高中生物学逆向教学设计实践应用与教学评价研究

摘 要：在高中生物学课堂教学中仍旧存在课堂教学设计的目标性不强、无法对目标教学的达成情况进行评测以及师生过于注重知识的传授与获取、过于注重表层学习等现象，从而使生物学教学效率较低，学生无法对知识进行内化与迁移。面对此种情况，高中生物学教师必须积极转变自身教学模式与教学理念。以“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”为单元主题对逆向教学设计在高中生物学课堂中的应用进行深入研究，希望可以借此帮助一线教师对此生物学大概念的逆向设计进行深入理解与融会贯通。

关键词：高中生物学;逆向教学;实践应用;教学评价

如今正是知识经济时代，学生仅仅对程序性知识以及事实性知识进行记忆无法达到社会对人才的需求，学生要对复杂概念进行深入理解，并可以根据此种理解生成新的理论与知识。促使学生对知识进行深层次的理解是教育者永恒的追求，但在高中生物学教学课堂中，很多教师通常会遇到学生无法顺利完成知识迁移的情况，说明学生对知识、概念的理解是不到位的。尽管新课改推行十几年，一些教师在教学设计与教学模式应用中还会陷入误区。而逆向教学模式的应用为师生双方提供了明确的学与教的框架，保证整体教学活动始终围绕课程核心与重点内容开展，以提高课堂教学的有效性。

一、逆向教学设计概述

逆向教学设计是应用逆向思维对教学程序进行设计的一种新型教学模式，与传统的教学模式设计应用框架极为不同。在传统教学过程中，生物学教师往往是根据已有材料中出现的知识点对教学目标进行设置，而后确定教学重难点，正确实施教学活动，最后再根据反馈对学生学习情况进行评估，教学设计顺序为目标—活动—评价。而逆向设计则提倡设计优先，教师根据教学内容、学生情况以及标准对教学目标进行设定[1]。思考学生需要掌握何种技能才可以达成学习目标，有哪些可以被最终认为学生学习结果的证明，如何利用课堂活动，促进学生提升能力，提升素養，所依据的是目标—评价—活动的教学设计。逆向设计教学模式的应用最终是为了实现学生的深层次理解，因此其教学活动与评价形式的开展都指向理解。在教学活动开展的过程中，也格外注重学生对知识理解能力的形成过程，通过多元化的评价方式对学生的学习情况进行反馈，并最终指引教学活动的开展，直至学生达成预期教学目标。因此，逆向设计又被称为重理解的课程设计。先考虑评价、再考虑教学活动的设想，与传统模式下先学习后评价的教学设计截然不同，因此被称为逆向设计。

二、逆向教学设计操作步骤

美国教育学家为了克服传统教学评价模式的弊端，提出了注重理解的逆向设计理论。逆向设计教学模式将传统的教学形式进行翻转，将目标作为导向开展教学，总体分为确定学习目标、选用合适的评估方式、设计教学活动三个阶段。在课堂教学开始时确定预期的教学目标，而后围绕整体目标设定合理的评估证据，并将教学活动设计放于最后，这是传统教学模式与逆向教学模式两者的核心区别。

教师在确定学习目标之前需要进行深入思考：何种学习内容是学生值得在课堂中进行深入理解的？制订何种学习目标可以提高学生的学习能力与技巧？如何在现有目标中标注学生应展现的学习能力与学习内容？因此，教师首先应以现有的标准作为思考内容，根据标准深入理解学生应当达到何种学习结果，而后根据学生的学习能力与认知水平对学情进行深入分析，考虑教学目标达成的可行性，教师需要对整体教学内容进行有针对性的筛选，确定学生在课堂中应获取的知识与技能[2]。最后，教师需要利用合理的方式对学习目标进行叙述。学习目标是教学活动以及评价开展的重要依据，但整体学习目标并不是一成不变的，教师需要在预设学习目标的基础上，根据教学实际情况进行有波动的变化，保证最优教学效果。

