大概念統攝下的逆向單元主題教學設計

［摘 要］大概念統攝下的逆向單元主題教學，是在逆向設計理念的指導下，以大概念為核心導向來完成單元教學任務。文章以“基因的本質”為例，闡述大概念統攝下的逆向單元主題教學策略的運用，為落實學科核心素養提供新視角。

［關鍵詞］大概念；單元主題教學；逆向設計

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

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）提出了高中生物學課程的基本理念，即核心素養為宗旨、內容聚焦大概念、教學過程重實踐和學業評價促發展[1]。那么，如何落實生物學學科核心素養呢？教育學者們認為，關鍵途徑是進行以學科核心素養為核心的大單元設計，而這些大單元設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，高中生物學教學必然朝著“大概念統攝下的單元設計”的方向發展。那么，如何實施大概念統攝下的單元教學，使學科內容結構化，從而更好地落實學科育人呢？本文以人教版高中生物學必修2中的“基因的本質”內容為研究對象，運用大概念統攝下的逆向單元主題教學策略，旨在為大單元教學提供一個實踐案例，并為一線教學提供新的視角。

一、概念界定

（一）生物學大概念

生物學大概念是指反映生物學科本質及其特殊性的、構成生物學科框架的概念[2]，它能夠解釋和預測較大范圍內的物體、事件和現象。生物學大概念在整個生物學的知識構架中處于核心地位，具有統攝性、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生深刻理解其內在含義。次位概念則是從重要概念中分解出來的，是重要概念的內在結構，同時也為大概念的形成奠定基礎。綜合來看，次位概念反映的是每堂課的教學重難點，只需要一個課時講授；而重要概念則需要多個課時的講解，學生才能明白其內在含義，對連接次位概念和大概念至關重要。

（二）逆向單元主題教學

美國教育專家威金斯和麥克泰于1998年把“追求理解的教學設計”，即逆向教學設計理念，引入了教學領域。其教學流程通常為：首先確定預期的教學目標;其次設計出可以證明目標實現的有效評價證據﹔最后制訂教學計劃。綜上所述，逆向教學設計的特點是將評估設計置于教學計劃之前，整個教學設計以學習結果為導向，同時評價貫穿于整體教學過程，成為診斷和驅動教學的工具[3]，進而促使學生進行有意義的學習，有效地完成知識的理解和建構。大單元教學是在核心知識基礎上總結出的一種教學方法，它以整合的知識內容為學習單元。大單元教學要求教師要提升教學站位，從大處著眼，將教學核心內容進行凝練，囊括學科本質和單元特性，并融合生物學科多維度核心概念，使教學知識更為結構化和整體化。逆向單元主題教學是大單元教學與逆向教學設計的有機結合。

二、大概念統攝下的逆向單元主題教學過程

單元設計模型通常為“ADDIE”模型，包括分析、設計、開發、實施、評價[4]等環節。逆向教學設計模型為：構建單元教學主題—要素分析—制訂深度學習目標—設置發展性目標評價方案—深度設計主題活動—實踐與反思[5]。基于這兩個模型的整合，大概念統攝下的逆向單元主題教學過程，主要實施途徑包括：構建單元概念—明確單元教學主題—要素分析—設定單元教學目標—制定目標評價方案—設計主題活動—實踐與反思。

（一）構建單元概念

構建單元概念是逆向單元主題教學的第一步，也是指明教學方向的關鍵一步。以“基因的本質”為例，該內容位于人教版高中生物學必修2《遺傳與進化》模塊中。在《課程標準》的知識結構中，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性是進化的結果”。通過本模塊的學習，學生可了解生命的繁衍與發展，認識生物界和生物多樣性，并形成生物進化的觀點，從而建立正確的自然觀。“基因的實質”屬于“概念3：遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”的內容，也是本單元教學的大概念。在其統攝下，構建本單元的概念結構體系（如圖1），自上而下地從分子水平揭示遺傳物質的“神秘面紗”。

