大概念统摄下的逆向单元主题教学设计

［摘 要］大概念统摄下的逆向单元主题教学，是在逆向设计理念的指导下，以大概念为核心导向来完成单元教学任务。文章以“基因的本质”为例，阐述大概念统摄下的逆向单元主题教学策略的运用，为落实学科核心素养提供新视角。

［关键词］大概念；单元主题教学；逆向设计

［中图分类号］ G633.91 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-6058（2024）26-0087-04

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）提出了高中生物学课程的基本理念，即核心素养为宗旨、内容聚焦大概念、教学过程重实践和学业评价促发展[1]。那么，如何落实生物学学科核心素养呢？教育学者们认为，关键途径是进行以学科核心素养为核心的大单元设计，而这些大单元设计又必须围绕大概念来展开。由此可见，在新时代教育背景下，高中生物学教学必然朝着“大概念统摄下的单元设计”的方向发展。那么，如何实施大概念统摄下的单元教学，使学科内容结构化，从而更好地落实学科育人呢？本文以人教版高中生物学必修2中的“基因的本质”内容为研究对象，运用大概念统摄下的逆向单元主题教学策略，旨在为大单元教学提供一个实践案例，并为一线教学提供新的视角。

一、概念界定

（一）生物学大概念

生物学大概念是指反映生物学科本质及其特殊性的、构成生物学科框架的概念[2]，它能够解释和预测较大范围内的物体、事件和现象。生物学大概念在整个生物学的知识构架中处于核心地位，具有统摄性、迁移性、可持久性、概括性等特性，能够衍生出重要概念。重要概念是大概念的具体展现和支撑，本身也具有很强的概括性，需要通过实际情境来帮助学生深刻理解其内在含义。次位概念则是从重要概念中分解出来的，是重要概念的内在结构，同时也为大概念的形成奠定基础。综合来看，次位概念反映的是每堂课的教学重难点，只需要一个课时讲授；而重要概念则需要多个课时的讲解，学生才能明白其内在含义，对连接次位概念和大概念至关重要。

（二）逆向单元主题教学

美国教育专家威金斯和麦克泰于1998年把“追求理解的教学设计”，即逆向教学设计理念，引入了教学领域。其教学流程通常为：首先确定预期的教学目标;其次设计出可以证明目标实现的有效评价证据﹔最后制订教学计划。综上所述，逆向教学设计的特点是将评估设计置于教学计划之前，整个教学设计以学习结果为导向，同时评价贯穿于整体教学过程，成为诊断和驱动教学的工具[3]，进而促使学生进行有意义的学习，有效地完成知识的理解和建构。大单元教学是在核心知识基础上总结出的一种教学方法，它以整合的知识内容为学习单元。大单元教学要求教师要提升教学站位，从大处着眼，将教学核心内容进行凝练，囊括学科本质和单元特性，并融合生物学科多维度核心概念，使教学知识更为结构化和整体化。逆向单元主题教学是大单元教学与逆向教学设计的有机结合。

二、大概念统摄下的逆向单元主题教学过程

单元设计模型通常为“ADDIE”模型，包括分析、设计、开发、实施、评价[4]等环节。逆向教学设计模型为：构建单元教学主题—要素分析—制订深度学习目标—设置发展性目标评价方案—深度设计主题活动—实践与反思[5]。基于这两个模型的整合，大概念统摄下的逆向单元主题教学过程，主要实施途径包括：构建单元概念—明确单元教学主题—要素分析—设定单元教学目标—制定目标评价方案—设计主题活动—实践与反思。

（一）构建单元概念

构建单元概念是逆向单元主题教学的第一步，也是指明教学方向的关键一步。以“基因的本质”为例，该内容位于人教版高中生物学必修2《遗传与进化》模块中。在《课程标准》的知识结构中，该模块包括两个大概念，即“概念3：遗传信息控制生物性状，并代代相传”和“概念4：生物的多样性和适应性是进化的结果”。通过本模块的学习，学生可了解生命的繁衍与发展，认识生物界和生物多样性，并形成生物进化的观点，从而建立正确的自然观。“基因的实质”属于“概念3：遗传信息控制生物性状，并代代相传”的内容，也是本单元教学的大概念。在其统摄下，构建本单元的概念结构体系（如图1），自上而下地从分子水平揭示遗传物质的“神秘面纱”。

