基于UbD理論的大單元教學設計

金術超

摘要 以“細胞的基本結構”教學為例，闡述基于“UbD”理論的開展大單元教學設計實踐，以期促進學生從片段化、零碎的學習向深度學習轉變。

關鍵詞 UbD理論 大單元 教學設計 細胞結構

中圖分類號G633. 91 文獻標志碼B

以往的生物學教學設計一般按照“明確教學目標、組織教學、評價教學”的順序進行設計。這類教學設計中，教師習慣以“活動為導向開展教學設計”，容易出現過分關注活動本身，學習的結果可能導致學生“只動手沒動腦”，學生沒能對活動意義進行深度思考。此類教學也不能很好地關注學生頭腦中重要概念的構建及恰當學習證據設計與評估，也不能很好地實現知識和技能的應用與遷移。

美國專家格蘭特，威金斯和杰伊，麥克泰格提出了“追求理解”的教學設計（Understanding by Design，UbD），為課堂教學提供了全新的思路。基于“UbD”理論的教學設計分為三個階段，即確定預期結果、確定合適的評估證據、設計學習體驗和教學。由于這一設計與傳統教學設計不同，又稱為“逆向教學設計”。“UbD”教學設計理論聚焦學生的理解、應用、遷移能力的提升，與人的學習認知過程相一致，開展基于“UbD”的教學研究對學生素養的提升具有重要的意義。下面以人教版高中生物《必修1.分子與細胞》中“細胞的基本結構”為學習內容進行大單元逆向教學設計。

1 “UbD”教學模式的特點

“UbD”教學模式是一種能夠比較好地實現從“教”到“學”轉變的新型課程設計模式。“UbD”教學設計注重“以學生為中心、為促進理解而教、重視理解”，進而實現學生在理解的基礎上深度學習的終極目標。教師采用“UbD”模式開展教學設計，能幫助學習者實現從多層面對知識與技能的持久性理解。而“UbD”理論提出了“解釋、釋義、應用、洞察、移情和自知”6個理解維度，幫助教學設計者厘清了“理解與知識的關系”，區分了“表層理解和深層理解”，而且還體現出“認知與情感的協調統一”，突出了學習者自我調節的重要性。基于“UbD”理念的教學設計能夠彌補傳統教學設計的不足，有利于學生的學習效果達成理解、應用和遷移等深層目標。

2 基于“UbD”理論的“細胞的基本結構”大單元教學設計

2.1 階段1：確定預期結果

依據《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》）和“UbD”理論持久性理解的6個維度，為了實現讓學生在單元教學結束時應該知道什么、能做什么、最終實現對知識和技能的持久性理解，據此“細胞的基本結構”大單元教學設計需要完成四個確定。

2.1.1 確定預期目標

如何將《課程標準》中的“內容要求標準”轉化成“學習標準”呢？這就需要教師找出“內容要求標準”中出現頻率高的名詞、限定詞，并依此提取出大概念和核心問題，從“內容要求標準”的“動詞”中提取出對學生的具體要求，并結合學生認知規律和學生實際情況等進行整合。基于《課程標準》的“內容要求標準”，本單元學習目標為：概述細胞各部分結構及功能并構建出細胞結構知識框架圖;解釋細胞各部分結構與功能及各種結構之間的聯系，并能構建出細胞的三維結構;舉例說明細胞各部分結構是如何相互聯系、協調一致，共同執行細胞各項生命活動;聯系實際，闡明細胞在適應環境過程中細胞結構可能會發生的變化并創新設計出“未來細胞”。

2.1.2 確定需要深入持久理解的內容。

“細胞的基本結構”這一單元涉及到的知識點比較分散，包括細胞膜的功能、細胞膜結構的探索、細胞器之間分工與合作、細胞核等內容。若利用傳統教學設計模式進行教學，每一節課內容的呈現都是零散、片段話的。現利用“UbD”課程設計法，經過優選后，將“細胞的基本結構”內容進行單元設計，大單元教學。開展大單元教學既能夠幫助學生從整體上學習“細胞的基本結構”的知識，圍繞大概念設計核心任務與子任務，進而實現知識的應用與遷移，從而實現學生對“細胞的基本結構”深入持久理解，進而實現對知識和技能的遷移應用。教師要圍繞大概念和基本問題來組織教學，為每一個關鍵問題設計具體的探究活動，讓教學內容成為問題答案。例如，針對單元大概念：細胞各部分結構既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動。教師希望學生能夠理解：①細胞是一個有機體，各部分相互協調配合，共同完成一系列活動。②細胞的結構與相應的功能相適應。因此，設置問題：①細胞基本結構由幾部分構成？②細胞膜具有哪些特點與功能？③細胞器之間是如何分工與合作的？④細胞核作為細胞控制中心的依據是什么？⑤適應環境變化的細胞結構可能會發生哪些適應性的變化？

2.1.3 確定核心問題

設計出富有吸引力的問題是引導學生自帶動力進行自主學習的必要條件。自帶動力的核心問題的設計不僅能夠讓學習明確解決核心問題需要具備哪些知識和技能，并能夠在自主學習過程中幫助學生實現對“細胞的基本結構”單元知識和技能的應用與持久理解。

在學習導入部分，教師可以用能夠引發學生思考的問題作為核心問題。本單元確定的核心問題是：在適應（霧霾、干旱等）環境變化過程中，細胞結構可能發生哪些變化？這一問題很容易吸引住了學生眼球，從而促進學生自主思考。為了很好地解決核心問題確定出適切的核心任務，教師還要為學生的學習認知過程搭好腳手架，圍繞核心任務設計出適切的子任務，進而幫助學生真正地實現知識和技能的理解、應用、遷移，最終實現深度學習提升素養。

