逆向教學設計在高中生物學單元復習課中的應用

高中階段的生物學學科知識體系錯綜復雜，傳統的生物學教學常以教學內容作為起始點，教師圍繞教材按部就班地講解課本知識，這種方式在一定程度上容易忽視學生的學習需求以及認知規律。逆向教學設計則打破了這種常規教學思路，以預期的學習成果作為教學的出發點，依據學生最終的學習目標，逆向規劃整個教學過程。研究發現逆向教學設計理念更契合學生的認知規律與學習需求，教師通過這種設計能夠引導學生更加主動、深入地參與到課堂學習中。本文深人探究逆向教學設計在“遺傳的分子基礎”單元復習課中的應用，以期提升復習課的教學質量與效果，引導學生更積極、深入地投身學習。

一、逆向教學設計的基本模式

逆向教學設計由美國教育學家格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格提出，其核心理念為“以終為始”，與傳統教學在流程上大相徑庭。傳統教學設計往往遵循“教學內容一教學方法一教學評價\"的順序開展教學工作。具體而言，教師需先確定要教授的教學內容，并依據內容選擇合適的教學方法，最后考慮運用何種方式來評價學生的學習效果。與之形成鮮明對比的是，逆向教學設計運用反向邏輯，按照“確定預期結果一確定合適的評估證據一設計學習體驗和教學活動\"的順序推進，從預期的教學成果出發，圍繞如何證明學生達成了這些成果來確定評估證據，最后據此設計出相應的學習體驗和教學活動，為教學過程帶來了全新的視角與思路。

在逆向教學設計中，明確預期結果是教學有效開展的關鍵。教師要依據課程標準，深度剖析學生學完后應掌握的知識、具備的能力及理解的概念原理。確定預期結果后，便進入確定評估證據環節。教師需思考如何有效證明學生達成預期，要采用多樣化的評估方式。如課堂提問可即時了解知識掌握情況、作業幫助學生課后鞏固與展示成果、測驗系統檢測知識理解運用、項目任務考查綜合素養與實踐能力，這些方式助教師全面掌握學生的學習進展。最后教師依據預期結果與評估證據，精心設計學習體驗和教學活動。這些活動要能激發學生主動學習，助力獲取知識技能，并與預期目標緊密相連，結合多樣化評估，為學生打造豐富的學習體驗，推動學生在學習中成長進步。

二、遺傳的分子基礎”單元復習的逆向教學設計

（一）課程標準分析

針對“遺傳的分子基礎\"這一單元，課程標準精心設定了一系列具體且明確的目標。學生要能夠精準且全面地概述DNA分子結構的主要特點，透徹理解DNA分子所具有的多樣性和特異性。就多樣性而言，教師可通過帶領學生細致分析不同生物DNA分子的堿基對排列順序，使學生清晰地看到不同生物的DNA分子中堿基對排列千變萬化，這便是DNA分子多樣性的生動體現。對于DNA分子的特異性，教師可借助特定生物DNA分子堿基對排列相對穩定這一特性，幫助學生深刻理解特異性的本質，即每種生物的DNA分子都有其獨特的堿基對排列順序。

課程標準對“基因與遺傳信息\"板塊提出了明確要求，教師要幫助學生闡明基因與遺傳信息的關聯，并讓學生熟練掌握基因表達的過程，也就是轉錄和翻譯這兩個關鍵環節。轉錄過程中基因以DNA為模板來合成RNA，翻譯過程中RNA則指導著蛋白質的合成，教師可將這些動態過程清晰地呈現給學生，幫助學生直觀且深入地理解基因表達。在DNA分子復制方面，教師應讓學生理解其復制過程、特點以及意義。對此，教師可以詳細講解復制時解旋、合成子鏈等具體步驟，闡述諸如半保留復制等特點，以及強調復制對遺傳信息傳遞和維持生物遺傳穩定性的重要意義。

（二）確定學習目標

學習自標就像給學生照亮前行道路的燈，教師依據課程標準并結合學生的實際學習需求，可以從知識、能力、情感態度與價值觀這三個不同維度，為學生制訂出全面的學習目標。

在“遺傳的分子基礎”單元復習中，學生需要先準確掌握DNA分子的基本情況。DNA由磷酸、脫氧核糖和四種含氮堿基組成，這些組成部分相互連接，構成了獨特的雙螺旋結構。之后，學生需要了解各部分如何搭建起穩定的雙螺旋，同時理解DNA分子的多樣性與特異性，這是理解遺傳信息儲存與傳遞的基礎。學生學完DNA結構之后，教學內容就要深人到遺傳信息傳遞的核心過程——DNA復制、轉錄和翻譯。學生需明確解釋這三個過程的具體步驟、所需條件以及堿基互補配對原則，如DNA復制在解旋酶作用下雙鏈解開，以親代DNA鏈為模板、DNA聚合酶等酶參與下，遵循堿基互補配對原則合成子代DNA。轉錄時，RNA聚合酶識別DNA模板合成mRNA;翻譯則是在核糖體上，tRNA依據mRNA上的密碼子攜帶氨基酸合成多肽鏈。

