打开文本图片集

摘要 ：本文以逆向设计（Understanding by Design， UbD）理论为指导，结合高中生物学课程标准，以人教版必修1第6章“细胞的生命历程”单元为例，探索大单元教学设计的实践路径。通过明确核心概念、设计评估证据、规划学习活动三个阶段，构建以学生理解为核心的深度学习模式，旨在提升学生学科核心素养。

关键词 UbD；大单元教学；高中生物学；细胞的生命历程；核心素养

随着《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（下文简称课程标准）的颁布，生物学教学从知识本位转向素养导向。传统“课时主义”教学模式易导致知识碎片化，难以培养学生系统思维与迁移能力。UbD（理解为先的教学设计）强调以终为始的逆向设计，与大单元教学理念高度契合，为整合学科核心概念、促进深度学习提供理论支持。以人教版必修1第6章“细胞的生命历程”为例，该单元涵盖细胞分裂、分化、衰老、死亡等核心内容，涉及生命观念、科学思维与社会责任等多维度素养目标。通过UbD框架重构单元教学，可帮助学生建立知识间的深层联系，实现从“记忆事实”到“理解本质”的跨越。

一、UbD理论与大单元教学的契合性

1. UbD理论的核心框架

1998 年美国威金斯和麦克泰所作的《Understanding by Design》一书，伴随着课程改革的进行，将 UbD理念下的教学设计应用于教学实践中，丰富了理论成果。

UbD理论包含三个阶段： 确定预期结果：明确学生应理解的核心概念、基本问题与迁移目标； 设计评估证据：通过表现性任务、项目等方式检验理解深度； 规划学习活动：设计促进理解的教学策略与资源。

2. 大单元教学的特征

钟启泉教授认为，大单元教学设计不只是简单地以教授知识点与技能为目的，更是教师基于学科素养开展的基于一定目标与主题的探究活动。崔允漷教授认为大单元教学以学科大概念为统领，打破课时界限，通过情境化、问题化的学习任务促进学生知识建构。

总之，大单元教学与UbD的共性在于：目标导向相同，都以素养目标统领教学设计；评价先行一致，强调评估与目标的一致性；学生中心为本，关注理解过程而非知识覆盖。

二、“细胞的生命历程”大单元教学设计

（一）UbD框架整合：

导入阶段： 生活情境（以问题链） → 激发兴趣 → 明确学习目标

探究阶段： 实验观察 → 模型构建 → 数据分析 → 形成核心概念

迁移阶段： 医学案例 → 伦理讨论 → 跨学科项目 → 提升综合素养

（二）确定预期结果（UbD阶段1）

1. 核心概念与理解目标

依据课程标准，人教版必修1第6章“细胞的生命历程”单元的核心概念中重要概念是：细胞会经历生长增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。

本单元的理解目标有： 解释细胞增殖的周期性及意义，分析细胞不能无限长大的原因；探讨细胞分化与全能性的关系，理解基因选择性表达的作用；分析细胞衰老和死亡的特征，关联人类健康与社会议题（如癌症、抗衰老）。

2. 核心问题驱动

为什么细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础？ 若细胞无法正常调控生命周期（如癌变），会对个体产生哪些影响？ 如何利用细胞生命历程的知识解决现实问题（如组织修复、疾病治疗）？

3 制定学习目标

（三）设计评估证据（UbD阶段2）

1. 表现性任务

任务1：细胞分裂模型制作与答辩。要求：以小组为单位，利用橡皮泥、卡片等材料制作有丝分裂动态模型，并解释DNA含量与染色体行为的变化规律。

任务2：癌症防治宣传方案设计。要求：结合细胞癌变机制，设计面向社区的科普海报或短视频，体现科学性与社会责任感。

2. 量规设计示例（以任务1为例）

3. 其他评价方式

形成性评价：课堂问答、小组讨论记录（如“细胞衰老是否等同于个体衰老？”）、实验操作规范性评分。

总结性评价：单元测试（侧重染色体/DNA变化规律、分化与全能性辨析）。

（四）设计学习计划（UbD阶段3）

1.导入——情境创设与前置知识激活

（1）真实情境导入

展示癌症治疗新闻（如化疗周期与细胞分裂周期的关联），提问：“为何化疗需特定时间间隔？”引导学生思考细胞周期调控的重要性。对比年轻与衰老皮肤的显微图像，讨论细胞衰老的特征及其与健康的关系。

（2）知识回顾与问题链

复习细胞膜、细胞核的功能，提问：“细胞如何通过分裂维持结构和功能的延续性？”。   抛出核心问题：“若细胞分化异常，可能引发哪些疾病？”。

2.探究——实验操作与深度理解

（1）实验探究与模型构建

实验1：洋葱根尖有丝分裂装片制作与显微观察，记录各时期特征并绘制示意图。

实验2：优化“细胞大小与物质运输”模拟实验（如调整琼脂块形状或扩散条件），分析数据并验证“表面积/体积比”理论。

模型活动：动态模拟有丝分裂染色体行为，利用数字工具（如动画软件）辅助理解难点。

（2）批判性讨论

讨论题：“克隆技术能否逆转细胞分化？是否违背伦理？”结合干细胞研究案例，引导学生从科学潜力与伦理风险多角度分析。

3.迁移——应用拓展与跨学科融合

（1）医学与社会议题迁移

案例1：分析端粒缩短与细胞衰老的关系，设计延缓衰老的科学建议。

案例2：以“CART细胞疗法”为例，探讨细胞分化与癌症免疫治疗的关联。

（2）跨学科项目

数学整合：统计不同分裂时期细胞占比，绘制细胞周期饼图并分析调控机制。

信息技术：通过编程模拟细胞分化路径，可视化基因选择性表达过程。

（3）伦理辩论

议题：“是否应允许使用胚胎干细胞进行治疗性克隆？”通过角色扮演（科学家、伦理学家、患者）深化社会责任意识。

（五）差异化教学策略

分层任务：基础组完成实验操作与基础问题；进阶组设计优化实验方案（如探究温度对有丝分裂的影响）。

技术支持：利用虚拟实验平台辅助理解抽象概念（如DNA复制与分配）。

三、教学实施效果与反思

1. 实施效果

在学校高一班级进行实践后，通过前后测对比发现： 学生对“细胞分化不可逆性”的理解正确率从58%提升至89%；90%的学生认为“辩论活动帮助我更好地思考科学与社会的关系”。

2. 改进方向

需增加跨学科联系（如数学建模分析细胞周期调控）；部分学困生需差异化支持，如提供有丝分裂微课资源。

总之，UbD框架下的“细胞的生命历程”大单元教学，通过逆向设计与深度任务，有效促进了学生对生命本质的理解，培养了科学思维与社会责任感。未来可进一步探索UbD在不同课型的应用模式，推动生物学教学向素养本位转型。

参考文献

1. Wiggins， G.， & McTighe， J. （2005）. *Understanding by Design*. ASCD.

2. 崔允漷. （2019）. 学科核心素养呼唤大单元教学设计. 上海教育科研， （4）， 1-1.

3. 中华人民共和国教育部. （2020）. 普通高中生物学课程标准. 人民教育出版社.

作者简介：毛方潮（1971—），男，南平市高级中学高级教师，南平市生物学学科带头人。

基金项目：南平市“十四五”中小学教学名师培养对象教育科研课题“基于UbD理念的高中生物学大单元教学设计研究与应用”。