基于UbD 理念的师范院校本科生态学课程设计研究∗

朱 莉 段昌群 方元平 金卫斌 张家亮

（1. 黄冈师范学院 生物与农业资源学院／经济林木种质改良与资源综合利用湖北省重点实验室，湖北 黄冈 438000；2. 云南大学 生态学与环境学院／云南省高原山地生态与退化环境修复重点实验室，云南 昆明 650091）

十九大报告明确指出，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计［1］。 同时，建设生态文明也是落实联合国《2030 可持续发展议程》的中国担当［2］。 师范院校承担着为社会和经济发展培养教师资源的重任，其中本科生态学课程是培养生态文明建设力量的主要阵地。 基于以上时代背景，师范院校的生态学课程建设的重大意义尤为凸显。 当前，师范院校虽大力引进高学历人才，但他们大多并无教育学背景，擅长学术汇报却不擅长将其转化成适用于本科生的教学设计。 另外，自2018 年启动师范专业认证工作以来，各参与认证的高校依据“以学生为中心、以产出为导向、持续质量改进”的理念，改进并完善了人才培养方案。 但人才培养方案如何落实却缺少可参照的样板。 因此，摸索出一个高效可行的课程和教学设计路径，是师范院校提高师资水平和落实人才培养方案的关键所在。

一、生态学课程教学存在的问题

根据笔者调查，目前生态学教学中普遍存在以下几个突出问题：

（一）以教材为中心，以知识为中心，导致灌输式教学并脱离真实需求

传统教学模式下，教师往往以教材为主要依据来编写大纲和设计教学过程，很难做到真正从学生出发。 这导致两种不良结果：一是教师为了赶进度满堂灌，导致学生抓不到重点，对学过的内容缺乏真正理解［3］。 二是由于教材本身的滞后性与轻实践，教师无法及时把握学科新动态和社会真实需求，导致学生普遍缺乏学习兴趣［4］。

（二）成绩评定形式多样，但评定内容与课程目标脱节，导致课程目标达成度低

教师只是在形式上增加了除闭卷考试以外的其他考核形式，但没有充分考虑评定内容是否真正考查了学生对学科大概念和核心理念的掌握程度，以及是否可以迁移应用。 开放性任务也可能仅仅肤浅地考查了记忆性知识，闭卷考试也可以设计出考查学生迁移能力、生态素养的题目。

（三）盲目跟从新的教学模式和技术，教学模式不可持续

一方面，教师选择混合式教学模式，但往往盲目追求教学形式多样。 近年来，高校教改不断推新，令人应接不暇，但大多数教师只是在形式上跟随，来不及习得精髓。 另一方面，选择了混合式教学的课程，为了打造一门“金课”或“一流课程”，往往需要师生花费大量时间和精力［5］。 从整个学科建设来看，这种模式不可能在所有课程上推广，是不可持续的。

已有学者对生态学教学存在的问题进行梳理，但多是给出若干零散建议［6-7］，并未提供系统性的操作路径，而对于大多数并无教育学背景的生态学教师来说，知道好的课堂是什么样子，并不等于知道怎样做到。 因此，本文将依据追求理解的教学设计理念与三阶段课程设计框架，为师范院校的生态学教学提供一个可供迁移的设计样板。

二、追求理解的教学设计简述

追求理解的教学设计（Understanding by De⁃sign，简称UbD）由两位美国教育专家G.Wiggins和J.McTighe 开创，是一种逆向设计的教学设计思维框架，强调理解和迁移［8］。 所谓逆向设计的三个阶段：阶段一，明确预期学习结果（即理解目标）；阶段二，确定能证明学生达到预期学习结果的证据（即设计评估任务）；阶段三，设计和安排相应的学习体验（即教学过程）。 这样的顺序有效确保了整个教学流程始终围绕理解目标进行。

阶段一在整个教学设计中起导向性作用。 在阶段一，最关键的是从诸多教学内容中筛选出学生需要获得的持久理解，一般是可迁移的关键概念、原理、观点和过程。 它们将零散的事实和技能性知识结合起来，使学生可以举一反三，真正具备迁移能力，因此可以破解“满堂灌”的教学困境。

