1. 引言
课堂的改革是课程改革的关键环节，核心素养的提出，教育从知识立意转向素养导向，而核心素养的精髓在于将学校知识迁移到现实世界中，那么教育形态就要从层级结构转向网状结构并使学生获得解决真实问题的能力[1]。因此，如何培养学生的解决问题能力，已经成为广大一线教育工作者所关心的一个热点问题。
“复习课”是一种课程类型，它的目的是帮助学生复习和巩固所学的知识，提高学习效果，提高解决真实问题能力。现阶段的复习课中教师往往落实生物的知识层面并建立起知识点之间的联系，但核心素养明确提出要发展学生的生命观念，就要求教师优化教学设计、将大概念转化到实际的教学活动之中以及用恰当的评价方式促进学生的发展和在注重知识点之间的联系之上抽提出生命观念。而UbD (Understanding by Design)模式作为一种以学生为中心的教学设计方法，被越来越多的教育工作者所关注和应用，可以更好地激发学生的学习兴趣和主动性，提高复习效果，有望帮助教师解决这些难题。
2. UbD模式是一种指向素养的教学设计
UbD (Understanding by Design)模式是由美国课程研究专家格兰特·威金斯(Grant Wiggins)和杰伊·麦克泰格(Jay McTighe)于1988年提出的，UbD模式是一种追求理解的逆向教学设计，强调预先设定教学目标，教学评价先于教学活动出现，使学生明确学习结果与评价方式，实现对知识持久性的理解，最终完成学习迁移[2]。是一种对课程进行计划的框架。UbD模式要使学生了解可迁移的概念与学习过程，给他们更多的将所学到的知识应用到有意义的情境中的机会，这样学习者通过积极主动建构意义，从而学会并巩固已学到的知识与技能，并把其成果应用到新的情境中，并且重视知识间相互联系，以教育形态从层级结构转向网状结构[3]，促进学生形成生命观念，使核心素养落地生根。
2.1. 以终为始的“逆向”教学设计
UbD模式的设计方法所“逆”于常态教学设计之处主要在于：在常态化的教学设计中，教学评价教师会最后一步进行。而逆向教学设计，则需要教师在确定了自己想要达到的效果之后，首先进行评价计划，也就是所谓的“可接受的证据”，再决定适当的评价准则，最终对学习体验和教学活动进行设计。也就是，首先要明确哪一种教学目标能够达成理解的目标，其次，要考虑采取何种方法，才能使学生真正地掌握了学习目标，从而达到理解的目的。逆向教学过程不是简单地调整结构顺序，而是通过目标前置和评估优先来优化教学结构和设计思路。然而，对于教师来说，这并不是一件容易的事情，这正是迪克一凯里模式(Dick & Carey)系统化教学设计的必然要求。然而，在实际操作中，情况却完全不同，而UbD模式强调教师在上课之前明确“要去哪里”，“怎样才算达到目的地”，之后再去设计“如何去”的路径。这样可以保证教学活动与教学目标的统一性，避免“活动导向的设计”，即教师为了设计活动而活动，活动纵然有趣却不能对学生的发展起促进作用。逆向教学设计的目的在于训练学生了解并运用所学到的知识，并将其运用到实际生活中去，这正是核心素养所要求的。
2.2. “理解”三维度六侧面
“理解”指让学生在新的情境下运用所学到的知识，解决实际问题，具有批判思维和创造性的能力。也就是说，当我们将获得知识作为一种方法而非一种终极目标时，从长期来看，学生将会获得更多的知识，并以更积极的态度加入到学习中来[4]。UbD模式指出在学校教育中，以“意义学习，理解为先”为教育的核心。并提出了相互关联的学习目标：培养学生对所学知识和技能的掌握；培养学生对知识网络体系的建构；让学生在新的情境下，更好应用他们所学的知识与技能[5]。