（二）明确单元教学主题

单元教学主题是对单元核心内容的凝练。依照教材的编排思路，“基因的本质”这一知识模块是按照科学史的发展顺序进行编排的。首先，呈现三个经典实验，每个实验之间逻辑严密，共同证明了DNA是遗传物质。接着，介绍沃森和克里克的DNA双螺旋模型的科学故事，阐释DNA的分子结构以及DNA作为遗传物质的结构基础。然后，从结构出发，利用假说-演绎法探讨DNA的复制方法。最后，通过提供多份资料，引导学生分析基因和DNA的关系，得出结论：基因通常是带有遗传效应的DNA片段。综上所述，本单元从科学家探究遗传物质是DNA还是蛋白质等科学史入手，逐步引导学生理解基因的本质。基于以上分析，本单元的教学主题可确定为“从分子水平认识基因的本质”。

（三）要素分析

1.教材内容分析

“基因的本质”单元包括“DNA是主要的遗传物质”“DNA的结构”“DNA的复制”和“基因通常是有遗传效应的DNA片段”等四部分内容。本单元中各章节之间联系十分密切。第一章和第二章分别介绍了基因分离定律、基因自由组合定律和基因在染色体上。那么基因的本质是什么？基因的物质基础是什么？基因的作用原理是什么？本单元正是基于这样的疑问，通过再现科学史，一步步引导学生认识DNA作为遗传物质的特性、DNA的结构特点和DNA的复制过程。最后，通过分析所提供的资料，帮助学生明确基因和DNA的关系，从而完美地解答学生在学习前两单元后所产生的疑惑。这样，学生可以从基因的物质基础、分子结构、复制功能以及在遗传中的作用等方面全面认识基因。同时，本单元的内容也为后续掌握“基因的表达”“基因突变及其他变异”“生物的进化”等知识奠定基础。在认识基因的本质的基础上，学生才能深刻理解基因如何发挥作用、基因突变及其他变异的原因和意义等内容，并最终理解现代生物进化理论。因此，本单元起到了承上启下的作用。

2.学情分析

本单元的授课时间安排在高一下学期。此时，学生通过初中阶段生物学知识的学习，对DNA和基因这两个概念有了一定的了解。同时，在日常生活中，关于转基因食品、亲子鉴定、基因检测等生物词汇也随处可见，这使得学生对于DNA和基因等重要概念并不感到陌生。此外，当今社会网络技术发达，学生可以通过多渠道获取到相关信息。在初中阶段，学生已经初步接触了生物的遗传变异，了解了基因、DNA和染色体之间的联系，并知道DNA是呈螺旋形的长链分子。通过高中“分子与细胞”课程的学习，学生进一步了解到，核酸包括DNA和RNA，它们分别由四种不同的核苷酸所构成，而核苷酸又分为磷酸、五碳糖和碱基。同时，教材前面已经介绍了“假说-演绎法”这种科学方法。这些为学生学习本单元奠定了基础。尽管学生对重要概念和过程有了一定的认识，但这种认识还比较粗浅，仍停留在感性认知的层面。对于一些复杂的过程，如DNA复制的过程、基因如何发挥作用等，学生的认知可能较为模糊。由此可见，学生对基因相关知识的理解还存在局限性。在本单元的学习过程中需要解决这些问题，以深化学生对基因相关知识的理解。

（四）设定单元教学目标

单元教学目标是逆向单元主题教学设计的核心。在设计单元的教学目标时，应依据《课程标准》，从整体出发，并在大概念统摄下，进行如下设定：（1）通过探究遗传物质的本质，基于结构与功能观，说明DNA是主要的遗传物质，进而理解生命的物质性和信息性；（2）通过分析遗传物质的发现、DNA结构和DNA复制方式的科学史探究过程，了解“加法原理”“减法原理”“假说-演绎法”等科学技术手段与方法，能够阐述DNA分子结构特征和复制方式；（3）通过参与教材中的“探究·实践”“思考·讨论”等活动，完成DNA模型构建，再现DNA复制方式的证明过程，培养探究能力、动手能力和团队合作能力；（4）通过对基因本质认知发展史的分析，能够认同科学技术的进步对生物学科发展的重要性，进一步领悟进行多学科交叉融合的必要性。