2.1.4 確定重要的知識和技能

明確了核心問題后，教師要設計出相應的任務從而幫助學生明確學習哪些重要知識和技能。通過設計子任務一這些知識和技能是與單元的核心內容緊密相連的，能為實現深入持久的理解提供條件和支持，所以教師在設計單元課程時還需要把這些知識技能包括進來。作為本單元的學習結果，學生還將會獲得如下重要的知識和技能：①學生將掌握的知識：說出細胞各部分的結構特點及功能;準確描述出細胞膜的結構與功能;能夠描述細胞器之間的分工與合作;理解環境對細胞結構產生影響。②學生將形成的技能：學會高倍鏡的使用;解釋細胞膜結構與功能相適應;學會構建模型;學會創新思考。

2.2 階段2：確定合適的評估證據

教師要想知道學生是否已經達到了預期的教學目標;是否能夠證明學生掌握和理解了相關內容。這就需要教師正確的選擇并確定出一系列的評價方式和評價標準。用此來評估每個學生學習單元的掌握情況，為更客觀地評估學生的學業成績提供有效的反饋信息，進而幫助教師調整教學、為學生的深度學習做好保障。教師可以設計表現性任務，并根據不同任務設定相應的評估標準;也可以通過診斷、總結、學習反思等方式了解學生達成目標的情況（表1）。

2.3 設計學習體驗和教學

設計教學體驗是為了給學生創設出真實的學習情境，為學生真實學習的發生提供良好的學習體驗，進而激發學習的積極性和學習的內動力，最大限度地促進學生發展，提升學生對本單元的理解力，進而實現對知識和技能的應用與遷移，實現深度學習。教師可以根據學生學習需要對教材內容進行整合，圍繞核心目標，為學生的學習奠定好基礎。

例如，細胞的基本結構單元設計的關鍵教學環節包括：

教師出示生活在不同環境下的動植物圖片（仙人掌、胡楊等、沙漠狐等），提出問題：這些生物有哪些獨特的形態結構特點？影響形態結構變化的因素可能是什么？為了更好地適應不良環境，這些生物的細胞結構是否會產生一定的變化？接著，出示幾張霧霾天氣、干旱缺水區域、新裝修房屋等圖片，提出問題：生物長時間生活在不良的環境下，細胞結構是否會發生變化？若發生變化，哪些結構可能發生適應性改變？要了解到相應的改變，需要具備哪些知識呢？

接著，教師介紹本單元的核心問題、核心任務、學習目標，展示本單元最終要完成的子任務（探秘細胞結構及其相互的關系、構建細胞結構模型、細胞變變變）、學習工具、學習資源、評估量規等。學生自主學習相關內容與學習資源，明確細胞的基本結構，初步掌握每部分的結構及其功能。根據任務一的量規要求，每位學生繪制出本單元有關細胞基本結構的知識框架圖。

然后，教師提供細胞結構動畫視頻并出示細胞各部分結構圖片信息，著重強調葉綠體、線粒體等重要的細胞器的結構與功能，并擴充相關知識。在學生完成子任務一之后，引導學生課后構建出細胞的三維結構模型，進一步鞏固學生對細胞結構的認識，實現知識與技能的應用。

通過班級內部展示、評比的方式，評比出模型制作最佳若干名，并請同學分享制作心得。學生根據子任務三提供的學習資源和任務要求，繪制出細胞適應環境變化可能產生的結構變化的情況。學生科學表述自己的設計思路，說出細胞結構發生變化的部分及其可能具有的功能。針對子任務三學生提交的設計圖，學生評選出最佳創意設計獎。

最后，教師利用課后診斷，進一步掌握學生知識和技能的綜合運用情況。學生通過診斷與反饋情況對學習效果進行自評，并針對學習目標，反思學習達成情況。

3 教學實施實踐與反思。

基于“UbD”理論的逆向教學設計的三個環節環環相扣，形成了有機的整體。此類教學設計注重學生的理解力提升，進而實現知識的應用與遷移，最終實現深度學習。此類教學設計通過提出核心問題、明確核心任務，并根據核心任務設計出適切的子任務，學生在學習過程中在真實的情境中運用知識解決實際問題。在解決問題過程中，教師能夠提供恰當的學習資源、學習工具，從而幫助學生解決了自主學習過程中遇到的問題。適切的評估量規為學生任務的完成提供重要參考標準，有利于最終實現學科素養的培育與提升。

本單元學習中，學生完成了三個子任務，構建出了知識框架、細胞三維模型、繪制了適應環境變化的未來細胞結構。整個學習過程中，學生自主學習，根據細胞結構設計出了細胞未來的變化，實現了知識的遷移。但學生在設計思路和表述上還不夠科學，不能夠很好地運用學科術語，有些設計思路的科學性還需要探討。這也啟示筆者在任務的設計中要給學生提供更加有效的量規，讓學生有據可依。

參考文獻：

[1]格蘭特·威金斯，杰伊·麥克泰格.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： 18-35.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版）[s].北京：人民教育出版社，2018：11-15.

[3]楊淑萍，金冬桂，郝淵博.基于學習進階理論的核心概念教學——以“通過神經系統的調節”為例[J].生物學教學，2019， 44（10）：14-16.