UbD模式以教育经典理论为依据，经过多年的实践，提出了“理解”框架，这与“知道”的概念不同。在“横切面”上，包括解释、阐明、应用、洞察、自知和神入六个侧面，而“纵切面”则把“理解”的基础划分为三个层次：需要熟知的知识、需要掌握与完成的重要内容、大概念与核心任务。在教学过程中，往往出现没有理由和支撑的答案很明显不足以判定学生的理解，教师就可以把对六个侧面的了解作为评价蓝图，应用这些不同的但又相关的侧面来判断“理解”，正如用不同的指标来判断一个独立且复杂的个体[6]。例如，学生们可以解释一个理论，但是却不能运用它，可能他们可以批判地看问题，但缺乏神入能力。理解的六个侧面是测量理解的有效办法，他们标志着表现的各种类型，这样的立体结构可以使教师对新课改有一个开阔的思路和明确的方向，让学科大概念、本质问题、深度学习、核心素养等许多观念都有了明确的方向和台阶。
2.3. 为“迁移”而教
学习迁移是指一种学习行为对另一种学习行为的影响，或已经获得的知识经验对完成后续学习活动的影响。提高学生迁移能力一直是教育研究者所努力追求的，影响迁移能力的因素是对知识的理解水平，而不是单纯死记硬背，现阶段的复习课往往迅速地向学生灌输知识，常常会妨碍学习，会阻碍学生迁移。而UbD模式要求教师教学时要让学生在各种实际情境中从多种角度反复应用知识。例如，UbD模式中的教学评价从各种方面、多个角度来进行评价，对于不同层次、不同类型的学生采用不同的评价方式，使教师得到更准确与真实的反馈。鼓励教师采用多种形式为学生提供反馈机会，不仅评价学生的学习成绩，而且也对学生综合素质进行评价。这种学习行为具有建构性，旨在使学习者形成对知识的深刻理解，知识在学生的认知中越多样化，知识的逻辑外延就越多地变为学生心理外延，也就越能将知识灵活地迁移[7]。从而将学校知识迁移到现实世界中并使学生获得解决真实问题的能力，与核心素养的观念不谋而合，为核心素养的实现提供了路径。
3. 素养指向下的大单元逆向教学设计
3.1. 明确预期学习结果
在教学设计中，最重要的问题是要明确教学设计的优先次序。有一部分教师从教材或者活动开始思考教学，就需要花大量的时间思考自己要做什么、要求学生做什么、使用什么材料，而不是思考为了达到学习目标学生需要做什么，换句话说，只关注教师自身的“教”，而不是学生的“学”。UbD模式提出首先关注预期学习结果，这样才有可能产生合适的教学行为。教师首先思考：学生应该知道什么，理解什么，能够做什么？什么内容值得理解？什么是期望的持久理解？UbD模式为以上问题提供了清晰的指引，首先确定目标，在课程实施过程中，教师要依据国家、地区的有关规范，合理安排课程目标和内容。该模式强调了长期目标和构建大概念的重要性，其次，设计学生预期的理解时要基于可迁移的大概念来确定持久性理解。要思考学生将会获得什么知识和技能，而对于现阶段的教育，我认为除了知识技能，还要考虑学生要形成什么生命观念，构建什么知识网络体系。还将学习内容优先顺序从外部到内部分为三个层次，最外层是需要熟悉的知识，中间是需要掌握并完成的内容，内圈是最核心的大概念与核心任务，由内向外通过理解和迁移完成，与核心素养中，教师通过事实性知识使学生提炼次位概念和重要概念，再构建大概念观点一致。要让教学专注于大概念，“大概念”应具备如下特征：1) 具有抽象性；2) 并非一种事实，而是一种能够被持续争论和讨论的观点；3) 体现专家思维方式，其回答是多种多样的[8]。以“组成细胞分子”为例阶段一教学设计，见表1。
Table 1. Stage one design of reasonable dietary unit UBD unit design
表1. 合理膳食单元UBD单元设计的阶段一设计
