指向生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“細(xì)胞的增殖”一節(jié)教學(xué)為例

馬香華

（江蘇省梁豐高級(jí)中學(xué) 江蘇蘇州 215600）

隨著當(dāng)下學(xué)習(xí)科學(xué)理論的外域譯介、進(jìn)展梳理與本土研究在國(guó)內(nèi)如火如荼地展開(kāi)，教法如何更好地契合學(xué)生的認(rèn)知、情感與行為已然成為了教學(xué)設(shè)計(jì)中必須關(guān)注的問(wèn)題。然而，學(xué)生思維的默會(huì)性、內(nèi)隱性與多變性讓教師教學(xué)中根據(jù)學(xué)習(xí)者立場(chǎng)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)成為了難以企及的彼岸世界。正因如此，“逆向教學(xué)設(shè)計(jì)”被美國(guó)學(xué)者威金斯和麥克泰格作為教學(xué)設(shè)計(jì)的基本途徑提出，其是“從終點(diǎn)——預(yù)期的結(jié)果出發(fā)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求確定合適的評(píng)估證據(jù)，再進(jìn)行學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)的設(shè)計(jì)”。該教學(xué)設(shè)計(jì)的基本程序主要由確定預(yù)期結(jié)果（目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)）、確定合適的評(píng)估證據(jù)（手段與措施）和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)（資源選擇、流程和方法）三個(gè)階段構(gòu)成。自其引入我國(guó)來(lái)，以逆向的設(shè)計(jì)程序、有效的學(xué)生體驗(yàn)與合理的評(píng)價(jià)導(dǎo)向打通了學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知與期望目標(biāo)間融合的最后一公里，且被國(guó)內(nèi)學(xué)者認(rèn)為其可以讓執(zhí)教者可以準(zhǔn)確衡量教學(xué)過(guò)程中自己的教學(xué)效果與學(xué)生的掌握情況。

面對(duì)著普通高中新課標(biāo)頒布后對(duì)關(guān)鍵能力與必備品格的日益凸顯，如何在生物教學(xué)中滲透學(xué)科核心素養(yǎng)，彰顯學(xué)科育人價(jià)值則成為了實(shí)踐路徑的重要考量。而“逆向教學(xué)設(shè)計(jì)”強(qiáng)調(diào)以清晰的學(xué)習(xí)目標(biāo)為起點(diǎn)，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)先于教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，指向促進(jìn)目標(biāo)的達(dá)成。若能依照逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的程序，將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求嵌入其中，并將評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)置于教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)之前展開(kāi)，教學(xué)就演化為了不斷培養(yǎng)與評(píng)估核心素養(yǎng)的過(guò)程，且評(píng)價(jià)也將不僅限于終結(jié)性檢測(cè)，而是診斷與驅(qū)動(dòng)教學(xué)的工具。因而，以“細(xì)胞的增殖”一節(jié)教學(xué)為例，摸索出了探尋知識(shí)站位、錨定核心素養(yǎng)，追尋任務(wù)定位、敲定評(píng)估證據(jù)與斟尋資源配位，推定教學(xué)流程的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)，以期為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落地增添一條實(shí)踐理論。

1 探尋知識(shí)站位，錨定核心素養(yǎng)

學(xué)科核心素養(yǎng)作為學(xué)科育人價(jià)值的重要體現(xiàn)，是將學(xué)科深層結(jié)構(gòu)體系、內(nèi)涵價(jià)值轉(zhuǎn)錄為育人目標(biāo)的重要表述方式。可見(jiàn)，學(xué)科核心素養(yǎng)的培育依賴于學(xué)科知識(shí)內(nèi)容體系的延展與縱深，所以教師應(yīng)當(dāng)在教學(xué)設(shè)計(jì)中既注重關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)地教，進(jìn)行大概念視域下的所授知識(shí)地站位探尋，也更應(yīng)當(dāng)將學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵逐層聚類地化，進(jìn)行核心素養(yǎng)在知識(shí)內(nèi)容中的錨定。

“細(xì)胞的增殖”一節(jié)內(nèi)容在新課標(biāo)中的具體表述為“描述細(xì)胞通過(guò)不同的方式進(jìn)行分裂，其中有絲分裂保證了遺傳信息在親代和子代細(xì)胞中的一致性”這一次位概念。逆向教學(xué)設(shè)計(jì)要求教師首先能夠確定清晰的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)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(jié)的第一學(xué)時(shí)的主要教學(xué)目標(biāo)確定為觀察處于細(xì)胞周期不同階段的細(xì)胞分裂圖像，結(jié)合有絲分裂模型，歸納、概括并排序細(xì)胞分裂中發(fā)生的事件，并總結(jié)細(xì)胞周期的涵義。在教學(xué)時(shí)間充裕的情況下，教師也可適當(dāng)讓學(xué)生理解細(xì)胞增殖的意義，明確真核細(xì)胞分裂的主要類型；總結(jié)有絲分裂中染色體、DNA及染色單體在數(shù)目或形態(tài)上的變化等內(nèi)容。