UbD 模式的一个重大突破是提升了评估的优先级，教师在设计学习体验之前就先计划好如何评估学生，即什么样的评估方式和内容可以检验学生对理解目标的掌握程度［9］。 如果教师能够先围绕理解目标设计评估任务，然后根据评估任务设计学习体验，就可以较好地规避“评定内容与课程目标脱节”的问题。 UbD 提倡为每个单元设计2～3 个基于真实情境的表现性任务作为评估，可以有效考查学生理解和迁移能力［10］。 大学生已具备基本的知识储备，提供具有一定挑战性的表现性任务，非常有助于激发大学生的学习动机和提高大学生的学习成效。

在阶段三，教师从已确立的理解目标和评估任务出发，来设计和安排相关的学习体验。 学习体验的形式没有好坏之分，唯一的标准就是是否匹配理解目标和评估任务。 高校教师往往容易从自己擅长的教法、熟悉的教材出发，或者从当下力推的教学模式和技术出发来设计教学过程，这两者都容易忽视学生的理解目标。 UbD 模式以至少涵盖2～3 次课的单元为单位来设计，相比传统的以单次课为单位进行设计，更容易聚焦关键理解，并且在后续的教学设计上更加灵活。 同理，如果我们把尺度进一步放大到一门课程的设计，UbD 模式就可以帮助教师对整个学科的教学进行统筹规划，使学生掌握处于学科核心地位的、可迁移的关键理解。

UbD 体系的两位开创者都是贯穿理论和实践的学者，他们长期与一线教师共同工作，使得UbD 体系得到了持续不断的、扎根于实践的发展。 他们在《追求理解的教学设计》一书中也强调，UbD 其实并无基础理念上的创新［8］；并且读者也会发现，该书中的理念基础无外乎建构主义、以学习者为中心、体验式学习、真实情境学习等已有的教育理念。 该体系的可贵之处在于提供了一个实操性很强的、可以直接迁移使用的三阶段设计框架。 当然，框架是否能用好，关键在于使用者对“理解”目标的把握以及设计好的表现性任务，阶段三的学习体验则应该根据前两个阶段来灵活选用相应教学策略。

三、基于UbD 模式的生态学课程和教学设计

生态文明建设背景下，生态学作为生物科学师范专业的一门专业课程，越来越受到重视。 黄冈师范学院在2020 年通过二级师范专业认证之后，将生态学由专业选修课提升为专业核心课，但仍只安排32 学时。 因此，只有把握住生态学的“精髓体系”，才能在有限的学时内既不漏掉“重点”内容，又不破坏生态学的科学体系［11］。 用UbD 模式设计课程框架，既可以帮助教师始终把握“精髓体系”，还可以避免教学团队成员各自孤立设计单元而导致整个课程不连贯［8］。 下文将以黄冈师范学院为例，对生态学课程目标进行重新界定，并运用UbD 理念来设计整个课程框架。我们首次提炼出学科大概念和核心理念，用于指导评估任务设计、教学设计等各个环节。

（一）重新确立课程目标

依据黄冈师范学院生物师范专业人才培养方案，我们设定了5 个课程目标（见表1）。 但在执行过程中仍存在重知识轻能力、重理论轻实践等顽疾，因此我们尝试重新凝练出更具有可行性且能够引导追求理解的教学设计的课程目标。

表1 用UbD 理念设计生态学课程框架

（续表1）

我们考虑从以下几个方面进行调整。 第一，课程目标应该强调学科大概念和核心理念，不再将学科知识点列为目标。 知识是无穷的，核心理念和大概念却是有限的、可把控的，掌握了后者就可以灵活地迁移到新情境中。 第二，生态学课程目标应特别强调对生态文明建设的贡献，将“认同生态文明理念和可持续发展观”单独列出。 第三，为突出以实践为导向，将生态学学科特色的实践任务单独列出。 第四，为对接师范专业认证理念下的学科育人要求，将生态教育实践也作为目标列出。 调整后的生态学课程目标更加具体，操作性更强，同时兼顾生态学学科特色和师范特色，也更容易指导随后的UbD 单元教学设计。

（二）明确生态学学科大概念和核心理念

UbD 模式提出以理解为先，理解一门学科的关键是梳理出该学科特有的大概念和核心理念。大概念是指那些抽象的、通用的、反复出现的、具有迁移性的概念、观点、理论或原则。 它们发挥着“概念魔术贴”的作用，将零散的知识和技能整合起来。 面对数量众多且与日俱增的教学内容，只有我们把大概念和与之相对应的表现性任务摆在优先位置，教学过程才能做到重点突出且有成效。

