“神奇的微生物”的逆向教学设计
张婷
教师该如何进行教学设计，并通过实施教学设计，使更多的学生真正理解他们所要学习的知识呢？美国课程与教学专家格兰特·威金斯和杰伊·麦克泰格在《追求理解的教学设计》简称UbD中提出：最好的教学设计是“以终为始”，从学习结果开始的逆向思考——即逆向设计。与传统的教学设计相比，逆向设计提出在思考如何开展教与学活动之前，先要努力思考此类学习要达到的目的到底是什么，以及哪些证据能表明学习达到了目的，再设计对应的学习活动。因此，逆向设计的3个阶段依次为：确定预期结果、确定合适的评估证据、设计学习体验和教学。文章借鉴UbD的逆向教学设计思路和模板，对苏教版《生物学》中“神奇的微生物”形成了教学设计，并应用于课堂实践。
一、最近发展区下的预期结果分析
这里的预期结果是学生的“理解”，也是教学设计的目标。作为有持续性的理解，要基于学科内容，关注可迁移的大概念。当学生真正理解了之后才能做出有意义的判断，能迁移运用知识与技能到新的环境和挑战中。
在苏教版八上教材中，先以学生较为熟悉的植物、动物入手，明确不同类群的生物各有其特征，在生物圈中具有不同的作用。有了这些内容的铺垫，学生在对于微生物部分的学习过程中能进一步的运用比较分析、归纳等思维方式认知各类微生物的特征。在时代迅猛发展的背景下，当有陌生的事物出现时，学生也同样能利用科学的思维方式来探寻事物的本质。
关于微生物，在学生的前概念中往往存在一些误解。如：知道细菌、真菌这两类生物的存在，但是生活中容易混为一谈;会误认平菇、灵芝等大型真菌是植物;会将细菌、真菌、病毒等微生物与有害建立等价关系，无法对其形成正确的生命观念。
结合课程标准及苏教版教材，制定教学目标如下：
1.明确微生物包括病毒、细菌、真菌等类群。
2.通过观察、比较、分析等方法，明确真菌、细菌、病毒的主要特征，进一步形成結构与功能观。
3.通过探究霉菌的生活环境，知道真菌一般的生活环境;并进一步推理出防止家中食品或衣物霉变的具体措施和培养大型真菌需要提供的一般条件。
4.能举例说出一些细菌、真菌、病毒与人类生活的关系，认同微生物与人类的关系密切，进一步形成“尊重自然、顺应自然、与自然和谐共生”的生命观念。
二、“理解”六维度下的评估证据勘定
理解是复杂的多维的，那么如何证明学生已经实现了预期结果——理解呢？UbD中提出理解的六侧面：解释、阐明、应用、洞察、神入、自知，多元化的层次引导评估证据的选择。
有效的评估不仅仅是在教学结束时一次考试，而应在教学过程中使用各种方法和形式收集大量的证据，包括口头提问、观察、对话、随堂测试及表现性任务。而其中真实情境的表现性任务往往更能深入揭示学生的理解。
对应理解的六维度及所期达到的指标，制定的评估证据阐述如下：
1.解释层面：学生能准确的、系统的、全面的呈现各类微生物的主要特征。
评估证据如下：先通过观察明确各类微生物的结构，推测其生理功能。再通过绘制思维导图，例举出各类微生物，并归纳其主要特征及功能，比较不同类群的异同点。
2.阐明层面：学生能合理的、有感染力的演绎、表述各类微生物的本质。
评估证据如下：“我为细菌代言”，以第一人称的角度来阐明细菌是一种什么样的生物。学生可以从细菌结构的角度阐述，也可以具体举例说明某种细菌的生活习性与人类生活的关系等。论述平菇、灵芝等大型真菌为什么不是植物而是真菌。病毒没有细胞结构，但也是一种生物。这两个问题也是学生前概念中容易产生误解的，若能正确论述这两个问题，能有力的佐证教学目标的达成。
3.应用层面：学生能在新的情境中运用已有知识和技能。
评估证据如下：说出生活中有效防止食物腐败、衣物发霉的方法。理解这些生活小技巧背后的科学知识原理，若有创新的合理的设计或做法可评为“生活小达人”。能利用现成的菌包成功培养出一种可食用大型真菌。细心浇灌，每天观察真菌的生长变化，形成观察记录。过程中学生所收获的不仅仅是食物本身，还收获到在文字叙述中不能体会到的情感。
4.洞察层面：学生能明确微生物对人类既有利又有害的两面性。
评估证据如下：正确判断微生物对人类是不是有害无利。说出微生物对人类的有利和有弊的例子。如，新冠病毒引发新冠肺炎，酵母菌可以酿酒，乳酸菌可以制作酸奶等。
5.神入层面：能接纳微生物在生物圈中的存在，尝试了解它们，研究它们，从而和谐共存。
评估证据如下：尝试培养菌群，也可以通过观察生活中食物的腐烂过程。观看弗莱明、张文宏等科学家的故事，认同科学家对微生物的情感态度。
6.自知层面：在之后的生活中，能注重卫生健康;能辨识真伪信息。