（二）明確單元教學主題

單元教學主題是對單元核心內容的凝練。依照教材的編排思路，“基因的本質”這一知識模塊是按照科學史的發展順序進行編排的。首先，呈現三個經典實驗，每個實驗之間邏輯嚴密，共同證明了DNA是遺傳物質。接著，介紹沃森和克里克的DNA雙螺旋模型的科學故事，闡釋DNA的分子結構以及DNA作為遺傳物質的結構基礎。然后，從結構出發，利用假說-演繹法探討DNA的復制方法。最后，通過提供多份資料，引導學生分析基因和DNA的關系，得出結論：基因通常是帶有遺傳效應的DNA片段。綜上所述，本單元從科學家探究遺傳物質是DNA還是蛋白質等科學史入手，逐步引導學生理解基因的本質。基于以上分析，本單元的教學主題可確定為“從分子水平認識基因的本質”。

（三）要素分析

1.教材內容分析

“基因的本質”單元包括“DNA是主要的遺傳物質”“DNA的結構”“DNA的復制”和“基因通常是有遺傳效應的DNA片段”等四部分內容。本單元中各章節之間聯系十分密切。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。那么基因的本質是什么？基因的物質基礎是什么？基因的作用原理是什么？本單元正是基于這樣的疑問，通過再現科學史，一步步引導學生認識DNA作為遺傳物質的特性、DNA的結構特點和DNA的復制過程。最后，通過分析所提供的資料，幫助學生明確基因和DNA的關系，從而完美地解答學生在學習前兩單元后所產生的疑惑。這樣，學生可以從基因的物質基礎、分子結構、復制功能以及在遺傳中的作用等方面全面認識基因。同時，本單元的內容也為后續掌握“基因的表達”“基因突變及其他變異”“生物的進化”等知識奠定基礎。在認識基因的本質的基礎上，學生才能深刻理解基因如何發揮作用、基因突變及其他變異的原因和意義等內容，并最終理解現代生物進化理論。因此，本單元起到了承上啟下的作用。

2.學情分析

本單元的授課時間安排在高一下學期。此時，學生通過初中階段生物學知識的學習，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，關于轉基因食品、親子鑒定、基因檢測等生物詞匯也隨處可見，這使得學生對于DNA和基因等重要概念并不感到陌生。此外，當今社會網絡技術發達，學生可以通過多渠道獲取到相關信息。在初中階段，學生已經初步接觸了生物的遺傳變異，了解了基因、DNA和染色體之間的聯系，并知道DNA是呈螺旋形的長鏈分子。通過高中“分子與細胞”課程的學習，學生進一步了解到，核酸包括DNA和RNA，它們分別由四種不同的核苷酸所構成，而核苷酸又分為磷酸、五碳糖和堿基。同時，教材前面已經介紹了“假說-演繹法”這種科學方法。這些為學生學習本單元奠定了基礎。盡管學生對重要概念和過程有了一定的認識，但這種認識還比較粗淺，仍停留在感性認知的層面。對于一些復雜的過程，如DNA復制的過程、基因如何發揮作用等，學生的認知可能較為模糊。由此可見，學生對基因相關知識的理解還存在局限性。在本單元的學習過程中需要解決這些問題，以深化學生對基因相關知識的理解。

（四）設定單元教學目標

單元教學目標是逆向單元主題教學設計的核心。在設計單元的教學目標時，應依據《課程標準》，從整體出發，并在大概念統攝下，進行如下設定：（1）通過探究遺傳物質的本質，基于結構與功能觀，說明DNA是主要的遺傳物質，進而理解生命的物質性和信息性；（2）通過分析遺傳物質的發現、DNA結構和DNA復制方式的科學史探究過程，了解“加法原理”“減法原理”“假說-演繹法”等科學技術手段與方法，能夠闡述DNA分子結構特征和復制方式；（3）通過參與教材中的“探究·實踐”“思考·討論”等活動，完成DNA模型構建，再現DNA復制方式的證明過程，培養探究能力、動手能力和團隊合作能力；（4）通過對基因本質認知發展史的分析，能夠認同科學技術的進步對生物學科發展的重要性，進一步領悟進行多學科交叉融合的必要性。