明確該內(nèi)容主要的教學(xué)目標(biāo)后，教師需要深入分析蘊(yùn)含其中的學(xué)科核心素養(yǎng)。該內(nèi)容中主要包含了有絲分裂的階段、各階段變化特征、細(xì)胞周期的涵義及具體分期。其中，如若不結(jié)合科學(xué)史的探究過(guò)程則較難體現(xiàn)科學(xué)探究素養(yǎng)，且難以采用巧妙的情境激發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)。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(duì)其進(jìn)行歸納、概括有助于培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)識(shí)事物與解決問(wèn)題的科學(xué)思維核心素養(yǎng)，且有絲分裂中的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變能體現(xiàn)典型的結(jié)構(gòu)與功能觀與物質(zhì)與能量觀，必然有利于培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念核心素養(yǎng)。因此，將此次細(xì)胞的增殖第一學(xué)時(shí)的“逆向教學(xué)設(shè)計(jì)”的預(yù)期結(jié)果確定為以觀察處于細(xì)胞周期不同階段的圖像，結(jié)合模型歸納、概括并排序有絲分裂分裂中發(fā)生的事件，去培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念與科學(xué)思維核心素養(yǎng)。

2 追尋任務(wù)定位，敲定評(píng)估證據(jù)

在明確預(yù)期結(jié)果的基礎(chǔ)上，將其逐步分解深化成連貫、統(tǒng)整的表現(xiàn)性任務(wù)交予學(xué)生并引導(dǎo)其探究。這些表現(xiàn)性任務(wù)應(yīng)當(dāng)僅僅圍繞上文所確定的預(yù)期目標(biāo)制定，并同時(shí)圍繞表現(xiàn)性任務(wù)敲定評(píng)估證據(jù)以便能夠在教學(xué)中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、把握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與狀態(tài)（表1）。根據(jù)任務(wù)的羅列與核心素養(yǎng)的錨定指向來(lái)確定評(píng)估證據(jù)，表現(xiàn)性任務(wù)1～3采用的評(píng)估手段為觀察探究、模型建構(gòu)。這是讓學(xué)生在基于生物學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)用歸納、概括與建模去探討生物學(xué)規(guī)律的過(guò)程，正是培養(yǎng)學(xué)生像“科學(xué)家一樣思考”的科學(xué)思維核心素養(yǎng)的過(guò)程。而任務(wù)4除了要滲透科學(xué)思維核心素養(yǎng)外，更應(yīng)當(dāng)通過(guò)學(xué)生表述的特征去探尋結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)與能量的關(guān)系，從而顯性化呈現(xiàn)生命觀念核心素養(yǎng)。

表1 “細(xì)胞的增殖”（第一學(xué)時(shí)）的表現(xiàn)性任務(wù)與評(píng)估證據(jù)

3 斟尋資源配位，推定教學(xué)流程

評(píng)估證據(jù)一旦確定，如何在其中構(gòu)建更為合理的資源使用、更為真實(shí)的情景體驗(yàn)、更為適切的探究過(guò)程就成為了教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)予以關(guān)注的對(duì)象?；趯W(xué)習(xí)者立場(chǎng)出發(fā)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并驅(qū)動(dòng)教學(xué)不斷行進(jìn)的“逆向教學(xué)設(shè)計(jì)”，從某種意義上講是圍繞著學(xué)生進(jìn)行生成性教學(xué)的重要代表。而生成性教學(xué)強(qiáng)調(diào)改造“先行組織者”使學(xué)生參與知識(shí)意義的生成，因而“逆向教學(xué)設(shè)計(jì)”的終端應(yīng)當(dāng)去仔細(xì)斟尋教學(xué)資源的合理配置，并逐步細(xì)化深入推定教學(xué)流程。研究者由確定的觀察探究、模型建構(gòu)、理性思考等評(píng)估證據(jù)出發(fā)，進(jìn)行了詳盡的環(huán)節(jié)推定。

