基于UbD理念的高中生物学教学设计

张梦婷 董正武

一、问题提出

《普通高中生物学课程标准（2022年版）》的基本理念中明确了课程要求，在聚焦大概念的同时，要求学生深刻理解生物学概念;课程强调实践更是为了加深学习者对生物概念的理解。高中生物学教学同样要考虑增质减负，从学科教学向学科育人转变。据此，浙江省高中生物学课程基地指出“以单元化教学提高课堂效能”。那么，如何将课程理念落实到位，是亟须解决的问题。

传统高中生物学教学中，学生多以听和记来学习。对于学习效率如何，是否满意目前的教学方式及课堂模式不得而知。因此，本研究在南北疆地区各挑选一座市级中学进行问卷调查。调查对象为高中生，调查内容是“有什么更好的建议来提升目前生物学学习效率”，针对此内容，共收回212份有效问卷。将学生建议以关键词的形式总结后得出，习题、知识点和理解这三者占的百分比最大。这些关键词可从两个维度来进行总结，一是学生主体方面，二是教师客体方面。这里重点分析“理解”这一关键词。一部分学生认为生物学知识点虽多，但内容多与实际生活相联系，应以理解为主，先理解再背诵，是提高生物学学习效率最有效的方法;部分学生认为“理解”是教师的工作，教师应想方设法帮助大家理解，如播放各种有趣的视频和事例，在课堂中讲解，加深学生对知识的理解。

从上述现状分析得出，目前高中生物学这门学科知识点零碎，在背诵知识点的基础上做题成效甚微，因纯粹依赖记忆获得的记忆型知识易被遗忘，学生需对知识进行深入理解并进行知识迁移。《教育心理学》一书中提到，不论是程序性知识还是陈述性知识都需要理解，我国心理学家冯忠良曾把知识的理解分为领会、巩固和利用三个阶段。[1]因此，在学习过程中，培养学生的理解力不失为提高学习效率的基本功，所谓“磨刀不误砍柴工”。美国Grant Wiggins和Jay McTighe针对理解性教学设计出了UbD模式。UbD（Understanding by Design）也称为逆向教学，不仅强调教学设计的重点在于使学生理解，同时也关注教师如何去衡量学生是否“理解”，这为高中生物教学提供了新思路。[2]

二、UbD理论

（一）三阶段

“理解”式的设计（UbD）或反向设计过程之所以被称为逆向设计，是因为设计课程的核心理念是从期望的结果开始。对于独立思维能力不够成熟的学习者来说，在教师倾囊相授的教学中，他们很难筛选教师所讲的重难点。因此，教师在使用UbD设计教学时，可通过“以终为始”的教学法，确定教学实施的结果，考虑哪些方式能证明学习者达到预期效果，最后进行教学指导和学习活动。[3]用图1表示该过程，在这个过程中凸显UbD设计的教学目标和表现型评价，避免陷入“满堂灌”的误区，协助学生对知识点进行主次划分。

（二）“理解”六侧面

“理解”一词是多维度的，不能将学生对知识进行回忆复述、使用知识解题等单一标准作為“知识理解”的评估手段。教学工作中需要使用适当的评估来衡量学生理解的水平，据此Grant Wiggins和Jay McTighe从以下六个视角诠释“理解”一词（见表1）：

（三）WHERETO要素

教育工作者对教学设计的复查与改进是教学实践中必要的任务之一。一个教学设计可以是多种形式的，如何能在不同类型的设计中紧抓设计目的，需要相应的协查工具。WHERETO要素可作为一个分析工具，协助教育者检查自己的设计。[4]各要素的意义如表2所示：

三、基于UbD理论的单元设计

通过对UbD理解六侧面和WHERETO要素的剖析，结合UbD三阶段，对“细胞的生命历程”进行单元设计。该设计目的在于优化目前学生学习现状，设计过程中借鉴UbD的核心理念“追求理解的教学设计”，因此可结合学生群体差异展开不同设计。现将单元内容以三阶段的形式进行如下逆向设计。

（一）阶段1——明确预期结果

基于细胞生命历程中“细胞分裂分化”这一大概念，利用批判性思维考虑：学生为什么要学习细胞的生命历程？学习完这一单元，学生对生物学的认识应达到何种程度？是否因本单元的学习，学生对细胞产生了敬畏之情，能够科学看待生命的起源与衰老？课程结束后期望学生能解释“细胞为何要进行分裂分化”，能运用“有丝分裂相关知识解决遗传问题”，能体会“生命繁衍生息的伟大之处”。基于上述分析，结合课程标准对本单元的要求，做出如下设计：

1.确立目标

（1）学生能说出细胞周期、分化的概念，能叙述细胞分化和癌变的特点，能阐述细胞凋亡和坏死的不同。（2）能够独立画出细胞分裂的各个时期，并阐述动植物细胞的区别。（3）能够运用曲线图表示各个时期DNA、染色体和单体的变化规律。（4）体会生命的奥秘，感悟细胞分裂对生物繁衍生息的意义。

2.提出具有争论性的基本问题

（1）能否通过增加细胞分裂的次数使人达到永生？（2）断了的手指为何不能通过细胞分裂恢复如初？（3）细胞一旦衰老是不是意味着个体也开始衰老？（4）如果全身都是癌细胞是否可以避免死亡？