阶段一：明确预期学习结果 |
根据《普通高中生物学课程标准(2017年版)》，围绕重要概念“细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等”，组织单元“组成细胞的分子”，该单位内容为必修一第二章，共有5节。 本单元教学设计可以利用各种生活问题，结合验证实验、学生实验、文本阅读等方式，让学生在获得了初步的资料和感性认识的基础上，用理性的思维来了解生物的物质成分，以及各种化合物的结构特征与其作用的关系，从而能够用这些概念来分析和解释一些特定情境中的生命现象，重视适量的化合物对于生命活动的重要作用，实践健康的生活方式 |
学习迁移 |
1) 通过自主学习和教师引导，阐明细胞由多种多样的分子组成，能说出有机分子的种类和成分 2) 通过探究“检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”，说出不同生物组织中各个有机分子含量的差异性，发展科学探究能力与归纳总结能力 3) 通过学习无机与有机分子的结构及功能，初步形成结构与功能相适应的生命观念 4) 通过对比玉米和人体的化学成分、几种多糖分子、几种氨基酸结构、DNA和RNA等，形成归纳、抽象与概括的科学思维 5) 通过学习膳食知识，尝试设计“饮食计划”，改善膳食结构，形成向他人宣传健康饮食知识的观念 |
意义理解 |
需要思考的基本问题： 有机分子的成分、结构、功能是什么？ 什么是健康饮食？ |
预期的理解是： 有机分子的成分、结构、功能及相互关系； 均衡饮食有益于身心健康，并能对不健康饮食提出自己的见解 |
掌握知能 |
学生将知道： 有机分子的成分、结构、功能及相互关系； 每个食物种类中食物类型及其营养价值； 影响营养需求的因素； 如何检测生物组织中的几种大分子，进行实验操作后，知道组成细胞分子的特殊性 |
学生将能够： 通过学习细胞中各种分子的功能，利用所学知识设计合理膳食计划，纠正自己和家人不合理的生活方式，同时发展批判性思维，养成健康文明的生活方式 |
3.2. 确定合适的证据
第二阶段是第一阶段的延续，目的在于检验学生是否达到了所期望的学习效果(desired results)。因此，教师应收集有助于评价的证据。在进行设计教学活动时，应按照“目的→证据→活动”的顺序进行，以确保学习始终围绕着既定的目的进行，反之，很可能会出现偏差。而以GRASPS元素的表现性任务(performance task)是可观、可测、可行的过程性证据，避免评价空泛化，如表2任务一中目标和角色G (Goal) & R (Role)就是作为一位幼儿园园长，学生的任务就是设计一个合理膳食计划。对象A (Audience)就是幼儿园的学生。情境S (Situation)就是你面临两大挑战：你要熟知有机分子的成分、结构及功能，并且了解幼儿园的学生这个年龄段需要的膳食要求。表现或成果P (Product/Performance)需要给出一个合理膳食计划，并说明有机分子的成分占比和在其中发挥的作用。标准S便是你的膳食计划符合该年龄段所需要摄入的营养范围[9]；一份清晰的关于膳食计划的书面说明。使用GRASPS元素架构的表现性任务，它具有如下特征：一是有实际意义；二是情境脉络复杂；三有开放的环境。以“组成细胞分子”为例阶段二教学设计，见表2。
Table 2. Stage two design of reasonable dietary unit UBD unit design
表2. 合理膳食单元UBD单元设计的阶段二设计
阶段二：检验学生是否达成预期的结果 |
评估标准： 合理反映事实 解释清晰 逻辑可靠 阐述清晰 |