在选用合理的评估方式时，教师需要考虑以下问题：如何让学生在课堂中达到预期学习目的？为学生开展的评价方式可否为期望的结果提供足够的、有效的证据？能否通过教学任务的设置充分呈现学生技能的掌握情况？是否可以采用合理的评价方式对学生的课堂表现进行深入评价？能否让学生开展自我评价？当然，教师需要对学习目标进行深入正向的理解，并积极选用合理的评价方式。评价方式可以分为表现性任务、开放性问答、日常性考试以及随堂评价等多种形式。评价活动的开展既可以评估学生是否对相关知识点进行有效掌握，对知识进行内化，还有利于教师根据评估过程的反馈信息对自身教学模式进行有针对性的改进。

好的教学活动必须能牢牢吸引学生的目光，教师在设计教学活动时，必须考虑其与评价标准及教学目标是否一致，教学活动的开展是否可以推动学生积极主动地投入到课堂探究活动中。虽然在初始阶段教师就已对评价标准与学习目标进行预设，为教学活动的安排指明方向，但实际上学生的理解是一个不断生成的动态过程，教师需要根据课堂实际情况对评价标准以及学习目标进行适当的修改。将学、评、教三者有机结合，推动课堂教学的有效开展。

三、以“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”为例

（一）逆向教学设计实践

1.确定学习目标

在传统教学模式下，高中生物学大概念课程通常是遵从引入课程、内容讲解、巩固练习、教学内容总结、布置作业等顺序开展教学，此种教学模式虽然可以向学生讲解现有知识点，但极易促使师生双方陷入教与学教材的误区。而教学评价方式往往又过多考查学生对知识的记忆能力，评价方式过于单一，无法全面地对学生的学习能力进行评价，也无法掌握学生的实际学习情况[3]。在逆向设计教学模式下，教师首先需要明确教学目标，教材中的任何章节都有其固定主题，从而贯穿单元概念教学主线。生物学教师可以从教材中的重要概念提取关键词，而后结合教学内容整合成为一个大的单元主题。本文主要以“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”为大概念单元主题，其中对应“物质的输入与输出、细胞的能量供应和利用及细胞的生命历程三个重要概念。此次课程主要以大概念单元下的“细胞的能量货币——ATP”为例展开讲解，ATP作为细胞能量的直接供应者，在细胞代谢环节具有极为关键的作用，通过本次课程的讲解，不仅可以加深学生对主动运输知识点的理解，还可以为后续光合作用以及呼吸作用课程的开展奠定良好的基础，具有承上启下的重要作用。通过本次课程的深入学习，学生可以熟练地写出ATP的分子简式，了解ADP与ATP之间可以转化，可以对ATP是细胞生命活动的直接能源物质进行解释，且通过ADP与ATP之间的动态平衡，建立良好的生态观与平衡观，提升学生生物学核心素养。

2.运用逆向教学法对课堂导入环节进行创新

在教学中，为了顺利导入课堂主题，激发学生探究欲望，提高学生学习原动力，教师可以通过趣味性课堂活动的开展吸引学生目光，从而顺利完成主题导入。例如，在上课前，教师可以向学生提问：你见到过萤火虫发光吗？它发光的时候体内会出现何种能量转化呢？将一系列的具体问题作为教学课堂导入，可以指引学生对相关知识点进行自主探讨，有利于学生开展合作性学习，帮助学生在探究过程中不断向教学目标靠近，并最终对其产生深入理解。此种导入形式，既可以满足学生认知发展需求，还兼顾了学生的心理需要，可以推动学生快速融入课堂氛围中。再如，教师讲解“细胞分裂”知识点时，可以在课堂初始环节为学生播放人从受精卵、胚胎发育、个体发育以及成长的各个阶段，向学生提出问题：从生理上而言，人的一生经过了哪些变化？从细胞水平上进行分析，这些变化是如何实现的[4]？指引学生从细胞的角度对分裂、分化、衰老、凋亡等生命进程进行深入探究，视频可以给予学生强烈的视觉冲击，易于学生对所学内容形成生动形象的理解。最后教师可以让学生仔细观察青年人与老年人的图片，观测老年人的体貌特征，并向学生提问：人体为何会衰老？让学生理解细胞凋亡的意义[5]。

