新課標背景下UbD模式的“體液調節”大單元教學設計

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：B

《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》明確指出，要以核心素養為宗旨進行大概念教學，并在教學過程中注重實踐與評價，關注學生發展需求，促進其生物學學科核心素養的形成。然而，在一線教學實踐中，如何踐行《課程標準》理念并設計能夠促進學生理解概念的大單元教學，成為當前亟待解決的問題。追求理解的逆向教學設計（Understandingby Design，簡稱UbD）是由美國教育學家維金斯（G.Wiggins）和麥克泰格（J.McTighe）提出的一種以理解概念、逆向設計為核心的教學設計模式，該模式為大概念教學提供了明確的方向和有益的指導。2]

1基于UbD模式的教學設計思路

UbD模式將教學設計過程劃分為“確定預期結果\"\"設計合適的評估證據\"以及“設計學習體驗”三個階段，基于“結果”“證據”“活動”三者間的逆向因果關系，從預期的結果出發設計教學過程。3在UbD模式中，“結果\"特指學生需要理解的大概念，而學生對這些概念的理解程度可以從“解釋、闡明、應用、洞察、自知和神人\"這六個側面來進行評估。在設計評價體系時，教師需要結合“結果”設計適宜評估的“證據”，并且充分考慮學生的理解程度。本文將UbD模式與《課程標準》內容有機融合，選取“從神經一體液調節角度看巴黎奧運”為情境主題，設計“體液調節”的大單元概念教學方案，并借助核心素養的表現性評估工具來判斷學生是否達到預期結果，從而推動學生生物學學科核心素養的全面發展。

2基于UbD模式的教學設計過程

2.1確定預期結果

本文從期望學生理解的大概念出發，采用逆向教學設計方法，依據《課程標準》中的大概念、重要概念及次位概念，并結合UbD理論的“解釋、闡明、應用、洞察、自知和神入\"理解六側面，確定預期結果（見表1）[4]

基于預期結果，筆者歸納總結“體液調節\"大單元的基本問題：激素的本質是什么？人類如何發現并研究激素？激素等化學物質如何通過體液調節機制發揮作用，進而實現機體穩態？此外，筆者以《課程標準》中的普通高中學業水平質量評價為參照，制定了核心素養角度的大單元教學目標。

（1）生命觀念：構建不同激素調節機制的模型，理解神經一體液調節的相互協調作用，形成穩態與平衡觀。 （水平三）

（2）科學思維：利用文字和圖示構建血糖平衡調節、甲狀腺激素分級調節等模型，提升模型與建模能力；通過學習激素的發現過程，養成用批判性思維分析問題的思維習慣。（水平二）

（3）科學探究：回顧科學家利用“假說一演繹\"法發現激素的過程，運用加、減法原理分析研究激素實例的生物學實驗，掌握科學探究的基本思路與方法。（水平二）

（4）社會責任：討論社會性科學議題，關注與體液調節相關的健康問題，倡導并踐行健康文明的生活方式，成為健康中國的促進者和實踐者。（水平三）

2.2設計合適的評估證據

高中階段生物學學科核心素養的評價指標體系，是基于情境與任務、學科知識、關鍵能力、思想觀念這四個測評維度構建的，具體表現為四素養、四要素、四水平的綜合評價指標框架。5根據任務情境的復雜程度，該框架分為簡單封閉（I）、復雜封閉（Ⅱ）、復雜開放（Ⅲ）三個層次。在本次教學設計中，筆者設計了兩個任務：一是體驗教材中的激素發現及研究過程（任務1），二是結合運動員的生理特征構建神經—體液調節模型（任務2）。本文依據核心素養評價指標體系，設計了涵蓋師評、互評、自評三個維度的教學評價工具，旨在促進學生主動學習，并清晰界定學生在核心素養上的達成水平（見表2）。

2.3設計學習體驗

結合核心素養教學目標及評估證據，本文設計了以“從神經一體液調節角度看巴黎奧運\"為情境的單元教學活動。基于本單元的大情境，教師提出問題：“運動會期間，與運動員身體出現的各種反應相關的調節機理是什么\"并據此確定了單元的關鍵問題及任務（見圖1）。

在教學設計時，教師可以參考UbD模式中的WHERETO要素，包括明確教學方向（W）、吸引學生（H）、探究和準備（E1）、反思和修訂（R）、展示和評價（E2）、根據學生興趣進行調整（T）以及組織活動參與性與有效性（O）。以任務2為例，教師結合單元關鍵問題（問題3至問題6），設計滿足WHERETO要素的“體液調節”單元學習活動。

關鍵問題3：跳水運動員運動后為什么會感到饑餓？

活動3-1：構建血糖調節模型（E1、E2、R）。學生閱讀相關資料，了解血糖的來源及去路，并結合胰島素和胰高血糖素的作用，初步構建血糖調節模型。教師補充介紹血糖變化的反饋調節機制及其對胰島分泌激素的影響，以及神經系統對血糖含量的調節作用。學生通過小組討論完善模型，并歸納總結穩態平衡調節模型的構建方法。