经过反复咀嚼所用教材［12］，查阅国内外相关文献［13-16］，以及团队成员间反复研讨，我们最终总结出7 条学生最应该掌握的学科大概念（见表1）。 它们是对生态学、种群生态学、群落生态学以及生态系统生态学各个领域的关键理解，是众多生态学研究的高度提炼，是生态学家思考的精华；它们是提供给学生的一个概念性工具，既为已有知识赋予内涵，也为新知识的解释、新问题的处理提供基本思路［17］。 另外，综合考虑人类面临的重大生态环境问题、我国生态文明建设需求以及联合国可持续发展目标，我们筛选出5 条核心理念（表1）作为生态学课堂思政以及实践环节的主要依据。 这些学科大概念以及核心理念将作为生态学教学各个环节始终围绕的核心。

需要说明的是，真正重要的大概念、理念或者理解常常是跨单元的，比如“环境的限制作用”“适应性进化”这样的大概念，会在多个章节反复出现——环境不仅包括非生物环境（有机体与环境、生态系统中的无机组分），还包括各个尺度下的生态环境（种内与种间关系、群落成员、生态系统中的食物链），而生物对这些环境都会产生适应性进化。 这样的大概念值得反复探讨，直至学生真正理解。 而对它们的深入理解，才能使学生真正具备学科素养。

（三）以指向学科大概念和核心理念的学期任务引导学生自主探究

调整后的生态学成绩评定是以学期任务和单元任务为主，单元测试、期末考试等为辅。 学期任务直接对应课程目标3 和4。 例如黄冈师范学院2021 年生态学课程中，对应课程目标3 的学期任务是，学生深度参与生态校园公益项目中；对应课程目标4 的学期任务是，学生主讲一次面向中小学生的遗爱湖湿地公益课堂，科普生态学原理和传递可持续发展理念。

学期任务会在学期开始就布置给学生，学生分组合作完成，并在课程结束时展示过程和结果。学期任务以解决真实问题为目的，引导学生自主学习和探索；学生将综合运用生态学学科能力和教学能力，积累积极体验和有益经验，体现出“认知、体验和实践一体化”的课程建设思想。

（四）围绕单元涵盖的学科大概念、核心理念来设计和组织学习活动

1. 路径一：理解目标—基本问题—学习活动

对于一个特定单元，先确定单元涵盖的学科大概念和核心理念，然后细化为单元理解目标，并写出对应的基本问题。 基本问题的灵活使用意义非凡：不仅可以帮助教师针对性地组织和开展教学过程，而且在教学过程中帮助学生关联知识，激发学生思考，引导学生探索。 最重要的是，整个教学过程将始终围绕课程目标而不容易偏离。

以“有机体与环境”为例（见表2），其中一个理解目标是：生物会对非生物环境产生适应性进化；极端环境和周期性变化环境下更容易观察到适应性特征。 可以写出基本问题：生物如何在极端环境中生存？ 生物只在极端环境下才主动适应吗？ 由此可以直接延伸出一个课堂讨论活动：北极狐为什么不怕冻？ 随着学生对这个话题讨论地不断深入，将逐渐能够回答上述基本问题和理解上述学科大概念。 同理，对于“有机体与环境”的一个核心理念“生态和环境问题已威胁到人类自身的生存和发展，可持续发展是最优选择”，可以写出基本问题：可持续发展真的是唯一选择吗？由此可以延伸出一场课堂辩论会：第六次生物大灭绝已经开始了吗？

2. 路径二：理解目标—基本问题—单元任务—学习活动

对于一个特定单元，还可以根据基本问题设计出单元任务。 学习就围绕基本问题和单元任务展开。 单元任务跟学期任务一样，可以引导学生自主学习和探索，以及避免教学过程与单元目标脱节。 不同的是，单元任务可以是真实情境任务，也可以创设或模拟真实情境。 仍以“有机体与环境”为例，我们可以设计如下3 个单元任务（见表2）：（1）提供一段关于沙漠动物如何逆境生存的纪录片片段，请学生配解说词。 （2）请学生代入科学家阿伦的角色给好友写信，阐述阿伦规律的发现历程。 （3）请学生代入生态恢复专家的角色，针对1998 年长江洪灾，分析造成灾难的各种因素并提供生态重建方案。 可以看出，学生需深入理解单元的学科大概念才能完成。

