指向“結構與功能觀”的大單元逆向教學設計

常海霞

【內容摘要】大單元教學設計是落實學科核心素養的重要途徑，而以學習目標和評估為導向的逆向設計則為大單元教學培育核心素養提供了有力的保障。文中通過實例，從初設與知識能力關聯的學習目標、研制與目標達成適切的評估標準、設計與預期目標契合的教學活動三個環節，對如何通過大單元逆向教學設計培育初中學生的“結構與功能觀”進行了闡述。

【關鍵詞】結構與功能? 逆向設計

《高中生物課程標準（2017版）》提出了學科的核心素養，指明了學科的育人價值，其中“生命觀念”最能體現生物學科的特色，而“結構與功能觀”更是生命觀念的基礎，其形成有利于學生科學看待生命及其規律，對正確解決相關生物學問題有一定的促進作用，又因為“結構與功能觀”在初中生物學教材體現較多，因此，在初中生物課堂教學滲透“結構與功能觀”顯得尤為重要。但由于單課時時間較短，不利于實現培育“結構與功能觀”的教學目標，大單元教學卻可以通過解讀課程標準、教材內容與核心素養之間的關系，確定大單元的核心素養目標，并將碎片的知識和技能串連起來，實現了教學設計與核心素養目標的有效融合。而以學習結果和評估為導向的逆向設計更進一步為“結構與功能觀”的形成提供了有力的保障。初中生物課程標準將教學內容分為十大主題，其中第二個主題是“生物體的結構層次”，該主題下包含6個重要概念，其中“細胞是生命活動的基本單位”與“細胞能進行分裂、分化，以生成更多的不同種類的細胞用于生物體的生長、發育和生殖。”與七上的第三章的標題“細胞是生命活動的基本單位”及其內容相吻合，凸顯生命觀念的“結構與功能觀”，因此適合構建培育“結構與功能觀”的大單元。下面以此單元為例，談談如何逆行設計來培養“結構與功能觀”的。

一、初設與知識能力關聯的學習目標

預期結果猶如設置導航，一旦目的地確定，所有的努力都應瞄準目的地，專注于盡可能最佳的實現預期學習結果的內容、方法和活動。這個階段將“結構與功能觀”的形成融入學習目標：（1）通過觀察多種不同的動植物細胞，推測其形狀、顏色與功能之間的關系，歸納得出動植物細胞的基本結構和特殊結構。（2）通過生活實例，結合細胞的結構，分析推測細胞各部分結構的功能。（3）通過建構不同器官的動植物細胞結構立體模型，認同器官的功能與細胞的結構有關。（4）通過探究一顆幼苗長成參天大樹的原因總結細胞分裂和細胞分化的意義。

在學習目標制定好的基礎上，設計用來架構目標的基本問題，并明確：學生應該知道什么，理解什么，能夠做什么？什么是期望的持久理解？

基本問題：（1）植物細胞的結構和功能是怎樣的？（2）動物細胞的結構和功能是怎樣的？（3）植物細胞與動物細胞有何區別？（4）一棵小幼苗是如何長成參天大樹的？

學生將理解：（1）細胞的大小不同、形狀多樣，但基本結構相同的;（2）植物細胞和動物細胞的基本結構相同，但有不同點;（3）細胞的形態結構與功能相適應;（4）生物生長與細胞數目增多和體積增大有關;（5）細胞分化形成多種組織。

學生將會知道：（1）植物細胞和動物細胞的基本結構;（2）動植物細胞各部分結構的功能;（3）細胞分裂的概念;（4）分化和組織的概念;（5）動、植物體組織類型及其功能。

學生將能夠：（1）正確使用顯微鏡;（2）學會制作臨時裝片;（3）制作動植物細胞結構立體模型;（4）舉例說出動植物體的組織類型及其功能;（5）闡明細胞是生命活動的基本單位。

二、研制與目標達成適切的評估標準

在教學設計之前考慮評估，可以使之后的教學設計更經濟和更高效，如何知道學生的學習是否形成了“結構與功能觀”，需要根據評估標準（體現細胞的結構與功能之間的關系）對證據進行評估，證據集主要以表現型任務的形式呈現，更具體、更直觀，具有明顯的可操作性和說服力。評估結束學生需要自我評估和反饋。

用以評估的表現型任務：（1）心靈手巧：構建動植物細胞立體模型（學生們需要根據“花兒為什么這么紅，葉子為什么這么綠？鳥兒為什么飛得這么高？”制作一個熟悉的動植物細胞的立體模型，在展示細胞基本結構的同時來體現細胞的結構與功能之間的關系。）（2）明察秋毫：有人說，如果把生物體比作一座高樓，細胞就相當于建造這座高樓的磚塊，這個比喻你認為恰當嗎？如果把磚石和細胞都一分為二呢？（學生們需要分析完整的磚石和細胞對高樓和生物體所承擔的結構和功能的基本單位，還要分析破壞了結構的細胞不能承擔生命活動相應的功能，不能進行正常的細胞分裂和分化，從而闡明得出：細胞是生物體的結構和功能的基本單位，細胞是生物體生命活動的基本單位。）