在掌握上述知識后，學生需進一步明晰基因的相關概念，基因是具有遺傳效應的DNA片段，在DNA上呈線性排列，染色體作為基因的主要載體，承載著遺傳信息。最后，學生需明確基因突變和基因重組的相關內容，包括基因突變的概念，即堿基對的替換、增添和缺失；基因重組在減數分裂中的表現形式，以及二者的類型、發生時期和意義。

知識目標達成后，教師可以精心挑選有關遺傳信息傳遞和變異的資料，帶領學生一起分析，以鍛煉學生獲取信息、分析問題以及解決問題的能力。打個比方，學生在分析遺傳系譜圖時，要依據基因傳遞規律，判斷出遺傳方式，推測出個體基因型，還要把遺傳現象背后的原理講清楚。除了培養能力，學生的情感態度與價值觀目標也是復習教學不可或缺的部分。教師在教學中還可以穿插一些科學研究的歷史故事，如科學家們探索DNA結構以及遺傳信息傳遞時的各種經歷。通過這些故事，學生能真切體會到科學研究的嚴謹與曲折，明白科學進步靠的是不懈努力和嚴謹態度，進而激發對科學的興趣，培養探索精神。

（三）組織學習內容

明確“遺傳的分子基礎\"單元的學習目標之后，教師需要精心組織學習內容，確保學生能夠系統、深入地掌握這部分知識，單元學習內容如表1所示。

復習教學開始時，教師將“DNA是主要的遺傳物質\"這一核心概念作為重點展開。課堂上，教師通過講解經典的肺炎雙球菌轉化實驗，引導學生深入理解DNA在遺傳過程中的關鍵作用。格里菲思的體內轉化實驗揭示了一個奇妙的現象：無毒的R型細菌在加熱殺死的S型細菌的影響下，竟然能夠轉化為有毒的S型細菌，這一現象引發了“轉化因子”的猜想。艾弗里的體外轉化實驗巧妙地將各種成分分離，最終證實DNA正是使R型細菌發生穩定遺傳變化的物質。之后，教師引入噬菌體侵染細菌實驗，詳細講解噬菌體的標記方法、侵染過程以及實驗結果的分析，進一步鞏固DNA作為遺傳物質的結論。同時，教師還可以通過煙草花葉病毒感染實驗，指出RNA在某些病毒中也能充當遺傳物質的角色。這不僅能夠豐富學生的知識體系，使其全面理解“DNA是主要的遺傳物質\"這一概念，還讓學生認識到遺傳物質具備多樣性的特質。

學生對DNA作為遺傳物質有了初步認識后，教師順勢引導他們深入探索“DNA分子的結構與復制”。教師先介紹DNA分子的化學組成，包括磷酸、脫氧核糖以及四種含氮堿基，同時細致講解這些元素的結構特點以及相互連接的方式。教師可以將重點放在DNA雙螺旋結構上，給學生講解兩條鏈反向平行盤旋、堿基互補配對等精妙的特點，并通過展示DNA分子結構模型，讓學生更直觀地感受到這種復雜而精巧的結構。學生對DNA結構有初步的了解之后，教師可以帶領學生開啟DNA復制的探索之旅。從復制的概念出發，教師逐步深入講解復制的場所、模板、原料和酶等關鍵條件，并對解旋、合成子鏈、連接等關鍵步驟進行解釋。

“基因的表達\"板塊中，教師先從轉錄的概念入手，介紹RNA聚合酶如何精準地識別并結合到DNA模板上，并以核糖核苷酸為原料，一步步合成mRNA。在此過程中，教師可以穿插講解轉運RNA在翻譯過程中的主要作用，以幫助學生理解密碼子與反密碼子之間的配對關系、多肽鏈的合成過程。而在“基因的本質\"板塊中，教師著重引導學生理解基因的概念，即基因是具有遺傳效應的DNA片段。教師可以通過舉例說明，幫助學生梳理基因與DNA、染色體、脫氧核昔酸之間的關系，如基因在DNA分子上呈線性排列，染色體是基因的主要載體，而基因的基本組成單位是脫氧核苷酸。

在“基因突變和基因重組\"板塊，教師可以從基因突變的概念出發，引導學生分析基因突變的原因，包括物理、化學和生物因素等，可以借助一些案例展示基因突變的不同類型，如堿基對的替換、增添和缺失，以幫助學生理解基因突變的復雜性、普遍性、隨機性、低頻性和不定向性等特點。對于基因重組，教師同樣從概念入手，講解在減數分裂過程中的兩種主要類型：一種是在減數第一次分裂前期，同源染色體上的非姐妹染色單體發生交叉互換；另一種是在減數第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合。通過這些講解，學生能夠清晰地認識到基因重組在生物多樣性形成中的重要作用，從而對遺傳變異的機制有更全面的理解。

三、逆向教學在“遺傳的分子基礎”單元復習中的實施

（一）設計教學效果評價標準

為更好地把握學生在“遺傳的分子基礎”單元復習中的學習成果，教師可設計一套科學且全面的教學效果評價標準。這套評價體系從課堂表現、作業完成情況、測驗成績以及項目實踐四個方面入手，各部分相輔相成，共同搭建一個完整且富有層次的學生學習成果評價體系。

