1、聚焦问题解决的“练习使用显微镜”逆向教学设计李蓬青(山东省青岛第六十二中学青岛266000)摘要本文在 UbD 理论指导下，以“练习使用显微镜”一节为例进行逆向教学设计。以学生常见错误设置主线化问题情境，提升学生分析解决问题的能力。关键词UbD 逆向教学设计练习使用显微镜主线化问题情境义务教育生物学课程标准(2022 年版)(以下简称为新课标)将旧版课程标准中显微镜的基本构造和作用部分，由原本的内容要求改为学业要求，指出使用显微镜观察临时装片时，要能够针对观察结果中可能出现的成像不佳等情况，从材料制备、仪器设备、操作程序等方面初步分析原因1。明确将显微镜使用的最终学习结果指向分析解决实际问题的
2、能力。显微镜的使用，在初中阶段是培养学生生物学核心素养的重要技能之一。“练习使用显微镜”取自人教版初中生物学教材七年级上册第 2 单元第 1 章第 1节，一线教师通常先讲授显微镜基本构造与功能，再组织学生操作实践和改进。在实际教学中很多学生容易落入“灌输式学习”陷阱，停留在显微镜各构造功能的识记层面，无法将真实操作时遇到的问题与已学知识建立关联，即没有理解显微镜工作原理而造成的知识迁移困难。“只动手不动脑”，学生真正有所领悟和收获是偶然发生的2，因此耗费了大量试错时间。如何在有限课堂时间内，提高学生分析解决实际问题的能力呢?UbD 逆向教学设计理论给出了有价值的建议。UbD 全称为 Under
3、standing by Design，译为追求理解的教学设计。它与传统设计的最大不同，在于其“以终为始”，即从学习结果开始进行逆向思考。UbD 逆向教学设计包括三个阶段:明确预期的学习结果、确定实现理解的证据、安排相关的教学活动，也就是先确定学习目标，再确定如何证明学生实现了预期的学习目标，再依此设计必要的学习活动和教学指导2。本文在 UbD 理论的指导下，按照教学设计的三个阶段，以学生真实的易错点设置主线化问题情境，重构教学顺序，力求 UbD 理论所倡导的“理解为先”。1明确预期的学习结果在 UbD 逆向教学设计的第一阶段，需要从以下四个方面确定最终学习目标:参考国家课程标准。新课标提示“练
4、习使用显微镜”一节的学业任务是解决各种成像不佳问题。因此识记显微镜的构造作用和使用注意事项并不是本节课技能训练的最终目标，而学生克服困难观察到清晰的物像，才能让显微镜在生物学探索过程中真正发挥价值。确定需要学生深入持久理解的内容。UbD 理论认为与仅仅靠死记硬背及操作和练习方式的教学相比，基于理解的技能教学更能促进技能的流畅性、有效性和自动化2。学生对显微镜使用原理的深入理解，将大大提高其技能习得的效率。确定核心问题。学生在实际显微镜操作过程中经常遇到的各种成像不佳问题非常有价值，它指向学生由于误解而产生的不成功的知识迁移，是学生习得显微镜操作技能的关键。确定关键知识和技能。联系真实发生的学生
5、操作问题，分析学生的误解和有助于解决问题的相关显微镜知识及操作策略，为学生独立解决核心问题提供借鉴。结合以上分析确定本节课学习内容的优先次序，并按照 2 3 5 的比例由概念图外层向内层分配课堂时间，凸显核心概念和任务的重要性(图 1)。2确定实现理解的证据为保证预期学习目标的达成，教师不能直接考虑教学，而是要先“像评估员一样思考”，确定学生达到预主要参考文献1 中华人民共和国教育部 义务教育生物学课程标准(2022 年版)M 北京:北京师范大学出版社，2022:1692 保罗萨巴蒂尔 政策过程理论M 北京:生活读书新知三联书店，2004:1053 郭璨，陈恩伦 我国网络教育政策变迁的多源流理
6、论阐释J 教育研究，2019(5):1511594 包海芹，方伊凝 多源流理论视角下的“双一流”建设政策议程设置分析J 复旦教育论坛，2021，19(4):92995 钟秉林，段戒备 全面振兴本科教育的政策议程探析 基于多源流理论的视角 J 中国高等教育，2019(12):13156 薛海平，刁龙 基于多源流理论的我国基础教育课外补习治理政策分析J 首都师范大学学报(社会科学版)，2021(1):1531667 宗钰，邹放鸣 新时代思想政治理论课改革创新意见的政策过程检视 基于多源流理论的分析J 江苏高教，2020(6):1091148 中华人民共和国教育部 普通高中生物学课程标准(2017