三、設計與預期目標契合的教學活動

在明確預期學習結果和需要的評估證據之后，再思考具體的教學和學習體驗，考慮的問題更具有針對性，怎樣的教和學，有利于學生形成“結構與功能觀”并通過評估考核？學生需要具備哪些知識和技能？教師需要引導學生做什么？哪些材料和資源是最適合的？哪些問題的解決對表現型任務的完成具有幫助？設計的與預期目標契合的教學活動如下：

1.以問題（花兒為什么這么紅？葉子為什么這么綠？鳥兒為什么飛得這么高？）導入，以美麗的宏觀世界吸引學生的同時，激發學生探究微觀世界的欲望。

2.介紹基本問題，告知單元的最終表現性任務（心靈手巧和明察秋毫）

3.提供洋蔥、黑藻、水花生的莖三種植物材料，要求制作臨時裝片用顯微鏡觀察并嘗試繪圖。教師巡視指導拍攝顯微鏡下的圖像照片展示，學生根據觀察結果評價操作過程。

4.比較多種植物細胞的大小，思考：小而數量多的細胞對于植物體生命活動的進行有怎樣的意義呢？比較不同器官細胞的形狀，聯系細胞在植物體所處的位置，思考不同的形狀是否有利于更好的執行功能？

5.比較不同細胞的顏色，找到細胞中對應的特殊結構：液泡和葉綠體。

6.比較多種植物細胞，找出植物細胞的共同點（基本結構），和教材上的細胞模型圖相比，找出在光學顯微鏡下沒有觀察到的結構：細胞膜和線粒體。教師解釋原因。

7.根據教師提供的問題情境，總結植物細胞各部分結構的功能。

8.學生需要根據“花兒為什么這么紅，葉子為什么這么綠？”制作一個熟悉的植物細胞的立體模型，在展示細胞基本結構的同時來體現細胞的結構與功能之間的關系。

9.展示多種動物和人的細胞，比較分析推測不同的細胞形態和功能之間的關系。

10.根據視頻制作人口腔上皮細胞臨時裝片，比較口腔上皮細胞臨時裝片和洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片制作方法的不同點，觀察繪圖，識別人口腔上皮細胞的結構。

11.比較多種動物細胞結構圖片，總結動物細胞的基本結構。

12.比較動物和植物細胞結構的相同點和不同點，分析二者的功能的主要差異，思考線粒體數目的多少與動物的運動之間的關系。討論：學校墻壁、門衛、各個教室和辦公室、校長處相當于細胞的哪些結構？

13.資料分析細胞核在控制生物生長發育中的作用，觀察細胞核中的染色體的組成圖片，學生聯系親子鑒定分析推測DNA與生物遺傳之間的關系。

14.學生們需要根據“鳥兒為什么飛得這么高？”制作一個熟悉的動物細胞的立體模型，來展示細胞基本結構的同時來體現細胞的結構與功能之間的關系。

15.思考：一粒小小的種子發育成一株完整的番茄植株，在這個過程中細胞發生了怎樣的變化呢？問題切入引導學生思考生物的生長與細胞分裂有關。

16.通過兩次撕紙游戲分別模擬細胞分裂引起的細胞數目的變化和分析推測細胞分裂過程中結構可能發生的變化。

17.使用顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞分裂的裝片，親眼見證細胞分裂過程中細胞核中染色體的數目變化。教師播放細胞分裂動畫。小組討論交流：（1）細胞分裂后形成的子細胞是不是只有親細胞一半的染色體？（2）細胞分裂后遺傳物質保持不變，這對生物體有什么意義？（3）剛分裂的細胞較小，其體積是如何增大的呢？

18.思考：番茄種子的細胞僅僅通過分裂和生長就能長成一棵具有根莖葉的植株嗎？學生觀察番茄的四種組織的細胞圖片并討論：（1）四種植物細胞在哪些方面存在差異？（2）這些差異是由細胞中的那種物質所控制的呢？總結細胞分化的概念。觀察細胞分化形成的各種細胞，推測不同形態結構的細胞可能執行的功能，歸納出組織的概念。

19.閱讀教材中有關植物組織和動物組織類型的內容，小組分析討論：（1）構成番茄果實的組織有哪些？（2）某同學經常不吃早飯上學，導致胃病，請結合癥狀分析胃有哪些組織組成。

20.根據細胞分裂和分化總結番茄植株由簡單到復雜的原因。思考：如果沒有細胞分裂和細胞分化，動植物體的各項生理活動能正常進行嗎？單元結束時分析：有人說，如果把生物體比作一座高樓，細胞就相當于建造這座高樓的磚塊，這個比喻你認為恰當嗎？如果把磚石和細胞都一分為二呢？學生需要運用本單元多學闡明得出：細胞是生物體的結構和功能的基本單位，細胞是生物體生命活動的基本單位。

以終為始的逆向設計體現的是一種智慧之旅，使大單元教學擺脫了傳統教學“走到哪里算哪里”的弊端，大單元教學設計中評估設計的前置，使學科核心素養的培養不再是一句空話，而是真正的落地生根發芽。

【參考文獻】

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[2] [美]格蘭特·威金斯、杰伊·麥克泰格. 為了理解的教學設計（第二版）[M]. 上海：華東師范大學出版社，2017：18-20.

[3] 周麗婷、徐建忠. 課堂教學中促進學生“結構與功能觀”形成的思考與實踐[J]. 中學生物教學，2020（9）：38.

（作者單位：江蘇省常州市新北區安家中學）