指向生物學學科核心素養的逆向教學設計
——以“細胞的增殖”一節教學為例

馬香華

（江蘇省梁豐高級中學 江蘇蘇州 215600）

隨著當下學習科學理論的外域譯介、進展梳理與本土研究在國內如火如荼地展開，教法如何更好地契合學生的認知、情感與行為已然成為了教學設計中必須關注的問題。然而，學生思維的默會性、內隱性與多變性讓教師教學中根據學習者立場進行教學設計成為了難以企及的彼岸世界。正因如此，“逆向教學設計”被美國學者威金斯和麥克泰格作為教學設計的基本途徑提出，其是“從終點——預期的結果出發，根據標準要求確定合適的評估證據，再進行學習體驗和教學的設計”。該教學設計的基本程序主要由確定預期結果（目標或標準）、確定合適的評估證據（手段與措施）和設計學習體驗和教學（資源選擇、流程和方法）三個階段構成。自其引入我國來，以逆向的設計程序、有效的學生體驗與合理的評價導向打通了學生原有經驗認知與期望目標間融合的最后一公里，且被國內學者認為其可以讓執教者可以準確衡量教學過程中自己的教學效果與學生的掌握情況。

面對著普通高中新課標頒布后對關鍵能力與必備品格的日益凸顯，如何在生物教學中滲透學科核心素養，彰顯學科育人價值則成為了實踐路徑的重要考量。而“逆向教學設計”強調以清晰的學習目標為起點，評價設計先于教學活動設計，指向促進目標的達成。若能依照逆向教學設計的程序，將生物學學科核心素養的要求嵌入其中，并將評價設計置于教學活動設計之前展開，教學就演化為了不斷培養與評估核心素養的過程，且評價也將不僅限于終結性檢測，而是診斷與驅動教學的工具。因而，以“細胞的增殖”一節教學為例，摸索出了探尋知識站位、錨定核心素養，追尋任務定位、敲定評估證據與斟尋資源配位，推定教學流程的逆向教學設計，以期為生物學學科核心素養的落地增添一條實踐理論。

1 探尋知識站位，錨定核心素養

學科核心素養作為學科育人價值的重要體現，是將學科深層結構體系、內涵價值轉錄為育人目標的重要表述方式。可見，學科核心素養的培育依賴于學科知識內容體系的延展與縱深，所以教師應當在教學設計中既注重關聯結構地教，進行大概念視域下的所授知識地站位探尋，也更應當將學科核心素養的內涵逐層聚類地化，進行核心素養在知識內容中的錨定。

“細胞的增殖”一節內容在新課標中的具體表述為“描述細胞通過不同的方式進行分裂，其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細胞中的一致性”這一次位概念。逆向教學設計要求教師首先能夠確定清晰的教學目標，根據上文這一次位概念與其所屬主要概念與大概念的表述，將此節的第一學時的主要教學目標確定為觀察處于細胞周期不同階段的細胞分裂圖像，結合有絲分裂模型，歸納、概括并排序細胞分裂中發生的事件，并總結細胞周期的涵義。在教學時間充裕的情況下，教師也可適當讓學生理解細胞增殖的意義，明確真核細胞分裂的主要類型；總結有絲分裂中染色體、DNA及染色單體在數目或形態上的變化等內容。

明確該內容主要的教學目標后，教師需要深入分析蘊含其中的學科核心素養。該內容中主要包含了有絲分裂的階段、各階段變化特征、細胞周期的涵義及具體分期。其中，如若不結合科學史的探究過程則較難體現科學探究素養，且難以采用巧妙的情境激發并培養學生社會責任意識。而有絲分裂各階段的特征變化彰顯了極為明顯模型特征，對其進行歸納、概括有助于培養學生的認識事物與解決問題的科學思維核心素養，且有絲分裂中的物質與結構轉變能體現典型的結構與功能觀與物質與能量觀，必然有利于培養學生的生命觀念核心素養。因此，將此次細胞的增殖第一學時的“逆向教學設計”的預期結果確定為以觀察處于細胞周期不同階段的圖像，結合模型歸納、概括并排序有絲分裂分裂中發生的事件，去培養學生的生命觀念與科學思維核心素養。

