基于UbD理論的大單元教學設計
——以“植物生命活動的調節”為例

付 鑫

（北京市十一學校 北京 100039）

大單元教學將具有內在聯系的學科內容作為一個整體，在教學上打破教材原本的課時限制，重新構建符合學生認知水平及教學實際的新知識體系，從而實現教學過程的高效，引導學生從核心概念出發，實現理論向實際的遷移。美國教學改革專家格蘭特·威金斯提出的“逆向教學設計（UbD）”理論為大單元教學設計提供了思路。

“逆向教學設計”理論包括三個階段：①從預期學生學習結果出發，設立學生可及的學習目標；②確定恰當的評估方法；③規劃相關教學過程。學習目標是根據學情制定的學習預期，與教學目標相比，具有清晰、適切和可操作性，是學生能夠明確的學習指南。由于大單元教學打破了傳統教材課時的限制，為實現學習的真實發生，教師應該以學生學習為主導，以評估學生是否實現學習目標的途徑為單元核心任務，圍繞核心任務展開教學過程，以核心問題引領學生的主動學習。

1 基于“逆向教學設計”理論的大單元教學設計思路

基于“逆向教學設計”理論的大單元教學設計思路如圖1所示。

圖1 基于UbD理論的大單元教學設計思路

1.1 確定學習目標

課程標準規定了高中生物學課程的性質、基本理念，明確了核心素養以及為達成核心素養所需完成的學習內容。學習目標是課程標準內容要求的具體化，是達成課程標準有關課程目標的描述在本單元學習過程中的具體體現，是對“掌握科學探究的思路和方法，善于從時間層面探討或嘗試解決現實生活問題”的重點強調。

學習目標是從學生的角度，指引其完成高中生物學課程標準要求的解讀，是提煉核心問題、構建核心任務、設計學習評價共同的依據，從而實現“教—學—評”一致，精準落實課程標準的要求。

學習目標分為3個層次。最高層次為“遷移應用”，是要求學生通過完成單元任務學以致用的最終目標，一定以解決生活中或科學研究中的真實問題為目的。第二層次為深入理解，對應著課程標準中的核心概念及其重要概念，是學生通過學習應該形成的科學觀念，也是其解決實際問題的依據，這種深入理解是需要隨著學習不斷進階的，是影響學生未來生活決策以及終身學習的重要觀念。第三層次為掌握知能，是本單元需要學習的具體科學事實，是學生形成“深入理解”層次核心概念的腳手架，能夠指導學生完成具體的學習事件。

1.2 設計核心問題、核心任務，確定評估證據

（1）核心問題引發學生的興趣，帶動學生在單元學習中持續研究。興趣是最好的老師。為了達成課程標準中“高度關注學生學習過程中的實踐經歷，強調學生學習的過程是主動參與的過程，讓學生積極參與動手和動腦的活動”，引導學生對學習內容的興趣，并保持持久投入的有效策略，是一個與學生日常生活息息相關的，有趣的問題——這就是核心問題。核心問題的功能不僅是引發學生的興趣，更是突出單元核心概念的一個開放性問題。這一問題沒有固定答案，因此為了避免學生“淺嘗輒止”，需要學生持續投入精力，在任務中找尋問題的答案，最終融合自己的理解，給出一個核心問題的“參考答案”，達成學習目標。開放性的問題答案體現了不同學生的個性化，同時受學習量規衡量，真正實現“面向全體學生”。

（2）核心任務幫助學生解決核心問題，實現學習目標，達成課程標準的要求。課堂不再是教師展現自我的舞臺，而是學習真實發生的地方。為了實現學習目標“遷移應用”層面的要求，本單元以核心任務貫穿始終。該核心任務的設計來源于學生身邊真實發生的生物學現象，是亟待解決的真實問題。教師擯棄了傳統教學中“講授策略”中學習內容抽象、“不接地氣”的弊端，使學生在富有趣味的核心問題引導下，參與到具有內動力參與的核心任務中，深度體驗學科知識與生活生產實際之間的聯系。在解決核心任務所提出的挑戰的過程中，學生依然需要掌握基本知能，沒有脫離課程標準所提出的學科內容要求，將課程理念中“核心素養為宗旨，教學過程重實踐”相關內容在單元學習中落地。基于核心任務的單元學習，有別于傳統課堂教學中知識為本的學習框架，具有不良結構，學生謀求問題解決的路徑具有復雜多樣性。為了保證學生學習的有效性，在不良結構的背景下，筆者設計了配合核心任務的子任務，將核心問題拆解為基礎閱讀任務、材料分析任務、動手實驗任務，學生在可參考的子任務引領下逐步攻克有難度的學科知識，形成科學概念，逐步完成核心任務，解決核心問題。

（3）利用學習量規指導學生的學習過程。核心任務的評價不僅限于紙筆成績，生物學學科核心素養的評價既需要傳統的考試命題，更需要表現性任務的顯性化學習成果。因此，通過制定評價量規引導學生明確任務內容、任務進行方式和任務完成指標是建立評估證據的有效方式。評價量規既是學生學習的指揮棒，也是評價學生完成任務程度的索引。評價量規的制定直指理論研究中確定的單元學習目標。雖然學生的學習進程有所差異，但學習成果殊途同歸，要符合課程標準的要求和學習目標的預期。每個單元的核心復雜任務與分解出來的用于支撐的子任務都要匹配對應的評價量規。評價量規需要兼顧課程標準要求的學科概念知識性的落實，以及應用核心概念解決實際問題的表現。學習進階理論需要教師深入評價量規的制定過程，用促進學生連續性發展的眼光對不同學習階段的學生做出合理、科學的行為預測，從而制定科學可靠的量規。