活動3-2：運用血糖調節模型解決糖尿病相關問題（H、E2、T、O）。學生運用血糖調節模型解釋運動員運動后的饑餓感，并閱讀1型和2型糖尿病的資料，分析1型糖尿病血糖高的原因，判斷哪種類型的糖尿病可通過注射胰島素治療，探討糖尿病的預防措施。此外，學生了解胰島素泵的工作原理，并設計更質優價廉的胰島素泵方案。

關鍵問題4：跳水運動員在水中如何應對低溫？

活動4-1：構建甲狀腺激素分級調節模型（E1、E2、R、O）。學生根據教材中關于甲狀腺激素分級調節的實驗資料，構建下丘腦、垂體、甲狀腺之間的關系模型，并明確相應腺體及所分泌激素的名稱，理解分級調節機制，總結歸納激素調節的特點。

活動4-2：利用甲狀腺激素的分級調節模型，解釋現象（H、E2、O）。學生分析跳水運動員在低溫水中體內甲狀腺激素的變化情況，探討甲亢、甲減的致病機理，并解釋我國實施食鹽加碘政策及不適宜長期食用加碘鹽的原因。

關鍵問題5：運動員運動時為什么會渾身發熱？

活動5-1：構建體溫調節模型（E1）。教師引導學生閱讀教材并回答問題串，總結機體產熱和散熱的方式，分析炎熱和寒冷條件下機體的變化及參與體溫調節的激素，并運用示意圖歸納運動員在運動過程中的體溫調節過程。

活動5-2：運用體溫調節模型（H、E2、T、O）。學生查閱資料了解熱射病，為夏季戶外勞動者提供建議，并探討體溫升高對人體的影響。

關鍵問題6：運動員為何尿量減少并感到口渴？呼吸為何加深、加快？

活動6-1：構建水鹽調節模型（E1、R、E2）。學生通過逆向問題串分析尿液排放量與哪些系統和器官有關，探討腎小管、集合管對水的重吸收受何激素調節，以及抗利尿激素的合成和釋放位置。隨后，學生構建水鹽平衡調節模型。

活動6-2：運用水鹽調節模型解決問題，分析現象（H、E2、T、O）。學生分析運動員尿量減少、口渴的原因，解釋夏季大量飲水可能導致水中毒現象，并討論運動員運動后飲用運動飲料的合理性。

活動6-3：構建二氧化碳平衡模型，總結體液調節概念（T、E1、E2、O）。學生通過呼吸性堿中毒的實例歸納二氧化碳平衡中的神經一體液調節機理，并總結體液調節的概念及其與神經調節的區別。最后，學生總結巴黎奧運會運動員的神經一體液調節機理。

3基于UbD模式的教學反思

3.1大概念目標導向，促進學習理解

在設計核心素養單元目標時，教師需要細化具體的任務，確保這些任務能夠幫助學生達成預期的學習目標。這一目標不僅為教學評估工具提供了明確的依據，同時也為教學活動的設計提供了清晰的思路和方向。

3.2圍繞單元情境，構建思維模型

UbD單元教學設計強調圍繞大情境解決問題，以促使課程內容整體化。學生真正理解知識的關鍵在于其能否建立知識間的聯系。因此，教師可以借助跳水運動員運動后的生理特征這一實例，引導學生構建神經一體液調節的模型，從而培養學生的系統思維和模型構建能力。

3.3注重教學評價，發展核心素養

教師對評估內容的清晰認識有助于聚焦教學的基本問題，并推動核心素養教學目標的實現。本次教學評價以四素養、四要素、四水平的評價指標量表為基礎，設計了包括自評、互評、師評等多視角的評估工具。這些評估證據能夠精確反映學生在不同水平上的表現，并具體融入主要的教學活動中。在實際教學中，筆者發現該量表不僅有助于學生認識自己當前的素養水平，還有利于教師開展培養高階思維的教學活動。

3.4結合社會性科學議題，培養社會責任意識

在教學活動的設計中，教師應充分考慮WHERETO要素，并結合時事熱點來激發學生的學習興趣。本文以“從神經一體液調節角度看巴黎奧運”為單元情境，設計了一系列吸引學生的教學活動。教師通過“設計更加質優價廉的胰島素泵”“探討食鹽加碘政策的看法”“為夏季戶外勞動者提出合理的建議\"等實踐活動，引導學生運用所學知識解決與生命健康相關的問題，實現知識的遷移應用，從而培養學生的社會責任意識。

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辛麗，曹孟，趙輝.基于UbD理論的“生物與環境”單元教學設計[J].生物學通報，2023，58（6）：27-30.

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

[4]羅紅梅，徐揚，李小岑.學科大概念指引下的高中生物學大單元教學設計—以“細胞膜的結構和功能”UbD單元教學設計為例[J].生物學通報，2021，56（5）：39-42.

[5]孫鵬.高中生物學核心素養測評框架與評價指標體系的構建[J.課程·教材·教法，2023，43（9）：130-137.