什么能证明学生理解了所学知识？ |
表现型任务： 任务一：假设你是一位幼儿园园长，请为学生们设计一个合理膳食计划，依据评价标准，小组互评给膳食计划打分。结合组内成员的不合理饮食计划，分析不合理之处并写下原因； 任务二：假设你是一位老年旅游团导游，请为老年游客们设计一个合理膳食计划，与任务一对比，不同年龄、活动水平、体重、健康状况的人群是否有不同的膳食要求？ 任务三：查找资料，小组讨论一下是否那些对身体有益的食物都很难吃？ |
根据阶段一的预期结果，还需要收集哪些证据？ |
多样的评价手段： 1) 课堂测验—有机分子的成分、结构及功能； 2) 问答题—有机分子之间的相互关系； 3) 构建“元素→化合物→结构→功能”的思维模式，形成结构与功能观； 4) 技能测试—设计合理膳食计划； 5) 单元测试—在不同情境中寻找最优合理饮食方案。 |
学生的自评互评和反馈： |
1) 对膳食计划进行自我评价；与小组成员之间针对膳食计划进行互评； 2) 反思利用“膳食计划”所蕴含的合理膳食观念解决实际生活中膳食存在的不足；(与单元学习开始前相比较) |
3.3. 设计学习体验
在明确了预期目标以及恰当的评价证据之后，接下来就是考虑与目标一致的教学计划和活动。教师要给学生提供更多的实践与应用所学知识机会，从而使学生能够进入“理解”的状态，使学生能够真正地掌握渗透“大概念”。根据威金斯和麦克泰格的观点，一个“既能最投入又能最有效”的课程应该具有如下特征：1) 它与现实生活息息相关；2) 具有实际操作经验；3) 不断地提供反馈。因此，本文提出了“WHERETO”这一高质量学习计划的组成元素。WHERETO要素的教学设计主旨是教师作为引导者培养学生主观能动性，所谓建构主义理论观点“学生不是空着脑子进教室”，教师应将学习者以往的经验作为新知识的生长点以及应用好学生的最近发展区，帮助学生主动学习和自主学习，同时这也是新课改的理论基础之一。
“WHERETO要素”W即学习方向(Where)和原因(Why)目的是为了让学生了解本节课的学习目标及原因；H即吸引(Hook)学习者并使之保持(Hold)兴趣，这就要求教师围绕吸引学生兴趣的问题组织教学并保持他的注意；E即探索(Explore)、经验(Experience)和准备(Equip)，这是教学计划的核心，教师要为学生提供必要的经验等来实现表现目标；R即反思(Reflect)、重新思考(Rethink)与修改(Revise)，为学生提供大量的反思机会，并修改自己的工作计划；E即评价(Evaluate)，引导学生进行自我评估，培养元认知；T即量身定制(Tailor)，也就是个性化教学，采用不同的教学方法来适应学生不同的个性化需求；O即教学的组织(Organize)和排序[10]，该要素总结了在学习计划中应该找到的关键要素，要素不必按照与首字母缩略词相同的顺序出现。教师要把此要素视为建立和评估最终学习计划的清单，而不是实施顺序。例如，学习可能将吸引(H)作为开始，其次是最终预期学习结果需要(W)方面的指导，然后就是对此前工作(R)进行一些反思。本单元有五课时，以第一课时为例将“WHERETO要素”应用于“组成细胞分子”中，也就是以“组成细胞分子”为例阶段三教学设计，见表3，以避免学习活动偏离学习目标，使教学活动目的明确并指向大概念。
Table 3. Stage three design of UBD unit design in lesson one of the reasonable dietary unit
表3. 合理膳食单元第一课时UBD单元设计的阶段三设计
大情景 |
情景 |
学习计划安排 |