（五）制定目標評價方案

單元教學目標評價置于課堂之前，這是逆向教學設計相較于傳統教學設計的關鍵區別，這一做法能夠更好地保證單元教學目標的實現，使教師的課堂教學更加具有針對性，確保單元教學目標始終貫穿整個教學過程。依據單元目標的特性及課程標準的要求，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性任務、課堂提問、小組合作探究等多種形式進行。定量評價可以通過隨堂檢測、單元檢測等形式進行。總的來說，單元目標評價的形式多種多樣，而根據評價的結果對教學活動進行及時調整，能讓單元教學目標更好地實現。

（六）設計主題活動

設計主題活動是實現逆向單元主題教學目標的關鍵環節。在制定了單元主題教學目標后，需要思考如何設計教學活動來落實這些目標，并指向生物學學科核心素養的培養。根據建構主義學習理論，學生的學習應基于原有的知識經驗，對新知識進行有意義的建構。同時，教學活動也應符合學生的認知規律和思維特點。基于以上分析，本單元的教學圍繞大概念統攝下的單元核心問題，設計一系列可操作、高效且有趣的主題活動（如表2），以輔助學生實現本單元的學習目標。教師應根據評價證據，及時掌握學生的學習狀態，并有針對性地解決學生出現的問題。

（七）實踐與反思

大概念統攝下的“基因的本質”逆向單元教學設計，以學生學習結果為導向，聚焦大概念，旨在促進學生進行深度學習。通過此設計，學生能夠理解碎片化知識之間的內在邏輯，內化相關知識，并搭建起概念網絡。在教學活動方面，設計的教學活動應以學生為中心，服務于教學目標，通過豐富的活動，激發學生的學習興趣，運用情境任務驅動學生學習，讓學生學會知識的應用與轉化，完成概念構建，進而發展個人的學科核心素養。在教學評價方面，注重證據多樣化，更加重視學生能力的全面發展。

在教學實踐中，采用該教學模式可以讓學生對本單元的重要概念形成清晰的認識，并能闡述DNA作為遺傳物質所展現的特征。然而，部分學生在運用數學方法來描述生命活動規律方面尚存不足。對此，教師在教學活動中可增設構建DNA復制模型的環節，以此加深學生對該知識點的理解，并加強該內容的練習，進而突破難點。

三、討論與展望

大概念統攝下的逆向單元主題教學，是一種在大概念引領下，將單元教學目標和評價方案前置，使其貫穿整個教學過程，確保每個教學環節都服務教學目標的教學模式。基于大概念進行分析和解決問題，可以加深學生對大概念的理解，使其建立起大概念和單元重要概念之間的聯系，從而實現生物知識的結構化。與傳統教學相比，逆向單元主題教學可以進一步調動學生的學習積極性，使學生的學習目標更明確，提高學生的課堂參與度、分析解決問題的能力以及學科核心素養。這種新模式更符合未來教學的發展需求。同時，大概念統攝下的逆向單元主題教學是一個動態變化的過程。在具體實踐中，教師要不斷收集所出現的問題和學生的反饋，及時對教學設計進行調整，使其始終處于優化狀態，以保障學生學習的高效性。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者能夠進行深入探究，為大概念統攝下的逆向單元主題教學提供豐富的案例，共同促進基礎生物學教學的發展。

［ 參 考 文 獻 ］

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

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

[3] 葉海龍.逆向教學設計簡論[J].當代教育科學，2011（4）：23-26.

[4] 鐘啟泉.學會單元設計[J].新教育，2017（14）：1.

[5] 杜變變，李胤寧，杜娟娟.基于深度學習的逆向單元主題教學設計[J].中學生物教學，2022（31）：35-39.

（責任編輯 羅 艷）