3.积极开展教学活动

生物学课程具有极强的抽象性与实验性，在学生缺乏具体体验的情况下，仅仅让学生通过教材中的文字对知识点进行深入探索较为不现实。因此，教师需要在课堂中积极开展体验活动，帮助学生对生物学概念进行深入理解。教学可以开展资料分析、具体提问引导、模型建构、观察总结等活动，教师在课堂中需要配合学生为其提供大量的数据，帮助学生在知识探索过程中提升归纳、分析、概括等能力。在课堂中，教师可以向学生提问：细胞是如何保持自身的正常运动的？其物质主要是通过何种形式运输的？细胞是通过何种方式将能量转化的？而后教师可以利用多媒体技术为学生展示顺浓度梯度与逆浓度梯度物质进入细胞的方式，采用视频与音频结合的形式，促使学生在观察过程中进行深入思考，为后续课程的推进奠定良好的基础。

4.运用逆向教学法促使学生多角度看待生物学问题

在学习的初始阶段，学生可能无法一时间理解过多抽象复杂的概念，也不会清晰了解事物的本质，理解是一个动态性过程，教师需要结合学生的反馈对逆向教学进行不断调整与尝试，帮助学生从多个角度客观看待生物学问题，提高学生的理解能力。以“光合作用”为例，需要合理应用学生的“最近发展区”，将已掌握的呼吸作用的知识作为基础，指引学生将知识正向迁移。首先，教师需要指引学生将二者进行联系，光合作用生成的產物刚好是呼吸作用的生成物，而呼吸作用的产物是光合作用的生成物，两者之间配平后系数完全相同。其次，教师需要带领学生一同对各个元素进行观察，可以看出呼吸作用是将光合作用生成的有机物进行分解并释放能量，维持生命体的运动。将逆向思维应用于此次课程中，可以帮助学生温故知新、知新巩故，指引学生从看似独立的知识点中找到联系，增强学生的知识迁移能力。应用逆向思维，教师可以推动学生从关键词分析、横纵向对比、问题驱动等多个角度对生物学问题与现象进行深入分析，提高学生的生物学核心素养，促使学生深刻理解生物学核心概念。

5.利用逆向思维法解决生物学问题

逆向设计模式的应用不仅可以让学生对知识进行深入理解与体会，还可以促使学生应用已掌握的知识有效解决新情境下的生物学问题，利于学生更好地了解事物的本质，对自我产生清晰的认知。教师教学结束后，可以采用多种形式促使学生利用已掌握的知识有效解决生物学问题，例如，教师可以在课后为学生布置通过小组合作对细胞有丝分裂过程中染色单体、染色体、核DNA的数量变化制作数量模型，并利用表格法对有丝分裂各个时期的有关数量变化进行整理，指引学生对数学模型与物理模型之间存在的不同点进行对比，感悟数学建模的探究形式[6]。