敖汉小米为大家所熟知，有“优质杂粮出赤峰，绿色杂粮在敖汉”的美誉。 吸引学生对组成细胞的分子产生兴趣(H) |
分析“敖汉小米”的营养价值和细胞中存在的物质。引出希望学生进一步利用此知识解决实际问题(H、E) |
教师向学生介绍本单元基本问题和表现型任务(W) |
从实例出发引导学生分析植物细胞与人体细胞的部分元素及含量关系(E) |
自主学习并归纳细胞中元素及化合物的含量后进行自评，并修改(R、E-2) |
尝试检测糖类、脂肪和蛋白质含量，引导学生基于教材实验进行进一步探究，将学生分成不同小组，设计实验方案，对方案进行小组自评与互评(E、O、E-2) |
进行实例为载体的知识点随堂测试，在解决问题过程中自评与互评(E-2) |
在单元学习结束后，每位学生设计一个合理膳食计划，依据评价标准，小组互评给膳食计划打分。结合组内成员的不合理饮食计划，分析不合理之处并写下原因(H、T) |
在单元总结阶段，教师结合预设的教学目标评价学生，根据学生实际情况，师生共同回顾膳食计划的最优方案以及得出最优方案的思维过程与方法(E-2) |
单元测试，通过实际问题检测学生对组成细胞的分子这一单元的理解程度和水平(E-2) |
4. UBD模式本土化运用
UBD模式是格兰特·威金斯与杰伊·麦克泰格在美国文化与教育背景下经过长期的理论研究和实践探索的产物。而我国本土化的课堂教学设计与这些理论未必适切。下文阐述了对于当前教育背景下，UBD模式存在的不足之处与对于我国课堂教学设计的启示。
4.1. 改进理解六个测面，落实教学评一体化
UBD模式将理解分为六个维度，使教师在教学过程中可以更容易得到学生的反馈，同时存在一些不足。首先，理解六个维度不存在递进关系，过于独立。例如，在教学中，教师在学生达到上一维度后去完成或者达成某些行为表现后以评价学生的学习结果和理解水平达成下一维度，这样可以更好地关注了学生的最近发展区，同时教师也能根据六个维度进行设计教学目标、活动与评价，以落实教学评一体化。所以，我认为这六个维度的内涵应该存在一些递进关系。其次，这六个维度过于抽象和模糊，不可测。这六个维度均属于普遍性目标，优点是可以应用于大多数教学情境中，范围广且灵活性强，但同时目标模糊，教师不容易了解学生到底在哪一阶段。美国教育家泰勒提出了目标评价模式，将教育目标转化为可测量的行为目标，依据行为目标编制课程教案、组织教学活动、评估教学成效；核心素养提出发展学生整合运用知识创造性解决复杂问题的能力，破除唯分数的顽瘴痼疾。而这六个维度就是为了评价学生而产生，那么就应该将评价改成可观可测的行为目标，将学生视为“社会生活人”，而非“学校教育人”，能有力地提高教学的有效性，共同推动德智体美劳全面培养的学生综合素质评价有效落地。
4.2. UBD模式是非静态的过程，指向个性化教学
UBD模式是一种教学框架，指向教师能以学生为主体教学，让学生真正“理解”以完成“迁移”，也就是解决真实问题的能力。但UBD模式并不是一个固化的过程，而是教师根据学生的学习情况和反馈，不断调整修改的动态教学过程，以满足学生的个性化需求。教师在应用UBD模式时，应该根据学生的实际情况和教学目标对学习计划进行调整和改进。例如，某些学生对自主学习非常感兴趣，他喜欢独立思考和探索知识，但在课堂上常常感到无趣。为了满足他的学习需求，老师可以鼓励他进行自主学习，给予他更多的自主选择权。老师还可以鼓励学生根据自己的兴趣和需求选择一些独立研究项目，以提高学生的个性化发展。所谓个性化教学是一种关注学生个体差异的教学方法，它能够帮助每个学生发挥自己的潜力。然而，要实施个性化教学并不容易，需要教师具备一定的教学经验和敏锐的观察力。所以，教师在应用UBD模式时要不断提高自己以应对不同学生的需求，并且要不断地根据学生的反馈和教学情况对教学过程进行修改。
