基于大单元教学的逆向设计 ——以“遗传的分子基础”为例.docx

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1、基于大单元教学的逆向设计以遗传的分子基础为例摘要以“遗传的分子基础”单元教学为例，开展“以终为始”逆向设计的实践，通过确定预期结果、确定合适的评估证据、设计学习体脸和教学，促进学生深度学习，培养和提升学生的核心素养。关键词大单元教学逆向设计遗传分子基础随着国家新课程改革的不断深入推进，当前以学科核心素养为指向的课堂教学应当超越传统的课例设计，并不断开发出促进核心素养培养的单元教学设计。单元教学设计是基于学科核心素养，将在逻辑上具有关联的内容整合起来，通过整体的大单元教学形成大概念，完善学生的知识体系。如何在高中生物课堂开展大单元教学？开展“以终为始”的逆向设计为大单元教学的实施提供了路径。以往

2、的生物学教学设计一般按照“明确教学目标、组织教学、评价教学”的顺序进行设计。此类教学设计如同撞大运,我们在讲台上丢下一些内容和活动，然后盼着总有些内容或活动会起作用。美国专家格兰特.威金斯和杰伊.麦克泰格提出了“追求理解”的教学设计，为课堂教学提供了全新的思路，被称为“逆向教学设计”。逆向教学设计是指以终为始，从学习结果开始的逆向思考，只有明确知道预期结果，我们才能专注于最有可能实现这些结果的内容方法和活动。逆向教学设计分为三个阶段，即确定预期结果、确定合适的评估证据、设计学习体验和教学下面以人教版高中生物必修2遗传与变异中“遗传的分子基础”为学习内容探讨大单元逆向教学设计在高中生物课堂中应用

3、。1大单元教材分析华师大著名教授钟启泉教授对“单元”有这样的描述：“单元”是基于一定的目标与主题所构成的教材与经验的模块或单位。因此，教师确定以“遗传的分子基础”为内容（见表1）构建大单元教学。”遗传的分子基础”是人教版高中生物学教材必修二遗传与进化的重要内容,将一个抽象的定义与具体的物质结合到一起,从分子水平阐述生命的延续性,是遗传学的基本理论，通过大单元教学构建出“遗传信息控制生物性状，并代代相传”的大概念.表1普通高中生物学课程标准的课程内容与“遗传的分子基础”教材内容对应关系内容要求课本章节3.1.2概述DNA分子是由四种脱氧核甘酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结

4、构，碱基的排列顺序编码了遗传信息第3章基因的本质第2节DNA分子的结构第4节基因是有遗传效应的DNA片段3.1.3概述DNA分子通过半保留方式进行复制第3章基因的本质第3节DNA的复制3.1.4概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细第4章基因的表达胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白第1节基因指导蛋白质的合成质表现第2节基因对性状的控制2大单元逆向设计生物学科存在大量零散的学科知识和事实，如何实施大单元教学将这些一个个独立的元素编织成一个整体？“以终为始”的逆向教学设计能够有效达成大单元教学，最终形成蕴含学科核心素养的大概念。逆向教学设计分为三个阶段，即

5、确定预期结果、确定合适的评估证据、设计学习体验和教学，下面以“遗传的分子基础”为例阐述具体实施过程。2.1阶段1确定预期结果在阶段1中，教师需要思考通过该单元教学学生将知道什么，理解什么，习得该知识后学生最终能够做什么？结合上述思考，基于课程标准的内容要求、学业要求和学业质量标准，围绕培养学生核心素养的要求，教师制订了如下预期结果：(1)通过搜集DNA分子结构模型建立过程的资料并进行讨论交流，尝试构建DNA分子的物理模型并分析；(2)通过纸质模型提出假说，演绎DNA复制的过程，阐释“DNA分子通过半保留方式进行复制”生命现象及规律；(3)通过对基因表达的科学事实的分析讨论，利用纸质模型模拟遗传

6、信息的转录和翻译过程并阐述；(4)通过纸质模型的建构过程，乐于并善于团队合作，勇于创新。2.2 阶段2确定合适的评估证据学生是否已经达成预期结果，是否能够证明学生掌握和理解相关内容，这就需要教师正确地选择合适的评估证据。评估证据除了整个单元教学结束后的诊断性测试形成的终极性评价，还应包括伴随着教学活动进程的形成性评价。教师依据阶段1预期结果确定如下评价证据(见表2),以此来评估学生单元学习的情况，为客观地评估学生的学业成绩提供有效的反馈信息，进而帮助教师调整教学设计。表2确定合适的评估证据表现性任务评价和反馈根据科学史绘制出DNA分子结构图学生针对结构图进行自评和他评根据学习内容及纸片材料，构

7、建出DNA分子第制、转录与翻译模型学生针对模型进行自评和他评自主构建知识框架(以思维导图的形式)学生针时思维导图进行门评和他评本单元教学评估证据以构建模型为主，模型是学生学习科学知识的一种认知手段和思维方法，用以揭示原型的形态、特征和本质，并以简化和直观的形式来显示复杂的事物和过程。本单元将DNA分子结构、DNA复制、转录和翻译等知识群进行重整，以“纸片”为材料，通过学生自主构建的DNA分子模型，推理出DNA复制的方式，在理解结构与功能的内在联系的基础上，模拟转录翻译的过程，从而形成“以纸片模型”为线索的大单元知识体系。师生就纸片模型组分构建是否准确，纸片模型的造型是否符合原型特征来完成模型的

