在設計教學活動時，必須考慮其與評價標準及教學目標是否一致，教學活動的開展是否可以推動學生積極主動地投入到課堂探究活動中。雖然在初始階段教師就已對評價標準與學習目標進行預設，為教學活動的安排指明方向，但實際上學生的理解是一個不斷生成的動態過程，教師需要根據課堂實際情況對評價標準以及學習目標進行適當的修改。將學、評、教三者有機結合，推動課堂教學的有效開展。

三、以“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”為例

（一）逆向教學設計實踐

1.確定學習目標

在傳統教學模式下，高中生物學大概念課程通常是遵從引入課程、內容講解、鞏固練習、教學內容總結、布置作業等順序開展教學，此種教學模式雖然可以向學生講解現有知識點，但極易促使師生雙方陷入教與學教材的誤區。而教學評價方式往往又過多考查學生對知識的記憶能力，評價方式過于單一，無法全面地對學生的學習能力進行評價，也無法掌握學生的實際學習情況[3]。在逆向設計教學模式下，教師首先需要明確教學目標，教材中的任何章節都有其固定主題，從而貫穿單元概念教學主線。生物學教師可以從教材中的重要概念提取關鍵詞，而后結合教學內容整合成為一個大的單元主題。本文主要以“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”為大概念單元主題，其中對應“物質的輸入與輸出、細胞的能量供應和利用及細胞的生命歷程三個重要概念。此次課程主要以大概念單元下的“細胞的能量貨幣——ATP”為例展開講解，ATP作為細胞能量的直接供應者，在細胞代謝環節具有極為關鍵的作用，通過本次課程的講解，不僅可以加深學生對主動運輸知識點的理解，還可以為后續光合作用以及呼吸作用課程的開展奠定良好的基礎，具有承上啟下的重要作用。通過本次課程的深入學習，學生可以熟練地寫出ATP的分子簡式，了解ADP與ATP之間可以轉化，可以對ATP是細胞生命活動的直接能源物質進行解釋，且通過ADP與ATP之間的動態平衡，建立良好的生態觀與平衡觀，提升學生生物學核心素養。

2.運用逆向教學法對課堂導入環節進行創新

在教學中，為了順利導入課堂主題，激發學生探究欲望，提高學生學習原動力，教師可以通過趣味性課堂活動的開展吸引學生目光，從而順利完成主題導入。例如，在上課前，教師可以向學生提問：你見到過螢火蟲發光嗎？它發光的時候體內會出現何種能量轉化呢？將一系列的具體問題作為教學課堂導入，可以指引學生對相關知識點進行自主探討，有利于學生開展合作性學習，幫助學生在探究過程中不斷向教學目標靠近，并最終對其產生深入理解。此種導入形式，既可以滿足學生認知發展需求，還兼顧了學生的心理需要，可以推動學生快速融入課堂氛圍中。再如，教師講解“細胞分裂”知識點時，可以在課堂初始環節為學生播放人從受精卵、胚胎發育、個體發育以及成長的各個階段，向學生提出問題：從生理上而言，人的一生經過了哪些變化？從細胞水平上進行分析，這些變化是如何實現的[4]？指引學生從細胞的角度對分裂、分化、衰老、凋亡等生命進程進行深入探究，視頻可以給予學生強烈的視覺沖擊，易于學生對所學內容形成生動形象的理解。最后教師可以讓學生仔細觀察青年人與老年人的圖片，觀測老年人的體貌特征，并向學生提問：人體為何會衰老？讓學生理解細胞凋亡的意義[5]。

3.積極開展教學活動

生物學課程具有極強的抽象性與實驗性，在學生缺乏具體體驗的情況下，僅僅讓學生通過教材中的文字對知識點進行深入探索較為不現實。因此，教師需要在課堂中積極開展體驗活動，幫助學生對生物學概念進行深入理解。教學可以開展資料分析、具體提問引導、模型建構、觀察總結等活動，教師在課堂中需要配合學生為其提供大量的數據，幫助學生在知識探索過程中提升歸納、分析、概括等能力。在課堂中，教師可以向學生提問：細胞是如何保持自身的正常運動的？其物質主要是通過何種形式運輸的？細胞是通過何種方式將能量轉化的？而后教師可以利用多媒體技術為學生展示順濃度梯度與逆濃度梯度物質進入細胞的方式，采用視頻與音頻結合的形式，促使學生在觀察過程中進行深入思考，為后續課程的推進奠定良好的基礎。

4.運用逆向教學法促使學生多角度看待生物學問題

在學習的初始階段，學生可能無法一時間理解過多抽象復雜的概念，也不會清晰了解事物的本質，理解是一個動態性過程，教師需要結合學生的反饋對逆向教學進行不斷調整與嘗試，幫助學生從多個角度客觀看待生物學問題，提高學生的理解能力。以“光合作用”為例，需要合理應用學生的“最近發展區”，將已掌握的呼吸作用的知識作為基礎，指引學生將知識正向遷移。首先，教師需要指引學生將二者進行聯系，光合作用生成的產物剛好是呼吸作用的生成物，而呼吸作用的產物是光合作用的生成物，兩者之間配平后系數完全相同。其次，教師需要帶領學生一同對各個元素進行觀察，可以看出呼吸作用是將光合作用生成的有機物進行分解并釋放能量，維持生命體的運動。將逆向思維應用于此次課程中，可以幫助學生溫故知新、知新鞏故，指引學生從看似獨立的知識點中找到聯系，增強學生的知識遷移能力。應用逆向思維，教師可以推動學生從關鍵詞分析、橫縱向對比、問題驅動等多個角度對生物學問題與現象進行深入分析，提高學生的生物學核心素養，促使學生深刻理解生物學核心概念。