課堂表現評價，即學生在課堂討論和小組活動中的表現。對此，教師需關注學生的課堂討論參與度，觀察學生是否能夠主動地投身其中；同時留意學生在討論中表現出來的思維方式，如是否能夠深入思考問題并提出獨到的見解；學生的合作能力也是重要的觀察點，如在小組活動中是否能與成員有效溝通并協同合作。教師根據這些表現進行即時評價，對那些積極參與討論、提出有價值觀點的學生，給予加分獎勵，以此激勵他們的積極行為；面對無法積極配合小組活動的學生，詢問原因并做出積極引導。

作業評價能夠直觀地體現出教學效果，教師可以布置多樣化的作業，從不同角度考查學生對知識的掌握和運用能力。在評價作業時，教師可以站在三個維度進行考量：一是作業的完成情況，即學生是否按時、認真完成任務；二是問題答案的準確性，以此判斷學生對知識點的理解是否正確；三是思路的清晰度，學生在解答復雜題目時是否能條理清晰地表達出對問題的理解以及解題思路。學生根據這些評價結果反饋出的學習情況，可以了解到自己的優點和不足，為后續學習提供方向。

測驗評價是對學生階段性學習成果的集中體現，類似于學校的階段性考試，教師可以定期組織單元小測驗，內容涵蓋單元復習的所有知識點。教師通過分析學生的測驗成績，找出學生在不同知識板塊的掌握程度，以便集中補充教學。例如，有些學生可能在DNA復制過程上出錯，而另一些學生可能對基因表達的調控機制理解不夠深入。針對這些問題，教師可以制訂針對性的輔導計劃和強化訓練方案，以幫助學生查漏補缺，提升學習效果。

在項目評價中，教師需重點關注小組合作探究的項目任務表現，如項目的完成質量、創新性以及團隊協作情況。對于表現優秀的項目，教師可以安排學生在班級內展示自己的研究成果，供其他同學學習和借鑒。這樣的方式不僅能激發學生的學習熱情，還能營造積極的學習氛圍，促進學生之間的相互學習和共同進步。

（二）設計學習體驗和教學活動

課堂伊始，教師可以通過創設情境吸引學生的注意力，如展示親子間外貌相似與差異的圖片。這些直觀的素材能迅速激發學生的好奇心，引導學生思考：遺傳信息是如何傳遞和變異的？教師便借此開啟“遺傳的分子基礎”單元復習，為后續教學營造良好的課堂氛圍。伴隨理論知識的講解，教師可以組織小組合作探究活動，根據學生的不同學習能力和性格特點將其分成若干小組，以確保每個小組都能高效協作。之后，教師為每個小組分配一個與“遺傳的分子基礎\"相關的主題，如“DNA復制過程中的易錯點分析\"“基因突變在農業育種中的應用\"“基因重組對生物多樣性的影響\"等。小組成員可以自主選擇查閱教材、參考資料以及上網搜索等方式收集信息，圍繞主題展開討論，最終梳理主題中包含的知識點并進行總結。通過這種方式，學生從被動的知識接受者轉變為積極的參與者，自身的合作能力、自主學習能力和溝通能力都將得到有效提升。

為讓學生更深入地理解基因表達過程，教師可以設計一場以“基因表達過程\"為主題的課堂角色扮演游戲。游戲準備階段，教師可給學生為每個角色的含義以及在基因表達中的關鍵作用進行鋪墊。角色分配時有的學生扮演DNA分子和RNA聚合酶，模擬轉錄過程；另一些學生則扮演mRNA、tRNA和核糖體，重現翻譯過程。學生通過這種趣味化的親身體驗，能夠更直觀地感受基因表達的動態機制，并在輕松、愉快的氛圍中鞏固知識，加深對基因表達過程的理解。

在課堂之外，教師可以鼓勵學生利用模型加深對知識的理解，如引導學生思考如何利用卡紙、塑料片和彩繩等材料，搭建出DNA分子結構模型以及DNA復制過程模型。建模開始前，教師可帶領學生簡要回顧相關知識點，為學生梳理出構建思路，并提示學生在制作模型時需要認真思考DNA分子的結構特征，如兩條鏈的反向平行走向、堿基互補配對的規律，以及DNA復制時解旋、合成子鏈等步驟的具體細節。學生完成模型后可以在課堂上進行展示，并講解模型制作的流程及對應的知識點，進一步鞏固自身對知識的掌握。

四、總結

逆向教學設計的應用為傳統復習模式帶來了全新變革，其以學生的學習成果為出發點，讓教學活動更加有的放矢，顯著提升了教學的針對性和有效性。“遺傳的分子基礎”單元復習課中，教師通過逆向教學設計能夠幫助學生更好地理解、掌握遺傳的分子基礎相關知識，提升學生的綜合素養。本文的研究表明，教師可不斷探索和完善這種教學設計，使其更好地適應不同教學內容和學生需求，持續推動高中生物學教學質量的提升。

（作者單位：浙江省東陽市第二高級中學）

編輯：趙文靜