8、自评和他评。此外，教师设定的另一个评估证据是运用思维导图学生自主构建“遗传分子基础”的知识框架，通过观测学生是否将本单元分散内容有机整合形成结构化的知识体系，是否有助于知识的迁移来评价及反馈。2.3 阶段3设计学习体验和教学基于清晰明确的预期结果和合适的评估证据，教师设计契合目标的学习体验和教学过程。一个清晰的目标能够帮助教师在设计时有所聚焦，指导行为朝着预期结果发展。教师可以根据学生的学习需求对相关教材内容和教学资源进行整合，设计如下学习体验和教学过程。2.3.1构建DNA分子结构资料1：1953年2月的一天,沃森(WatSon)在伦敦的威尔金斯那里看到了富兰克林(Franklin)拍摄的D

9、NAX射线衍射图。沃森和克里克否定了单链和三链螺旋结构模型。资料2：富兰克林给DNA拍了好多张X射线衍射图谱，她发现DNA在翻转180后图谱看起来还是一样的。资料3：1952年，奥地利生物化学家查哥夫对DNA分子的碱基含量进行分析资料4：碱基具有疏水性,璘酸和脱氧核糖具有亲水性，而DNA外部为溶液环境。教师创设真实的科学史,学生借助科学史以及教师设计的任务串逐步构建DNA分子结构。绘制脱氧核甘酸模型；绘制脱氧核甘酸单链；组合成双链DNA分子；展示本组DNA分子(如图1)。推荐几组学生上讲台展示他们自己的作品，在自评和他评中完成学习。图1DNA分子结构构建模型2.3.2探究DNA的复制方式借助假

10、说-演绎法完成“DNA的复制方式”的探究：提出假说一DNA复制方式假设，全保留或半保留；演绎推理一利用上节课自制模型，按假说完成DNA的复制(如图2)；验证借助梅塞尔森和斯塔尔的实验；再建构一一个DNA分子连续复制2次。总结一DNA分子复制的过程和条件，阐明DNA分子复制的实质，概述DNA分子复制的生物学意义。对比亲代和子代DNA：复制的生物学意义为保持了遗传信息的连续性。图2DNA复制方式的探究模型（用荧光笔标注表示W标记）借助学生自主构建的DNA纸质平面模型，并对DNA的复制方式提出假设，再利用纸质模型模拟的DNA半保留与全保留复制结果，展示同位素噪标记的实验“验证”，得出半保留复制的结论

11、。这样安排内容体现了“假说-演绎法”的应用，能够激发学生探究的热情，有助于学生科学思维和探究能力的培养。2.3.3模拟基因表达过程以肺癌真实情境导入该教学环节，吸烟的烟雾会导致EGFR基因等多个基因发生突变从而导致肺癌的发生。围绕基因的改变会导致蛋白质的改变进而导致性状的改变设置以下问题为什么RNA适于作DNA的信使？DNA的遗传信息是怎样传给InRNA的？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎么样的？游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？以问题串为线索，学习主干知识（遗传信息的转录和翻译过程）与侧干内容（不同种类的RNA以及遗传密码的组成）。运用所学知识，借助教师提供特定

12、模板，类比复制模型，学生模拟构建RNA分子结构，推理转录翻译过程（如图3）。师生通过对模型的自评和他评，检测和反馈学习效果。图3基因表达的检测模型（教师提供特定模板，便于检测学习效果）2.3.4自主构建思维导图完成整个单元的教学之后，教师指导学生通过思维导图构建大单元知识体系。思维导图的构建不是概念的简单堆砌，它需要准确梳理核心概念与下层概念之间的联系，然后将相对下层概念以分支的形式附在相对上层概念上。利用学生自主构建的思维导图评估学生本单元学习情况，同时，思维导图有助于将零散的知识整合成一个完整的知识体系，有助于大概念的形成。3教学实施实践与反思基于大单元教学的逆向设计，其确定预期结果、评估

13、证据、设计学习体验和教学三个环节的顺序不可颠倒，预期结果的确定是首要任务，教师围绕确定的目标设计表现性评价和教学活动，且评价设计优先于教学设计。该教学设计最大程度上保证课堂教学的指向性，有助于单元教学中大概念的形成以及学科核心素养的培养。在实践过程中，还存在着一些困惑。如：如何合理确定大单元教学内容？预期结果及评估证据的确定是否科学？学习体验和教学如何与确定的预期结果、评估证据相契合？等等问题还需在日后教学中进一步思考和解决。1格兰特.威金斯，杰伊.麦克泰格.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，2017:18-35.2徐捷，郑近.浅谈模型构建在生物学教学中的应用和价值J.中学生物教学，2011,(3)：9-113叶建伟,周初霞.应用思维导图进行高中生物学复习的实践J.生物学教学,2014,(12)：31-32