指向“结构与功能观”的大单元逆向教学设计
常海霞
【内容摘要】大单元教学设计是落实学科核心素养的重要途径，而以学习目标和评估为导向的逆向设计则为大单元教学培育核心素养提供了有力的保障。文中通过实例，从初设与知识能力关联的学习目标、研制与目标达成适切的评估标准、设计与预期目标契合的教学活动三个环节，对如何通过大单元逆向教学设计培育初中学生的“结构与功能观”进行了阐述。
【关键词】结构与功能? 逆向设计
《高中生物课程标准（2017版）》提出了学科的核心素养，指明了学科的育人价值，其中“生命观念”最能体现生物学科的特色，而“结构与功能观”更是生命观念的基础，其形成有利于学生科学看待生命及其规律，对正确解决相关生物学问题有一定的促进作用，又因为“结构与功能观”在初中生物学教材体现较多，因此，在初中生物课堂教学渗透“结构与功能观”显得尤为重要。但由于单课时时间较短，不利于实现培育“结构与功能观”的教学目标，大单元教学却可以通过解读课程标准、教材内容与核心素养之间的关系，确定大单元的核心素养目标，并将碎片的知识和技能串连起来，实现了教学设计与核心素养目标的有效融合。而以学习结果和评估为导向的逆向设计更进一步为“结构与功能观”的形成提供了有力的保障。初中生物课程标准将教学内容分为十大主题，其中第二个主题是“生物体的结构层次”，该主题下包含6个重要概念，其中“细胞是生命活动的基本单位”与“细胞能进行分裂、分化，以生成更多的不同种类的细胞用于生物体的生长、发育和生殖。”与七上的第三章的标题“细胞是生命活动的基本单位”及其内容相吻合，凸显生命观念的“结构与功能观”，因此适合构建培育“结构与功能观”的大单元。下面以此单元为例，谈谈如何逆行设计来培养“结构与功能观”的。
一、初设与知识能力关联的学习目标
预期结果犹如设置导航，一旦目的地确定，所有的努力都应瞄准目的地，专注于尽可能最佳的实现预期学习结果的内容、方法和活动。这个阶段将“结构与功能观”的形成融入学习目标：（1）通过观察多种不同的动植物细胞，推测其形状、颜色与功能之间的关系，归纳得出动植物细胞的基本结构和特殊结构。（2）通过生活实例，结合细胞的结构，分析推测细胞各部分结构的功能。（3）通过建构不同器官的动植物细胞结构立体模型，认同器官的功能与细胞的结构有关。（4）通过探究一颗幼苗长成参天大树的原因总结细胞分裂和细胞分化的意义。
在学习目标制定好的基础上，设计用来架构目标的基本问题，并明确：学生应该知道什么，理解什么，能够做什么？什么是期望的持久理解？
基本问题：（1）植物细胞的结构和功能是怎样的？（2）动物细胞的结构和功能是怎样的？（3）植物细胞与动物细胞有何区别？（4）一棵小幼苗是如何长成参天大树的？
学生将理解：（1）细胞的大小不同、形状多样，但基本结构相同的;（2）植物细胞和动物细胞的基本结构相同，但有不同点;（3）细胞的形态结构与功能相适应;（4）生物生长与细胞数目增多和体积增大有关;（5）细胞分化形成多种组织。
学生将会知道：（1）植物细胞和动物细胞的基本结构;（2）动植物细胞各部分结构的功能;（3）细胞分裂的概念;（4）分化和组织的概念;（5）动、植物体组织类型及其功能。
学生将能够：（1）正确使用显微镜;（2）学会制作临时装片;（3）制作动植物细胞结构立体模型;（4）举例说出动植物体的组织类型及其功能;（5）阐明细胞是生命活动的基本单位。
二、研制与目标达成适切的评估标准
在教学设计之前考虑评估，可以使之后的教学设计更经济和更高效，如何知道学生的学习是否形成了“结构与功能观”，需要根据评估标准（体现细胞的结构与功能之间的关系）对证据进行评估，证据集主要以表现型任务的形式呈现，更具体、更直观，具有明显的可操作性和说服力。评估结束学生需要自我评估和反馈。
用以评估的表现型任务：（1）心灵手巧：构建动植物细胞立体模型（学生们需要根据“花儿为什么这么红，叶子为什么这么綠？鸟儿为什么飞得这么高？”制作一个熟悉的动植物细胞的立体模型，在展示细胞基本结构的同时来体现细胞的结构与功能之间的关系。）（2）明察秋毫：有人说，如果把生物体比作一座高楼，细胞就相当于建造这座高楼的砖块，这个比喻你认为恰当吗？如果把砖石和细胞都一分为二呢？（学生们需要分析完整的砖石和细胞对高楼和生物体所承担的结构和功能的基本单位，还要分析破坏了结构的细胞不能承担生命活动相应的功能，不能进行正常的细胞分裂和分化，从而阐明得出：细胞是生物体的结构和功能的基本单位，细胞是生物体生命活动的基本单位。）
三、设计与预期目标契合的教学活动
