指向生物学学科核心素养的逆向教学设计——以“细胞的增殖”一节教学为例

马香华

（江苏省梁丰高级中学 江苏苏州 215600）

随着当下学习科学理论的外域译介、进展梳理与本土研究在国内如火如荼地展开，教法如何更好地契合学生的认知、情感与行为已然成为了教学设计中必须关注的问题。然而，学生思维的默会性、内隐性与多变性让教师教学中根据学习者立场进行教学设计成为了难以企及的彼岸世界。正因如此，“逆向教学设计”被美国学者威金斯和麦克泰格作为教学设计的基本途径提出，其是“从终点——预期的结果出发，根据标准要求确定合适的评估证据，再进行学习体验和教学的设计”。该教学设计的基本程序主要由确定预期结果（目标或标准）、确定合适的评估证据（手段与措施）和设计学习体验和教学（资源选择、流程和方法）三个阶段构成。自其引入我国来，以逆向的设计程序、有效的学生体验与合理的评价导向打通了学生原有经验认知与期望目标间融合的最后一公里，且被国内学者认为其可以让执教者可以准确衡量教学过程中自己的教学效果与学生的掌握情况。

面对着普通高中新课标颁布后对关键能力与必备品格的日益凸显，如何在生物教学中渗透学科核心素养，彰显学科育人价值则成为了实践路径的重要考量。而“逆向教学设计”强调以清晰的学习目标为起点，评价设计先于教学活动设计，指向促进目标的达成。若能依照逆向教学设计的程序，将生物学学科核心素养的要求嵌入其中，并将评价设计置于教学活动设计之前展开，教学就演化为了不断培养与评估核心素养的过程，且评价也将不仅限于终结性检测，而是诊断与驱动教学的工具。因而，以“细胞的增殖”一节教学为例，摸索出了探寻知识站位、锚定核心素养，追寻任务定位、敲定评估证据与斟寻资源配位，推定教学流程的逆向教学设计，以期为生物学学科核心素养的落地增添一条实践理论。

1 探寻知识站位，锚定核心素养

学科核心素养作为学科育人价值的重要体现，是将学科深层结构体系、内涵价值转录为育人目标的重要表述方式。可见，学科核心素养的培育依赖于学科知识内容体系的延展与纵深，所以教师应当在教学设计中既注重关联结构地教，进行大概念视域下的所授知识地站位探寻，也更应当将学科核心素养的内涵逐层聚类地化，进行核心素养在知识内容中的锚定。

“细胞的增殖”一节内容在新课标中的具体表述为“描述细胞通过不同的方式进行分裂，其中有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性”这一次位概念。逆向教学设计要求教师首先能够确定清晰的教学目标，根据上文这一次位概念与其所属主要概念与大概念的表述，将此节的第一学时的主要教学目标确定为观察处于细胞周期不同阶段的细胞分裂图像，结合有丝分裂模型，归纳、概括并排序细胞分裂中发生的事件，并总结细胞周期的涵义。在教学时间充裕的情况下，教师也可适当让学生理解细胞增殖的意义，明确真核细胞分裂的主要类型；总结有丝分裂中染色体、DNA及染色单体在数目或形态上的变化等内容。

明确该内容主要的教学目标后，教师需要深入分析蕴含其中的学科核心素养。该内容中主要包含了有丝分裂的阶段、各阶段变化特征、细胞周期的涵义及具体分期。其中，如若不结合科学史的探究过程则较难体现科学探究素养，且难以采用巧妙的情境激发并培养学生社会责任意识。而有丝分裂各阶段的特征变化彰显了极为明显模型特征，对其进行归纳、概括有助于培养学生的认识事物与解决问题的科学思维核心素养，且有丝分裂中的物质与结构转变能体现典型的结构与功能观与物质与能量观，必然有利于培养学生的生命观念核心素养。因此，将此次细胞的增殖第一学时的“逆向教学设计”的预期结果确定为以观察处于细胞周期不同阶段的图像，结合模型归纳、概括并排序有丝分裂分裂中发生的事件，去培养学生的生命观念与科学思维核心素养。