下一步，就是根据单元任务，设计和组织具体的学习活动。 这一步其实是思考：如果想让学生完成单元任务，学生需要经历哪些体验、探索？ 掌握哪些知识？ 做哪些准备？ 仍以“有机体与环境”为例，我们设计了14 项学习活动（见表2），并根据各活动之间的逻辑关系与学生的认知规律，将学习活动安排到包含6 个学时的学习计划中。

表2 使用UbD 理念对“有机体与环境”进行单元教学设计

（续表2）

在这一单元的学习中，学生在课前通过线上平台，花少量时间知晓单元任务并自学基本概念；课堂上教师的角色是激发学生的兴趣和引导学生思考，学生根据老师提供的资料和信息去发现、总结和演绎，针对问题或者情境进行讨论、辩论或提供解决方案。 另外，除了用学生微课的形式提高

自主学习能力，我们还邀请校外专家通过腾讯会议的形式给学生上课，使课堂学习更接地气、更面向学生未来的职业发展。

每一项学习活动都可以对应到单元任务，继而对应到学科大概念或核心理念，从而保证了课程目标的达成。 例如案例中的学习活动4：对比北极狐和大耳狐照片，寻找差异并解释差异。 课堂上学生通过讨论以及老师的引导，一步步深入理解内温动物适应低温环境的几大规律：贝格曼规律、阿伦规律、威尔逊法则和葛洛格法则，进而有助于完成上述单元任务。

（五）给予学生反馈、选择和反思的机会

本学期课程伊始，我们调查了学生对生态学课堂内容和形式的偏好，我们欣慰地发现，学生的需求和我们调整的方向几乎完全一致。 学生的建议集中在以下几个方面，我们将给予重点关注：（1）提前在线上平台预告学习目标。 （2）有侧重地讲解，不要满堂灌。 （3）多使用案例、视频等增加趣味性。 （4）多提问，多与学生互动。 （5）多讲真实问题、热门话题，关注校园周边生态问题。（6）有户外体验课。

另外，学期任务和单元任务可先向学生征集，以此激发学生的内生动力；最好同时布置多个任务，以供学生自主选择；学习活动中，根据学生的理解现状灵活调整。 在学习活动与评估环节，多给予学生自我评估、修改和迭代的机会，以此提高学生的反思能力。

（六）初步实践的效果和教师的反思

经过一学期的实践尝试，我们初步体验到了UbD 模式的效果和魅力。 学期任务中，学生以小组形式深入参与“减少校园一次性餐具使用”公益项目，在前期多项调查研究的基础上，撰写关于一次性餐具的科普知识和行动倡议的公众号文章，在课程最后几周陆续发布于学校官方公众号，并在校广播站同步录制节目。 学生不仅巩固了生态学知识和原理，也在解决实际问题中培养了生态素养；学生的自我效能感得以提升，内驱力得以激发，使得他们主动要求持续参与生态校园公益项目。 当我们围绕学科大概念和核心理念进行教学时，学生对生态现象的理解更加深入，解决抽象问题和复杂问题的能力大大提升，这些进步体现在学生在单元任务中给出的有建树的答案上。 我们在采用UbD 教学法后，深刻领会到如何“以学生为中心”：只有当你跳出自己的已有经验，站在学生的视角上，引领学生重新体验科学家发现生态原理和规律的过程，重新体验“归纳事实—提出假设—设计观察和实验方法—得出结论”的思考过程，才能真正做到以学生的深入理解为中心。

四、小结

当前，生态文明建设的大背景给高等师范院校的生态学课堂提出了新的要求和挑战，同时也给生态学课程建设提供了良好的发展机遇。 我们以追求深度理解为生态学课程改革的终极目标，首先确立了4 条兼具学科特色和师范特色的课程目标，并首次梳理出7 条学科大概念和5 条核心理念。 其次围绕课程目标、大概念和核心理念来创建学期任务和单元任务。 最后针对性地设计兼具吸引力和课程目标达成度的学习体验。 通过三阶段环环相扣的逆向设计，始终围绕课程目标和师范专业人才培养方案中的毕业要求，对师范院校本科生态学课程进行了全方位重塑。 始终以学生的理解和兴趣为中心，使学生在生态学课堂中进行充分的思维探险，在真实任务中充分锤炼，最终成长为生态文明理念的优秀传播者和坚定践行者。