3.预设学生理解的内容

（1）有丝分裂中染色体、DNA和染色单体之间的关系。（2）DNA的复制是为了更好地将遗传物质均分到子细胞中。（3）细胞分裂与分化的不同及联系。

4.本单元结束后，学生将获得的知识与技能

学生将知道：

（1）细胞以分裂的方式进行增殖，以分化的方式形成具有特定功能的组织细胞。（2）多细胞生物细胞衰老不等同于个体衰老。（3）细胞衰老、凋亡、坏死三者的区别。（4）掌握细胞分裂五个时期的特点是解题的关键。

学生将能够：

（1）运用有丝分裂知识解决相关图表问题。（2）应用细胞分裂分化知识，解释生物不能永生、不老不死等科学言论。（3）根据细胞衰老、凋亡等知识体会生命变化的奥秘。（4）掌握癌变机理，做好生活中预防癌变的措施。

（二）阶段2——确定合适的证据

在阶段2中，学习者可利用当堂检测进行自我评估，并及时给予教师学习反馈，这一方式在线上教学中的优势尤为明显。教师可在课前预设学生要掌握的基础与重点内容，做好相应检测习题，于下课前5分钟发放。通过课堂检测，教师能快速了解学生对基础知识及重点知识的掌握情况，及时在线上指导对错，梳理知识误区，在短时间内趁热打铁，使得学生学习事半功倍。学习者也可通过及时测评，产生高度的自我效能感，从而在今后的生物学课中更具学习动力。设计如下：

1.表现性任务（为了证明学生对所学内容有了自己的理解）

（1）绘制当n分别为2、4、6时，细胞分裂五个时期中染色体、DNA和单体数目的变化情况;或用橡皮泥、卡纸、毛线团等不同材料建构科学美观的有丝分裂细胞模型。（2）模拟葡萄糖在细胞中扩散的实验，探究细胞不能无限长大的原因。（3）小组成员一起搜集与细胞衰老、凋亡、坏死和癌变相关的资料，为身边的家人朋友创设健康卡，内容可包括相关知识普及、预防癌症的措施、健康生活方式的制定等。

2.证明学习者理解内容的其他证据

（1）当堂检测：细胞周期的概念，关于细胞周期的扇形图和直线图的理解判断，不同时期的特点（以第一节课为例）。（2）观察交流：四人一小组完成习题，让小组中会做的同学给不会的同学讲解，观察讲解与听同学的思路，与同学们沟通复议。（3）课后作业：习题册中知识内容种类多样，题型灵活多变，与实事结合紧密，可考查学生知识层面的能力迁移。（4）单元测评：考查点不再是专项一对一，而是系统的综合性知识，要求学生具有系统的思维框架，灵活运用多种知识点解决单项复杂问题。

（三）阶段3——设计学习活动

完成阶段1与2之后，教师要考虑什么样的“教”“学”体验顺序符合学生身心发展规律，如何设计才能使学习者展示预期的理解。下面将应用WHERETO七大要素为每个活动编码。设计如下：

1.阶段1中具有争论性的基本问题作为不同新课的导入，吸引学生的注意力，引发思考。（HO）

2.學习目标即教师预期的结果。（WT）

3.理论与实践结合，进行表现性任务。（E）

4.小组讨论，学生展示，教师引导，学习者不断修正已有认知。（RT）

5.教师提供各种评估方式，如课堂检测、课后习题和序号3中表现性任务等，帮助学习者自我评估。（E）

四、结语

根据课程设计不难发现，学生的学习活动和教师的教学计划都是为了帮助学生实现预期结果，理想的教学设计是希望学生达到持久的理解，因为在持久理解之后的每一个思想动态都必须以某种直接或间接的方式与这些已确定的理解联系起来。应用和迁移非常重要，这是促进学习者对已有认知的深入理解，通过迁移应用，学习者则会进入自我认知监控，根据认知目标和及时评价反馈自己认知活动的结果和不足，与此同时，教育者只需稍加引导，学习者就会对已有认知进行巩固强化。

基于UbD理念的教学设计是教育工作者和学习者的进步阶梯，其系统地发展了教育者期望学生真正学习的大图景思想，而不是简单熟悉的知识内容。以追求理解“细胞生命历程”的单元设计将课标的理念贯彻其中，落实了减负政策，并为教师的专业发展提供了前进动力。在课程设计中，教师不仅加深了专业知识的学习，更增强了教学育人的思想感悟。

参考文献：

[1]冯忠良.教育心理学应向何方[J].当代教育论坛，2002（11）：60-63.

[2]Sgro S，Freeman S. Teaching Critical Thinking Using Understanding by Design[A].2008 Annual Conference & Exposition[C]，2008.

[3]郑耀通.UbD设计在环境微生物学教学中的应用：以微生物特性与功能单元为例[J].微生物学杂志，2021，41（1）：119-122.

[4] Grant Wiggins，Jay McTighe.追求理解的教学设计（第二版）[M]. 闫寒冰，译.上海： 华东师范大学出版社，2017：92-94.

（作者单位：新疆师范大学）

编辑：赵飞飞