促进深度学习的中学生物学逆向思维式教学策略研究

陈淑琳 张 锋

（1.福建师范大学生命科学学院 福建福州 350108）

（2.福建省普通教育教学研究室 福建福州 350003）

深度学习所追求的是学生关于知识的建构、能力的发展、意义的生成以及精神的培育，不仅旨在促进学生高阶思维的发展，还能实现从知识本位走向知识本质。逆向思维式教学以目标作为教学的起点和终点，可使评价过程变为一条教学主线，从而生成知识的网络体系，并完成知识的内化。根据McTighe和Wiggins所撰写的《追求理解的教学设计》，将逆向思维式教学过程分为3个阶段。以2019年版人教版生物学《必修1·细胞与分子》第四章第一节“被动运输”为例，通过逆向思维式的教学策略，将评价目标指向核心素养，可以促进学生更好的进行深度学习。

1 明确预期结果

传统教学方法侧重于知识点的灌输，从固定教材出发讲授固定内容，学生缺少进行深度学习的契机。逆向思维式的教学策略既是一种教学设计方式，也是一种思维方式，教师在课前根据课程标准，首先明确指向学科核心素养的教学目标，从指向核心素养的教学目标出发，再选择合适的教学方法和设计评价任务。这样可使教学的目标性更强。

确定指向学科核心素养的教学目标为：

（1）通过对“植物细胞吸水失水”的再次探究实验，说出被动运输的概念。

（2）通过对生物膜模型的建构复习，理解细胞膜结构与功能相适应的特点，区分自由扩散与协助扩散的异同点，形成和发展模型与建模、归纳与概括等科学思维方法。

（3）通过水分进出细胞方式的探索学习，区分载体蛋白和通道蛋白的异同点。

（4）通过通道蛋白的发现历程进行科学史教育，认同科学的发现是一个不断开拓、修正、继承和发展的过程。

2 确定预期结果达到的证据

如何确定学生达到教师所预期的结果？哪些证据适合评价学生并且能够证明学生达到预先的学习结果？因此，选择合适的证据是检验教学有效性的关键。教师可选择相应的表现性任务或者其他证据等进行检测，即对学生的学习进行形成性或总结性的评价，保证教学与目标的一致。

2.1 表现性任务

（1）绘制表格或文字记录在不同浓度的蔗糖溶液中植物细胞质壁分离与复原的实验现象，分析结果得出实验结论。

（2）通过复习生物膜流动镶嵌模型，绘制表格建构自由扩散与协助扩散的概念，并比较两概念间的异同点。

（3）通过绘画示意图，比较载体蛋白与通道蛋白的异同点。

2.2 具体证据

（1）课堂参与度：学生小组合作分工是否明确，讨论回答是否积极。

（2）学生通过小组合作进行“在不同浓度的蔗糖溶液中，洋葱鳞片外表皮的变化”的实验，分析实验现象的原因得出实验结论并记录。以此证明对植物细胞质壁分离与复原的原理掌握程度。

（3）学生绘制的表格或示意图能够成功区分自由扩散与协助扩散、载体蛋白与通道蛋白概念，比较概念间的异同点，以此证明对概念的掌握程度。

3 在教学活动中的评价任务

教师要根据确定好的教学目标设计评价任务。逆向思维式教学要求教学活动应根据学生的思维进行，寻找学生达到教学目标的表现，引导学生全身心的投入，注重对知识的评判过程。评价设计先于教学活动设计，可使评价过程嵌入到教学过程中，更加关注以学生为主体的学习，实现“教学—评价—教学改进”的螺旋式上升，使评价成为诊断和驱动教学的重要工具，从而弥补了传统教学的局限性，不断促进预期结果的达成。

3.1 评价任务1：复习导入

通过上节课的学习，为了检测学生对于植物细胞吸水失水的原理是否已经内化吸收，教师引导学生进行有别于教材中的植物细胞吸水失水的探究实验。

教师提出问题：若将洋葱鳞片外表皮置于质量浓度分别为0.1、0.3、0.5 g·mL-1的蔗糖溶液中，洋葱细胞将会出现什么现象？为什么？

学生进行实验，绘制表格记录实验现象。经过小组合作讨论分析实验结果，得出实验结论（表1）。

表1 学生实验记录表

教师通过表1，可了解不同的学生对植物细胞质壁分离与复原原理的掌握程度。接着，教师可尝试让学生解释一些生命现象。例如，为什么浸泡后的黄豆体积会增大？并以学生的回答，评估学生能否将此知识点熟练运用于社会实践之中。教师引导学生初步建构被动运输概念：像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，称为被动运输。

3.2 评价任务2：比较自由扩散与协助扩散的异同点

教师提问：结合细胞膜的结构，你认为物质通过被动运输扩散的方式有几种？

学生小组合作通过画图等动手操作的形式复习建构生物膜流动镶嵌模型，推测可能有两种方式：①通过磷脂双分子层；②通过蛋白质。

教师结合实例，解读被动运输的两种方式：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式为自由扩散，如氧气进入红细胞；借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式为协助扩散。接着，请学生根据教科书中自由扩散和协助扩散的示意图，于学案中绘制表格建构被动运输的跨膜方式（表2）。

表2 学生建构被动运输的两种方式：自由扩散与协助扩散

3.3 评价任务3：理解水分子进出细胞膜的方式

教师提出问题：根据课前预习，水分子可以通过什么方式进出细胞？

学生的正确回答应为：水分子不仅可以通过自由扩散的方式进出细胞，也可以通过协助扩散的方式，借助水通道蛋白进出细胞。

部分学生回答水分子只能通过自由扩散的方式进出细胞。

教师根据学生的回答情况可以充分了解学生的课前预习的情况，继而补充水通道蛋白的相关拓展知识：曾经人们也一直认为自由扩散是水分子进出细胞的唯一方式。直到1991年科学家Agre将一种新型蛋白质“CHIP28”的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，结果发现在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，并于5 min内破裂。纯化后的CHIP28置入人工膜中，也会得到同样的结果。这一发现揭示了细胞膜上确实存在水通道。CHIP28作为第一个发现的水通道蛋白，也称为AQP1。截至目前，AQP家族已有13种蛋白，它们在不同的部位中发挥不同的生理作用。

教师提问学生：通过水通道蛋白的发现历程，你觉得科学的发现是一个什么样的过程？

学生回答：科学的发现是一个不断开拓、修正、继承和发展的过程。教师通过提问评估学生是否具有科学本质观。

3.4 评价任务4：比较载体蛋白与通道蛋白的异同点

学生以小组合作的形式，根据教材在导学案中画出物质进行协助扩散通过载体蛋白运输和通过通道蛋白运输的示意图。教师通过学生的绘图，可以了解学生对载体蛋白和通道蛋白的结构是否掌握。若学生不能正确画出示意图，教师可考虑着重讲解此部分的相关内容，利用示意图比较载体蛋白和通道蛋白的异同点，促进预期结果的达成。

4 小结

学生如何学，怎么学是教师重点关注的内容。以“被动运输”一节为例，详细讲述逆向思维的教学策略如何激发学生自主学习，如何实现目标、教学与评价为一体。根据教学目标设计4个可检验的评价任务，再以学生的回答问题、动手操作、小组合作等表现性任务评估整堂课的完成度，即是否达到预期结果。评价的证据设计先于教学活动的设计，使教学更加聚焦于目标，还使教师在评价的过程中能及时调整教学步骤，指向学生的学习水平质量。学生能够全身心的投入到学习当中，并将所学知识点应用到实践当中，符合深度学习发生的特征，同时也促进了学生的深度学习。