教學(xué)環(huán)節(jié)1:觀察探究中，教師先以有絲分裂的顯微Flash動(dòng)畫(huà)讓學(xué)生認(rèn)知有絲分裂的結(jié)果是得到兩個(gè)相同的子細(xì)胞；后以激光共聚焦顯微鏡下細(xì)胞有絲分裂的照片讓學(xué)生明確有絲分裂包括核分裂和質(zhì)分裂兩個(gè)部分，而核分裂中的關(guān)鍵特征在于是染色體的變化。然后，讓學(xué)生觀察洋蔥根尖有絲分裂過(guò)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(xì)胞用鉛筆圈出來(lái)。在模型建構(gòu)中，教師先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)染色體變化嘗試對(duì)顯微照片中的進(jìn)行時(shí)期排序，并根據(jù)教材前、中、后、末四個(gè)時(shí)期的內(nèi)容對(duì)自我排序進(jìn)行判斷和調(diào)整。緊接著，教師結(jié)合有絲分裂動(dòng)態(tài)模式圖，引導(dǎo)學(xué)生比較細(xì)胞前后的變化，進(jìn)一步學(xué)習(xí)分裂期各期的特點(diǎn)。最后，讓學(xué)生利用扭扭線和磁性貼等嘗試在白板上構(gòu)建一條染色體在細(xì)胞周期中的變化過(guò)程，回顧強(qiáng)化著絲點(diǎn)、染色單體的概念與染色體形態(tài)變化的特點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖:觀察探究是通過(guò)配置真實(shí)的教學(xué)資源引導(dǎo)學(xué)生觀察有絲分裂過(guò)程，以幫助其建立起直觀感受，并讓學(xué)生深入理解科學(xué)是觀察現(xiàn)象或究其所以的過(guò)程。模型建構(gòu)則引導(dǎo)學(xué)生將研究對(duì)象著重于染色體，從分裂相的初步排序到利用教材知識(shí)對(duì)排序的校驗(yàn)，再到模式圖的構(gòu)建。層層推進(jìn)的過(guò)程設(shè)計(jì)是為了讓學(xué)生了解科學(xué)研究與思維發(fā)展的過(guò)程，“像科學(xué)家一樣思考”。而技能訓(xùn)練則是通過(guò)更換資源材料，讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦進(jìn)一步在發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題的過(guò)程中鞏固模型和概念。總而言之，該過(guò)程是以比較歸納、分析總結(jié)與模型演繹等環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維核心素養(yǎng)。

教學(xué)環(huán)節(jié)2:教師根據(jù)以上建構(gòu)的一條染色體變化的模型，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反向的理性思考，即分裂前后的細(xì)胞中染色體數(shù)目保持不變，推測(cè)染色體在細(xì)胞分裂前應(yīng)該有何變化。此時(shí)，教師可根據(jù)學(xué)生回答的分裂前要進(jìn)行染色體的復(fù)制，順勢(shì)點(diǎn)明遺傳物質(zhì)一分為二的功能實(shí)現(xiàn)必須依賴于有絲分裂中的各類物質(zhì)的變化與結(jié)構(gòu)的改變。而在概念解讀和檢測(cè)過(guò)程中教師用有絲分裂動(dòng)畫(huà)模式圖演示有絲分裂間期發(fā)生的變化（包括染色體的復(fù)制），進(jìn)一步引出細(xì)胞周期的概念，并帶領(lǐng)學(xué)生解讀教材有絲分裂的時(shí)間表。最后，教師分別用餅狀圖和線段圖表示細(xì)胞周期，讓學(xué)生能夠準(zhǔn)確判斷出細(xì)胞周期的階段，并用語(yǔ)言描述每一個(gè)階段染色體（質(zhì)）發(fā)生的變化。

設(shè)計(jì)意圖:反向的理性思考教學(xué)設(shè)計(jì)不僅讓學(xué)生理解了染色體作為遺傳物質(zhì)的載體，分裂前后必須保持?jǐn)?shù)量和形態(tài)上的相對(duì)穩(wěn)定，更讓學(xué)生深入理解了生物體在細(xì)胞水平上應(yīng)當(dāng)達(dá)成的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，且依賴于物質(zhì)與能量變化的生命觀念。此外，概念解讀和檢測(cè)這一過(guò)程側(cè)重于幫助學(xué)生理解分裂間期的變化，明確分裂間期和分裂期是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，理解細(xì)胞增殖的涵義，并準(zhǔn)確判斷和解讀?？梢?jiàn)，該過(guò)程是以理性思考滲透了生命觀念核心素養(yǎng)，以概念解讀和檢測(cè)環(huán)節(jié)促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)體系的建構(gòu)。