5.利用逆向思維法解決生物學問題

逆向設計模式的應用不僅可以讓學生對知識進行深入理解與體會，還可以促使學生應用已掌握的知識有效解決新情境下的生物學問題，利于學生更好地了解事物的本質，對自我產生清晰的認知。教師教學結束后，可以采用多種形式促使學生利用已掌握的知識有效解決生物學問題，例如，教師可以在課后為學生布置通過小組合作對細胞有絲分裂過程中染色單體、染色體、核DNA的數量變化制作數量模型，并利用表格法對有絲分裂各個時期的有關數量變化進行整理，指引學生對數學模型與物理模型之間存在的不同點進行對比，感悟數學建模的探究形式[6]。

（二）逆向教學設計教學評價探究

教師不要等全體教學活動結束后再對學生開展教學評價，而應在教學活動開展過程中采用多種形式與方法搜集大量評價證據。整體評估方式應包含伴隨性評價、開放性問答評價、隨堂測試評價以及表現性任務評價。伴隨性評價主要包括教師在教學活動的口頭提問、詳細觀察，檢測學生的解題與邏輯思維，是一種非正式的檢查形式。此種結果可以為師生的教學提供反饋，但無須對其進行打分。開放性問答不僅可以對學生的知識掌握情況進行有效考查，還可以對學生主觀行為進行判定，其可以有效考查學生的思考能力。開放性問答并沒有唯一的答案，在回答問題的過程中學生需要用到比較、綜合、分析等多種策略，像糖類是生命體的主要能源物質，當我們運動后脫力時可以選擇哪些方式補充體力呢？隨堂測試與教學內容相對應，涉及部分簡單問題，但其一般多為簡答性或選擇性題目，只能對事實性概念與信息進行評價，且答案具有唯一性，如ATP作為直接能源物質，其結構是怎樣的？表現性任務評價是一種更為復雜的評價形式，其往往是在模擬情境中開展，從而對學生深層次理解能力的情況進行深入考查，不僅要對學生知識的回憶能力進行考評，還需要對學生的知識遷移水平進行考查，更注重學生完成任務的過程，如對ADP與ATP之間的轉化過程關系式進行探究，并分析為何ATP被人們稱為“能量貨幣”？在逆向設計中，學生的理解程度是隨著反思與探究活動的形成發生動態變化的，因此教師對學生能力的評估也應是隨著教學活動的開展而逐漸形成的證據集合，并不是單個證據存在。教師應針對不同層次的評價目標，選用帶有針對性的評價方法，對于一般事實性知識，僅僅通過課堂測試或口頭提問就可以執行，而對于要求部分需要學生長久理解與掌握的知識而言，應在模擬情境中激發學生的生物學潛能與生物學素養。

（三）逆向教學設計啟示

通過本次課程的實施，可以明顯發現表現性任務的設計需要耗費師生雙方的大量精力，尤其是高中生學習時間緊張、課業壓力繁重，教師可以充分考慮利用在校業余時間幫助學生對表現性任務錄制視頻，也可讓學生自行對表現性任務進行錄制，而后在課堂中利用多媒體技術回放視頻，并開展小組互評。雖然表現性任務是判定學生理解程度的評價形式之一，但其并不是每堂課都要運用這樣的評價方式，即不是每一節課都要在逆向教學設計中布置表現性任務。高中生物學教師應注意不要為了評價而強行評價，應結合課程時間與教學進度合理選擇表現性任務。與此同時，小組成員合作可以充分發揮團隊的力量，這在逆向設計教學過程中具有極為關鍵的功效。高中生物學教師需要對小組合作過程進行督促與指導，為學生及時提供幫助，帶領學生一同對活動任務進行分工，既有明確分工，又要建立學習共同體。

四、結語

逆向設計是一個新興的教學理論，其包含理解力培養、教學活動、教學評價等多個領域，是較為先進的教育理念，發展潛力巨大。本次生物學課程主要以“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現繁殖”單元主題為主，促使學生對新單元具有深入認知，有效聯絡各個單元之間的知識點，利于學生在腦海之中構建完善的生物學體系。但理解的過程并不是一蹴而就的，因此教師在重要知識概念教學過程中，需要給予學生一定時間與空間進行反思，幫助學生對掌握的知識進行梳理，明確學習過程中存在的困難，對教學模式進行有針對性的優化調整。在不斷地推進過程中，促使學生對生物學知識產生深層次的理解。

參考文獻：

[1]蘇秀紅.基于核心素養的高中生物學逆向教學設計：以“酶的作用和本質”實驗教學為例[J].中小學教學研究，2021，22（5）：29-33.

[2]蔣伏歡.基于UbD理論的初中生物學逆向教學設計：以《健康地生活》單元為例[J].教育研究與評論（課堂觀察），2020（6）：37-40.

[3]周向軍，高義霞.指向核心素養培育的生物學化學深度課堂構建：基于逆向教學設計視角[J].山東化工，2021，50（1）：223-224，227.

[4]黃東姐.指向精準教學的初中生物學逆向教學設計研究：以“健康生活”單元教學設計為例[J].福建基礎教育研究，2021（5）：138-140.

[5]徐小媖，劉映良，石珍妮，等.基于生物學學科核心素養的逆向教學設計：以“免疫調節”為例[J].中學生物學，2021，37（10）：73-75.

[6]何紅艷.逆向設計理論在初中生物學教學設計中的應用：以“生態系統”單元教學為例[J].科學咨詢，2020（30）：217.

基金項目：本文系2021年度河南省基礎教育教學研究項目

“基于理解的高中生物學逆向教學設計案例研究”（課題編號：JCJYC2108zy066）的研究成果。

作者簡介：劉爽（1977—），女，本科，商丘市第一高級中學高級教師，研究方向：高中生物學教育。