（五）制定目标评价方案

单元教学目标评价置于课堂之前，这是逆向教学设计相较于传统教学设计的关键区别，这一做法能够更好地保证单元教学目标的实现，使教师的课堂教学更加具有针对性，确保单元教学目标始终贯穿整个教学过程。依据单元目标的特性及课程标准的要求，评价方案可分为定性评价与定量评价两种（如表1）。定性评价可以通过表达性任务、课堂提问、小组合作探究等多种形式进行。定量评价可以通过随堂检测、单元检测等形式进行。总的来说，单元目标评价的形式多种多样，而根据评价的结果对教学活动进行及时调整，能让单元教学目标更好地实现。

（六）设计主题活动

设计主题活动是实现逆向单元主题教学目标的关键环节。在制定了单元主题教学目标后，需要思考如何设计教学活动来落实这些目标，并指向生物学学科核心素养的培养。根据建构主义学习理论，学生的学习应基于原有的知识经验，对新知识进行有意义的建构。同时，教学活动也应符合学生的认知规律和思维特点。基于以上分析，本单元的教学围绕大概念统摄下的单元核心问题，设计一系列可操作、高效且有趣的主题活动（如表2），以辅助学生实现本单元的学习目标。教师应根据评价证据，及时掌握学生的学习状态，并有针对性地解决学生出现的问题。

（七）实践与反思

大概念统摄下的“基因的本质”逆向单元教学设计，以学生学习结果为导向，聚焦大概念，旨在促进学生进行深度学习。通过此设计，学生能够理解碎片化知识之间的内在逻辑，内化相关知识，并搭建起概念网络。在教学活动方面，设计的教学活动应以学生为中心，服务于教学目标，通过丰富的活动，激发学生的学习兴趣，运用情境任务驱动学生学习，让学生学会知识的应用与转化，完成概念构建，进而发展个人的学科核心素养。在教学评价方面，注重证据多样化，更加重视学生能力的全面发展。

在教学实践中，采用该教学模式可以让学生对本单元的重要概念形成清晰的认识，并能阐述DNA作为遗传物质所展现的特征。然而，部分学生在运用数学方法来描述生命活动规律方面尚存不足。对此，教师在教学活动中可增设构建DNA复制模型的环节，以此加深学生对该知识点的理解，并加强该内容的练习，进而突破难点。

三、讨论与展望

大概念统摄下的逆向单元主题教学，是一种在大概念引领下，将单元教学目标和评价方案前置，使其贯穿整个教学过程，确保每个教学环节都服务教学目标的教学模式。基于大概念进行分析和解决问题，可以加深学生对大概念的理解，使其建立起大概念和单元重要概念之间的联系，从而实现生物知识的结构化。与传统教学相比，逆向单元主题教学可以进一步调动学生的学习积极性，使学生的学习目标更明确，提高学生的课堂参与度、分析解决问题的能力以及学科核心素养。这种新模式更符合未来教学的发展需求。同时，大概念统摄下的逆向单元主题教学是一个动态变化的过程。在具体实践中，教师要不断收集所出现的问题和学生的反馈，及时对教学设计进行调整，使其始终处于优化状态，以保障学生学习的高效性。这一过程对教师提出了更高的能力要求，需要教师投入更多的时间和精力。因此，笔者希望有更多的学者能够进行深入探究，为大概念统摄下的逆向单元主题教学提供丰富的案例，共同促进基础生物学教学的发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版2020年修订[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 余文森.论学科核心素养形成的机制[J].课程·教材·教法，2018（1）：4-11.

[3] 叶海龙.逆向教学设计简论[J].当代教育科学，2011（4）：23-26.

[4] 钟启泉.学会单元设计[J].新教育，2017（14）：1.

[5] 杜变变，李胤宁，杜娟娟.基于深度学习的逆向单元主题教学设计[J].中学生物教学，2022（31）：35-39.

（责任编辑 罗 艳）