2 “植物生命活動的調節”單元設計案例

2.1 基于課程標準制定學習目標

（1）利用“植物激素通過協同、拮抗等方式共同實現對植物生命活動的調節”的觀點解釋生活中的植物生長現象，使用植物激素及類似物解決生產生活中的實際問題。

（2）舉例說明植物激素通過協同、拮抗等方式共同實現對植物生命活動的調節。

（3）說出生長素的產生部位、運輸特點和作用特點；解釋植物向光性、向重力性、頂端優勢等現象產生的原因；解釋運用生長素培育無子果實、防止落花落果、除雜草和促進扦插枝條生根的原理；舉例說明不同的植物激素的生理作用；舉例說明植物生長調節劑在農業生產中的作用。

2.2 單元核心問題與核心任務的設計

2.2.1 核心問題

為了引發學生的興趣，帶動學生在單元學習中持續研究，教師提出以下問題：不能像動物隨意運動的植物如何應對各種環境因素而趨利避害的？

2.2.2 核心任務

為了讓學生通過學習解決核心問題，實現學習目標，達成課程標準的要求，教師構建以下具有真實生活情境的核心任務：秋高氣爽，這本應是一個收獲的季節，但在教工食堂通往高中樓的路旁，有兩棵枝繁葉茂卻滿地落果的桃樹。今天中午，總務處主任望著滿地落果犯了愁：“這到底是怎么回事呢？是不是桃樹長蟲子了？我應該怎么處理呢？”現在就請你做一名大偵探，和小伙伴兒一起找到這兩棵桃樹，探尋落果的原因，結合本單元內容，查閱相關資料文獻，提交一份詳細的調查研究報告，幫助教務主任提出解決方案，為教務主任排憂解難。

為了幫助學生有效展開學習任務，實現學習目標，教師為學生提供以下可參考的子任務（表1）。

表1 “植物生命活動的調節”子任務

2.3 學習工具的開發與腳手架的搭建

在進行每個子任務時，為了幫助學生明確實現學習目標的依據，筆者提供了如下學習工具（圖2）與資源。

圖2 教師提供的學習工具

教師提供了幫助學生閱讀的手札：

雷（P.M.Ray）將燕麥胚芽鞘切段進行了一系列的實驗，將切段放在不同pH及一定濃度IAA的溶液中，結果見表2。

表2 IAA和H+對燕麥胚芽硝切段伸長的影響

基于上述結果，雷利和克萊蘭于1970年提出了生長素作用機理的酸生長理論。其要點是：①原生質膜上存在著非活化的質子泵（H+-ATP酶），生長素作為泵的變構效應劑，與泵蛋白結合后使其活化。②活化了的質子泵消耗能量將細胞內的H+泵到細胞壁中，導致細胞壁基質溶液的pH下降。③在酸性條件下，H+一方面使細胞壁中對酸不穩定的鍵斷裂，另一方面使細胞壁中的某些多糖水解酶活化或增加，從而使連接木葡聚糖與纖維素微纖絲之間的鍵斷裂，細胞壁松馳。④細胞壁松馳后，細胞的壓力勢下降，導致細胞的水勢下降，細胞吸水，體積增大而發生不可逆增長。

教師引導學生思考：根據公認的酸生長假設，氫離子介導生長素對細胞壁松弛的作用。氫離子來源于質膜H+-ATPase，人們認為生長素促進質膜H+-ATPase的活性。酸生長假設有下面5個主要預測，請根據你的認識進行填寫：

（1）如果磨損表皮使氫離子接近細胞壁，則酸緩沖液能夠單獨________細胞短期生長。

（2）生長素應該能________質子外排的速度（細胞壁酸化），并且質子外排的動力學與生長素誘導的生長十分一致。

（3）中性緩沖液應該能________生長素誘導的生長。

（4）能促進質子外排的復合物（除了生長素），應該能________生長。

（5）細胞壁應該含有適合________（填“酸”、“堿”或“中”）性pH的“細胞壁松弛因子”。

2.4 學習量規的制定

核心任務與子任務是否實現學習目標、達成課程標準的要求，需要利用“學習量規”進行衡量。依據課程標準與學習目標，在單元學習之初為學生發放、講解、分析學習量規，指引學生依照量規開展學習、自我評價、相互評價，并由教師最終依據量規（表3）進行學業評價。

表3 教師制定的學習量規

3 基于UbD理論的大單元教學反思

基于UbD理論的大單元教學設計是以真實任務帶動學生主動學習，徹底改變課堂組織形式。學生以小組合作為主要學習方式，教師的角色則轉變為發放任務、提供學習資源、監控學習節點。這種變革促使學生邊應用邊學習，在學習中進行信息的輸入和輸出、參與社交活動、將學習成果作品化，符合國家教育變革的總體思路，符合新課程標準提出的課程理念，將國家課程轉變為基于項目的學習，試圖在每個學習單元解決一個實際問題（任務），是學生發展必備品格、關鍵能力的有效途徑。