在明确预期学习结果和需要的评估证据之后，再思考具体的教学和学习体验，考虑的问题更具有针对性，怎样的教和学，有利于学生形成“结构与功能观”并通过评估考核？学生需要具备哪些知识和技能？教师需要引导学生做什么？哪些材料和资源是最适合的？哪些问题的解决对表现型任务的完成具有帮助？设计的与预期目标契合的教学活动如下：
1.以问题（花儿为什么这么红？叶子为什么这么绿？鸟儿为什么飞得这么高？）导入，以美丽的宏观世界吸引学生的同时，激发学生探究微观世界的欲望。
2.介绍基本问题，告知单元的最终表现性任务（心灵手巧和明察秋毫）
3.提供洋葱、黑藻、水花生的茎三种植物材料，要求制作临时装片用显微镜观察并尝试绘图。教师巡视指导拍摄显微镜下的图像照片展示，学生根据观察结果评价操作过程。
4.比较多种植物细胞的大小，思考：小而数量多的细胞对于植物体生命活动的进行有怎样的意义呢？比较不同器官细胞的形状，联系细胞在植物体所处的位置，思考不同的形状是否有利于更好的执行功能？
5.比较不同细胞的颜色，找到细胞中对应的特殊结构：液泡和叶绿体。
6.比较多种植物细胞，找出植物细胞的共同点（基本结构），和教材上的细胞模型图相比，找出在光学显微镜下没有观察到的结构：细胞膜和线粒体。教师解释原因。
7.根据教师提供的问题情境，总结植物细胞各部分结构的功能。
8.学生需要根据“花儿为什么这么红，叶子为什么这么绿？”制作一个熟悉的植物细胞的立体模型，在展示细胞基本结构的同时来体现细胞的结构与功能之间的关系。
9.展示多种动物和人的细胞，比较分析推测不同的细胞形态和功能之间的关系。
10.根据视频制作人口腔上皮细胞临时装片，比较口腔上皮细胞临时装片和洋葱鳞片叶外表皮临时装片制作方法的不同点，观察绘图，识别人口腔上皮细胞的结构。
11.比较多种动物细胞结构图片，总结动物细胞的基本结构。
12.比较动物和植物细胞结构的相同点和不同点，分析二者的功能的主要差异，思考线粒体数目的多少与动物的运动之间的关系。讨论：学校墙壁、门卫、各个教室和办公室、校长处相当于细胞的哪些结构？
13.资料分析细胞核在控制生物生长发育中的作用，观察细胞核中的染色体的组成图片，学生联系亲子鉴定分析推测DNA与生物遗传之间的关系。
14.学生们需要根据“鸟儿为什么飞得这么高？”制作一个熟悉的动物细胞的立体模型，来展示细胞基本结构的同时来体现细胞的结构与功能之间的关系。
15.思考：一粒小小的种子发育成一株完整的番茄植株，在这个过程中细胞发生了怎样的变化呢？问题切入引导学生思考生物的生长与细胞分裂有关。
16.通过两次撕纸游戏分别模拟细胞分裂引起的细胞数目的变化和分析推测细胞分裂过程中结构可能发生的变化。
17.使用显微镜观察洋葱根尖细胞分裂的装片，亲眼见证细胞分裂过程中细胞核中染色体的数目变化。教师播放细胞分裂动画。小组讨论交流：（1）细胞分裂后形成的子细胞是不是只有亲细胞一半的染色体？（2）细胞分裂后遗传物质保持不变，这对生物体有什么意义？（3）刚分裂的细胞较小，其体积是如何增大的呢？
18.思考：番茄种子的细胞仅仅通过分裂和生长就能长成一棵具有根茎叶的植株吗？学生观察番茄的四种组织的细胞图片并讨论：（1）四种植物细胞在哪些方面存在差异？（2）这些差异是由细胞中的那种物质所控制的呢？总结细胞分化的概念。观察细胞分化形成的各种细胞，推测不同形态结构的细胞可能执行的功能，归纳出组织的概念。
19.阅读教材中有关植物组织和动物组织类型的内容，小组分析讨论：（1）构成番茄果实的组织有哪些？（2）某同学经常不吃早饭上学，导致胃病，请结合症状分析胃有哪些组织组成。
20.根据细胞分裂和分化总结番茄植株由简单到复杂的原因。思考：如果没有细胞分裂和细胞分化，动植物体的各项生理活动能正常进行吗？单元结束时分析：有人说，如果把生物体比作一座高楼，细胞就相当于建造这座高楼的砖块，这个比喻你认为恰当吗？如果把砖石和细胞都一分为二呢？学生需要运用本单元多学阐明得出：细胞是生物体的结构和功能的基本单位，细胞是生物体生命活动的基本单位。
以终为始的逆向设计体现的是一种智慧之旅，使大单元教学摆脱了传统教学“走到哪里算哪里”的弊端，大单元教学设计中评估设计的前置，使学科核心素养的培养不再是一句空话，而是真正的落地生根发芽。
【參考文献】
[1] 中华人民共和国教育部. 义务教育生物学课程标准（2011年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社，2012：4-8.
[2] [美]格兰特·威金斯、杰伊·麦克泰格. 为了理解的教学设计（第二版）[M]. 上海：华东师范大学出版社，2017：18-20.
[3] 周丽婷、徐建忠. 课堂教学中促进学生“结构与功能观”形成的思考与实践[J]. 中学生物教学，2020（9）：38.
（作者单位：江苏省常州市新北区安家中学）