2 追尋任務定位，敲定評估證據

在明確預期結果的基礎上，將其逐步分解深化成連貫、統整的表現性任務交予學生并引導其探究。這些表現性任務應當僅僅圍繞上文所確定的預期目標制定，并同時圍繞表現性任務敲定評估證據以便能夠在教學中實時監測、把握學生的學習進度與狀態（表1）。根據任務的羅列與核心素養的錨定指向來確定評估證據，表現性任務1～3采用的評估手段為觀察探究、模型建構。這是讓學生在基于生物學事實的基礎上運用歸納、概括與建模去探討生物學規律的過程，正是培養學生像“科學家一樣思考”的科學思維核心素養的過程。而任務4除了要滲透科學思維核心素養外，更應當通過學生表述的特征去探尋結構與功能、物質與能量的關系，從而顯性化呈現生命觀念核心素養。

表1 “細胞的增殖”（第一學時）的表現性任務與評估證據

3 斟尋資源配位，推定教學流程

評估證據一旦確定，如何在其中構建更為合理的資源使用、更為真實的情景體驗、更為適切的探究過程就成為了教學設計中應當予以關注的對象。基于學習者立場出發、實時監測并驅動教學不斷行進的“逆向教學設計”，從某種意義上講是圍繞著學生進行生成性教學的重要代表。而生成性教學強調改造“先行組織者”使學生參與知識意義的生成，因而“逆向教學設計”的終端應當去仔細斟尋教學資源的合理配置，并逐步細化深入推定教學流程。研究者由確定的觀察探究、模型建構、理性思考等評估證據出發，進行了詳盡的環節推定。

教學環節1:觀察探究中，教師先以有絲分裂的顯微Flash動畫讓學生認知有絲分裂的結果是得到兩個相同的子細胞；后以激光共聚焦顯微鏡下細胞有絲分裂的照片讓學生明確有絲分裂包括核分裂和質分裂兩個部分，而核分裂中的關鍵特征在于是染色體的變化。然后，讓學生觀察洋蔥根尖有絲分裂過程，注意染色體的變化，并嘗試將照片中處于不同分裂期的細胞用鉛筆圈出來。在模型建構中，教師先引導學生根據染色體變化嘗試對顯微照片中的進行時期排序，并根據教材前、中、后、末四個時期的內容對自我排序進行判斷和調整。緊接著，教師結合有絲分裂動態模式圖，引導學生比較細胞前后的變化，進一步學習分裂期各期的特點。最后，讓學生利用扭扭線和磁性貼等嘗試在白板上構建一條染色體在細胞周期中的變化過程，回顧強化著絲點、染色單體的概念與染色體形態變化的特點。

設計意圖:觀察探究是通過配置真實的教學資源引導學生觀察有絲分裂過程，以幫助其建立起直觀感受，并讓學生深入理解科學是觀察現象或究其所以的過程。模型建構則引導學生將研究對象著重于染色體，從分裂相的初步排序到利用教材知識對排序的校驗，再到模式圖的構建。層層推進的過程設計是為了讓學生了解科學研究與思維發展的過程，“像科學家一樣思考”。而技能訓練則是通過更換資源材料，讓學生動手動腦進一步在發現并解決問題的過程中鞏固模型和概念?？偠灾?，該過程是以比較歸納、分析總結與模型演繹等環節培養了學生的科學思維核心素養。

教學環節2:教師根據以上建構的一條染色體變化的模型，引導學生進行反向的理性思考，即分裂前后的細胞中染色體數目保持不變，推測染色體在細胞分裂前應該有何變化。此時，教師可根據學生回答的分裂前要進行染色體的復制，順勢點明遺傳物質一分為二的功能實現必須依賴于有絲分裂中的各類物質的變化與結構的改變。而在概念解讀和檢測過程中教師用有絲分裂動畫模式圖演示有絲分裂間期發生的變化（包括染色體的復制），進一步引出細胞周期的概念，并帶領學生解讀教材有絲分裂的時間表。最后，教師分別用餅狀圖和線段圖表示細胞周期，讓學生能夠準確判斷出細胞周期的階段，并用語言描述每一個階段染色體（質）發生的變化。

設計意圖:反向的理性思考教學設計不僅讓學生理解了染色體作為遺傳物質的載體，分裂前后必須保持數量和形態上的相對穩定，更讓學生深入理解了生物體在細胞水平上應當達成的結構與功能相適應，且依賴于物質與能量變化的生命觀念。此外，概念解讀和檢測這一過程側重于幫助學生理解分裂間期的變化，明確分裂間期和分裂期是一個連續的過程，理解細胞增殖的涵義，并準確判斷和解讀?？梢姡撨^程是以理性思考滲透了生命觀念核心素養，以概念解讀和檢測環節促進了學生知識體系的建構。