4.3. 加强教学目标与活动联系，避免“活动导向设计”
“教师是以引导者身份去培养学生通过表现来展示理解”，这是《追求理解的教学设计》一书中提到的，这句话的实质是学生为主体，教师所设计的一切是为了学生的“理解”而服务，但在实际的教学实践中，经常出现教学目标和活动分离的现象，一方面教师为了设计活动而活动，活动纵然有趣却不能对学生的发展起促进作用。真正引起学习的是对活动意义的有指导的反思，而不是活动本身。另一方面这主要是因为教学目标没有在教学过程中真正建立起“主导”作用，使教学目标沦为了一种装饰品，那教学活动将会变成“无本之木”。安德森指出“当测评任务与教学活动严重缺乏一致性时，教师就不能够正确地估计教学活动的效果[11]”。那么如何避免这种问题发生呢？除了在教学过程中加强教学目标与活动的联系以外，教师要教学内容聚焦“大概念”，大概念要能将各个知识点连接起来，有助于学生对知识与技能进行整合，从而促进“理解”。能称得上大概念都是因为它们能够强有力地解释现象，提供了对科学的综合考察。大概念是“理解”的必要条件，也是迁移的基础。所以在教学过程中教师要加强教学目标与活动的联系，注意教学内容是否偏离了大概念，这能帮助教师了解学生是否达到了预期的目标，也能使学生参加教学活动后深刻理解知识，使教育工作指向教学评一体化。
4.4. 创设问题情境，培养学生解决真实问题能力
教师创设情境引导学生情感体验，有助于理解学科知识、促进思维和迁移能力的发展、培养核心素养。例如，本单元以本地人熟知的敖汉小米为大情境，引导学生探究组成敖汉小米细胞的分子。良好的开端是成功的一半，在课堂导入时进行情境教学，有利于学生迅速融入教学情境，为后续教学顺利开展打下基础。而教师须使情境与问题紧密结合，情境为问题创设生动场景，问题助情境提升思维高度，两者相辅相成，可以提高学生学习兴趣同时提高学生解决问题能力。需要注意的是教师提出的问题要具有现实性和操作性，提出问题的目的是解决问题，而解决真实问题的能力是学生必备素养。新课标要求下的课堂教学已从传授知识转变为运用知识，并在这过程中培养学生解决问题能力。
4.5. 制定合理表现型任务，指向核心素养实现
UBD模式主张指定表现性任务，表现型任务是一种能够体现真实生活中的活动、表现和挑战性的任务。在教学过程中，教师通常为学生设定一个具有挑战性和可能性的真实世界目标，学生为确定的对象开发具体的产品或者相应表现。而且要提前告知学生评估指标和表现标准。表现型任务设置时强调要具有迁移性、凸显真实性、突出完整性、注重统领性和体现趣味性。同时将表现性评价运用到教学中，并设计合适的表达性任务，也是其中的一个重要环节。学生有机会向教师展示自己的“理解”，也培养学生解决真实问题的能力。在设计表现性任务时，要保证表现性任务能较好地体现出学习者的综合认识能力与运用能力。但这远远不够的，还应该按照教学内容的重要程度来进行设计与选取，使得所选取的表现性任务能够让学生有机会将所学到的东西应用到实际中去，以指向核心素养落地。
5. 结语
在生物复习课中，UBD模式下教师进行逆向教学设计，使教学目标、教学活动与教学评价紧密相连，落实教学评一体化；改进六个层面“理解”，使教师在教学过程中更容易获得学生真实的反馈，并及时根据学生反馈调整教学设计，以促进学生个性化发展；设计表现性任务，有利于教师从单元主题和大概念出发，逆向设计任务主线，并围绕表现性任务制订课程框架，使任务具有迁移性、真实性、完整性、统领性和趣味性，落实情境教学，培养学生解决问题能力；逆向单元教学设计聚焦大概念，以助于学生抽提生命观念，实现素养教育。