（二）逆向教学设计教学评价探究

教师不要等全体教学活动结束后再对学生开展教学评价，而应在教学活动开展过程中采用多种形式与方法搜集大量评价证据。整体评估方式应包含伴随性评价、开放性问答评价、随堂测试评价以及表现性任务评价。伴随性评价主要包括教师在教学活动的口头提问、详细观察，检测学生的解题与逻辑思维，是一种非正式的检查形式。此种结果可以为师生的教学提供反馈，但无须对其进行打分。开放性问答不仅可以对学生的知识掌握情况进行有效考查，还可以对学生主观行为进行判定，其可以有效考查学生的思考能力。开放性问答并没有唯一的答案，在回答问题的过程中学生需要用到比较、综合、分析等多种策略，像糖类是生命体的主要能源物质，当我们运动后脱力时可以选择哪些方式补充体力呢？随堂测试与教学内容相对应，涉及部分简单问题，但其一般多为简答性或选择性题目，只能对事实性概念与信息进行评价，且答案具有唯一性，如ATP作为直接能源物质，其结构是怎样的？表现性任务评价是一种更为复杂的评价形式，其往往是在模拟情境中开展，从而对学生深层次理解能力的情况进行深入考查，不仅要对学生知识的回忆能力进行考评，还需要对学生的知识迁移水平进行考查，更注重学生完成任务的过程，如对ADP与ATP之间的转化过程关系式进行探究，并分析为何ATP被人们称为“能量货币”？在逆向设计中，学生的理解程度是随着反思与探究活动的形成发生动态变化的，因此教师对学生能力的评估也应是随着教学活动的开展而逐渐形成的证据集合，并不是单个证据存在。教师应针对不同层次的评价目标，选用带有针对性的评价方法，对于一般事实性知识，仅仅通过课堂测试或口头提问就可以执行，而对于要求部分需要学生长久理解与掌握的知识而言，应在模拟情境中激发学生的生物学潜能与生物学素养。

（三）逆向教学设计启示

通过本次课程的实施，可以明显发现表现性任务的设计需要耗费师生双方的大量精力，尤其是高中生学习时间紧张、课业压力繁重，教师可以充分考虑利用在校业余时间帮助学生对表现性任务录制视频，也可让学生自行对表现性任务进行录制，而后在课堂中利用多媒体技术回放视频，并开展小组互评。虽然表现性任务是判定学生理解程度的评价形式之一，但其并不是每堂课都要运用这样的评价方式，即不是每一节课都要在逆向教学设计中布置表现性任务。高中生物学教师应注意不要为了评价而强行评价，应结合课程时间与教学进度合理选择表现性任务。与此同时，小组成员合作可以充分发挥团队的力量，这在逆向设计教学过程中具有极为关键的功效。高中生物学教师需要对小组合作过程进行督促与指导，为学生及时提供帮助，带领学生一同对活动任务进行分工，既有明确分工，又要建立学习共同体。

四、结语

逆向设计是一个新兴的教学理论，其包含理解力培养、教学活动、教学评价等多个领域，是较为先进的教育理念，发展潜力巨大。本次生物学课程主要以“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现繁殖”单元主题为主，促使学生对新单元具有深入认知，有效联络各个单元之间的知识点，利于学生在脑海之中构建完善的生物学体系。但理解的过程并不是一蹴而就的，因此教师在重要知识概念教学过程中，需要给予学生一定时间与空间进行反思，帮助学生对掌握的知识进行梳理，明确学习过程中存在的困难，对教学模式进行有针对性的优化调整。在不断地推进过程中，促使学生对生物学知识产生深层次的理解。

参考文献：

[1]苏秀红.基于核心素养的高中生物学逆向教学设计：以“酶的作用和本质”实验教学为例[J].中小学教学研究，2021，22（5）：29-33.

[2]蒋伏欢.基于UbD理论的初中生物学逆向教学设计：以《健康地生活》单元为例[J].教育研究与评论（课堂观察），2020（6）：37-40.

[3]周向军，高义霞.指向核心素养培育的生物学化学深度课堂构建：基于逆向教学设计视角[J].山东化工，2021，50（1）：223-224，227.

[4]黄东姐.指向精准教学的初中生物学逆向教学设计研究：以“健康生活”单元教学设计为例[J].福建基础教育研究，2021（5）：138-140.

[5]徐小媖，刘映良，石珍妮，等.基于生物学学科核心素养的逆向教学设计：以“免疫调节”为例[J].中学生物学，2021，37（10）：73-75.

[6]何红艳.逆向设计理论在初中生物学教学设计中的应用：以“生态系统”单元教学为例[J].科学咨询，2020（30）：217.

基金项目：本文系2021年度河南省基础教育教学研究项目

“基于理解的高中生物学逆向教学设计案例研究”（课题编号：JCJYC2108zy066）的研究成果。

作者简介：刘爽（1977—），女，本科，商丘市第一高级中学高级教师，研究方向：高中生物学教育。