评估证据如下：小组合作设计自评表，评价并反思自己的生活习惯。
三、活动要素视角下的学习活动铺陈
设计学习体验时，教师要从原来只需思考我们（作为设计者）想要完成的内容，转向思考以下问题：谁是学习者（最终设计的使用者）？他们需要的是什么？在UbD中提出最佳的设计要兼具吸引力和有效性，要思考教学计划中的WHERETO要素。W表示学习方向和原因，学生有清晰的学习目标，这是“最佳设计”的首要特征。H表示吸引和保持，E1表示探索、体验、准备和使能，R表示反思、重新思考与修改，E2表示评价工作及进展，T表示量身定制，O表示为最佳效果而组织。教学设计过程如下：
1.创设情境，比较各类微生物的主要特征
教学过程：酸奶、甜米酒是如何制作出来的？所需的原料是什么？如何证明其中有微生物的存在呢？使用高倍显微镜观察甜米酒中的酵母菌。出示乳酸菌的图片，比较乳酸菌和酵母菌形态、结构等的异同点。
设计意图：学生对美味食物的体验，很容易激起学生的热情。八年级的学生已经有一定的显微镜使用经验，进一步的尝试使用高倍镜来观察酵母菌是能实现的。因为乳酸菌较小，所以直接呈现图片，学生通过比较能发现，酵母菌有细胞核而乳酸菌没有成形的细胞核，形成概念原核生物、真核生物等一般概念;乳酸菌是分裂生殖、酵母菌的出芽生殖等。
教学过程：视频呈现新冠肺炎的介绍，明确病毒的结构、种类、生活方式等。
设计意图：新冠肺炎是目前对人们影响较近较大的疾病，学生之前来自各种途径获得的经验将在课堂上概念化、系统化，对病毒形成正确的较全面的认识。
教学过程：绘制思维导图，例举出各类微生物，并归纳各类微生物的主要特征，比较不同类群的异同点。
分析资料，判别甲烷菌、肺炎双球菌、足癣菌、埃博拉病毒等是哪种生物。
我为微生物代言：用自己的话来描述微生物是怎样的一类生物。
设计意图：学生可以个性化的呈现出对微生物主要特征的基本理解，完成之后学生展示，学生之间互相评价，进一步修改完善。基于理解，面对不熟悉的生物时，能尝试由结构推测其功能，由功能表现推测或理解其结构特点，进一步判别其所属类别，形成一定的结构与功能观。
2.迁移运用，了解微生物对生物圈的影响
教学过程：按探究的一般步骤进行研究影响霉菌生长的生态因素，并完成实验报告。明确真菌一般的生活环境。
举例说明有效防止食物腐败、衣服发霉的方法，并分析原理。
通过霉菌生活环境推测，其他大型真菌一般的生长环境，并尝试培养几种大型真菌。
分析“苹果为什么会腐烂？”“苹果的腐烂对于生物圈有什么意义？”
设计意图：在通过探究活动明确霉菌的生活环境的基础上，培养大型真菌这个真实情境，能有效检验学生迁移知识的能力。另外往往培养的过程中会遇到困难，教师要持续关注引导学生科学品质的形成。关于“苹果”的两个问题，让学生能辩证的认识同一事物、同一事件的两面性。
3.自我认知，如何与微生物和谐共存
教学过程：观看张文宏医生《感染病：人类与微生物的故事》演讲视频。
观察苹果、桔子、酸奶等食物腐烂的过程，分辨细菌、真菌菌落的不同。过程中，注意有一定的自我防护措施，如带手套、口罩等。
小组合作设计卫生习惯自我评价表，定期自评。
设计意图：直观感知微生物的存在，微生物与人类之间的密切关系，从而认同“人与自然和谐共生”的生命观念。通过视频，感受科学家们在面对微生物进行科学研究时不畏惧不草率的科学精神，认同学习生物学以促进人类社会发展的价值。小组合作，根据实际情况设计卫生习惯评价表，能在之后的生活中時时督促自己注意个人卫生，健康生活。
四、教学实践后的感悟
UbD设计清晰的目标导向，使学生的理解更深。学生作为终身学习者，当其任务被明确为学科的“核心”——大概念时，会促进他们的思维，连接不同的知识片段，运用多种技能去实现目标。过程中，也许会出现“误解”（是尝试了看似有道理却不成功的知识迁移）。但只要有明确的、正确的方向，“误解”终能打破。UbD设计清晰的目标导向，更有利于教师“用教材”，重组教学内容，教学设计直击核心概念。教师需要提出的是具有启发性的问题和创设真实有挑战性的表现性任务，来引导学生达成目标。但教师的教学设计都应遵循一个循环：计划——修订——教学——评估——反思——调整，不断循环往复。所以，笔者在认为UbD教学理念和尝试实践的路上，还需持续努力。
【参考文献】
[1] 格兰特·威金斯、杰伊·麦克泰 著;闫寒冰、宋雪莲、赖平 译. 追求理解的教学设计[M]. 上海：华东师范大学出版社，2017.
[2] 郑国华、徐扬. 基于UbD逆向教学理论的“传染病”[J]. 中学生物教学，2020（1）：25-27.
（作者单位：江苏省常州市新北区实验中学）