2 追寻任务定位，敲定评估证据

在明确预期结果的基础上，将其逐步分解深化成连贯、统整的表现性任务交予学生并引导其探究。这些表现性任务应当仅仅围绕上文所确定的预期目标制定，并同时围绕表现性任务敲定评估证据以便能够在教学中实时监测、把握学生的学习进度与状态（表1）。根据任务的罗列与核心素养的锚定指向来确定评估证据，表现性任务1～3采用的评估手段为观察探究、模型建构。这是让学生在基于生物学事实的基础上运用归纳、概括与建模去探讨生物学规律的过程，正是培养学生像“科学家一样思考”的科学思维核心素养的过程。而任务4除了要渗透科学思维核心素养外，更应当通过学生表述的特征去探寻结构与功能、物质与能量的关系，从而显性化呈现生命观念核心素养。

表1 “细胞的增殖”（第一学时）的表现性任务与评估证据

3 斟寻资源配位，推定教学流程

评估证据一旦确定，如何在其中构建更为合理的资源使用、更为真实的情景体验、更为适切的探究过程就成为了教学设计中应当予以关注的对象。基于学习者立场出发、实时监测并驱动教学不断行进的“逆向教学设计”，从某种意义上讲是围绕着学生进行生成性教学的重要代表。而生成性教学强调改造“先行组织者”使学生参与知识意义的生成，因而“逆向教学设计”的终端应当去仔细斟寻教学资源的合理配置，并逐步细化深入推定教学流程。研究者由确定的观察探究、模型建构、理性思考等评估证据出发，进行了详尽的环节推定。

教学环节1:观察探究中，教师先以有丝分裂的显微Flash动画让学生认知有丝分裂的结果是得到两个相同的子细胞；后以激光共聚焦显微镜下细胞有丝分裂的照片让学生明确有丝分裂包括核分裂和质分裂两个部分，而核分裂中的关键特征在于是染色体的变化。然后，让学生观察洋葱根尖有丝分裂过程，注意染色体的变化，并尝试将照片中处于不同分裂期的细胞用铅笔圈出来。在模型建构中，教师先引导学生根据染色体变化尝试对显微照片中的进行时期排序，并根据教材前、中、后、末四个时期的内容对自我排序进行判断和调整。紧接着，教师结合有丝分裂动态模式图，引导学生比较细胞前后的变化，进一步学习分裂期各期的特点。最后，让学生利用扭扭线和磁性贴等尝试在白板上构建一条染色体在细胞周期中的变化过程，回顾强化着丝点、染色单体的概念与染色体形态变化的特点。

设计意图:观察探究是通过配置真实的教学资源引导学生观察有丝分裂过程，以帮助其建立起直观感受，并让学生深入理解科学是观察现象或究其所以的过程。模型建构则引导学生将研究对象着重于染色体，从分裂相的初步排序到利用教材知识对排序的校验，再到模式图的构建。层层推进的过程设计是为了让学生了解科学研究与思维发展的过程，“像科学家一样思考”。而技能训练则是通过更换资源材料，让学生动手动脑进一步在发现并解决问题的过程中巩固模型和概念。总而言之，该过程是以比较归纳、分析总结与模型演绎等环节培养了学生的科学思维核心素养。

教学环节2:教师根据以上建构的一条染色体变化的模型，引导学生进行反向的理性思考，即分裂前后的细胞中染色体数目保持不变，推测染色体在细胞分裂前应该有何变化。此时，教师可根据学生回答的分裂前要进行染色体的复制，顺势点明遗传物质一分为二的功能实现必须依赖于有丝分裂中的各类物质的变化与结构的改变。而在概念解读和检测过程中教师用有丝分裂动画模式图演示有丝分裂间期发生的变化（包括染色体的复制），进一步引出细胞周期的概念，并带领学生解读教材有丝分裂的时间表。最后，教师分别用饼状图和线段图表示细胞周期，让学生能够准确判断出细胞周期的阶段，并用语言描述每一个阶段染色体（质）发生的变化。

设计意图:反向的理性思考教学设计不仅让学生理解了染色体作为遗传物质的载体，分裂前后必须保持数量和形态上的相对稳定，更让学生深入理解了生物体在细胞水平上应当达成的结构与功能相适应，且依赖于物质与能量变化的生命观念。此外，概念解读和检测这一过程侧重于帮助学生理解分裂间期的变化，明确分裂间期和分裂期是一个连续的过程，理解细胞增殖的涵义，并准确判断和解读。可见，该过程是以理性思考渗透了生命观念核心素养，以概念解读和检测环节促进了学生知识体系的建构。