7、年版2020 年修订)M 北京:人民教育出版社，2020:159 核心素养研究课题组 中国学生发展核心素养J 中国教育学刊，2016(10):13 81生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期图 1“练习使用显微镜”一节教学内容的优先次序和评估方法期学习结果的评估证据，这是逆向设计的第二阶段。这样的设计思路，有助于教师从学生的角度分析学习目标，能避免“为了活动的学生活动”，即看似有趣但对于达成学习结果缺乏有效性的活动设计。评估证据应嵌入全程教学活动，结合阶段一中所确定的学习内容优先次序，对于上述学习结果中需要熟悉的知识和需要掌握完成的重要内容，采取观察、提问、随堂测试和课后作业等形式进
8、行评估。对于核心概念和任务、需要掌握完成的重要内容，采取真实问题的表现性任务的形式进行评估2(图 1)。本节课设计的突破点即在于预测学生关键的误解，并直接模拟学生常见真实错误设置成表现性任务，辅助以随堂测试题，来确定这些误解是否被克服。如果学生能够熟练地解决问题情境中的真实挑战，包含学生能用清晰的语言进行解释，也包含问题情境的实际解决成果展示，形成有价值的观察报告，并在新的问题情境中同样游刃有余，就可以作为知识迁移成功的证据(图 2)。3安排相关的教学活动真实的问题更能够激发学生的探究欲望，为了促进学生对显微镜各个构造及功能的理解，摆脱灌输式学习，笔者并不直接将各构造的功能教授给学生，而是围绕
9、学生经常出现的实际操作错误，即围绕核心问题模拟多个问题情境，让学生根据呈像问题推测和探索应该调节的显微镜构造，结合实际操作验证其对应功能。如果简单地堆叠这些问题情境，就会削弱知识间的联系，阻碍学生概念的建构。因此本节课所有情境问题以“我的显微镜探究之旅”为主题，在彼此支持、逻辑推进、难度递增的基础上主线化排列。例如学生突破问题情境 1 中显微镜光线路径任务后，可以进一步在此路径中寻找影响光线强弱的显微镜构造，进而探究问题情境 2 中视野亮度的调节方法，再在问题情境 5 和 6 中判断和解决低倍物镜切换高倍物镜时视野变暗的情况(图 2)。这样主线化的问题情境设置，有利于学生科学思维的培养，充分发
10、展学生分析解决问题、合作学习及交流评价的探究实践能力3。为保证教学过程有效且参与性强，教学设计过程中使用了“WHEETO 要素”分析工具进行监测2。整个课堂学习过程设计如下。3 1显微镜构造初识由兴趣小组学生台前指认介绍显微镜基本构造，教师播放显微镜发明史微视频、演示规范操作。随后学生两两一组相互提问进行实物构造指认，辅以随堂选择题测试，为后续学习活动中理解技能奠定基础。3 2主线化问题情境由 5 个子问题情境组成，每个子问题情境下均包含以下学习活动:教师的 PPT 同时出示正确目标视野和问题视野(学生尚未学习细胞结构相关概念，甚至经常将镜下污垢误解成需要观察的样品。因此，此时无需探究所观察样
11、品的细胞结构，仅用于帮助学生明确成功获得观察结果的评估标准)。以数字显微镜成像系统向学生呈现模拟问题情境，组织学生推测解决问题需调试的显微镜构造，学生代表上台展示操作并获得即刻呈像反馈，充分激发学生探秘和挑战的本能需要，从而持续保持整节课的吸引力，促进深度学习。学生自评与互评，教师点拨和拓展相关的显微镜构造特点和操作技巧。例如在问题情境 1 中分析显微镜光路后，请学生观察比较物镜和目镜，并解释显微镜放大倍数的算法。在问题情境 2 中补充分析不同透明度材料适用的视野亮度等。嵌入式随堂测试。选取有关显微镜构造及功能的变式练习题进行检测与巩固，选择题为主以提高课堂效率。3 3总结式问题情境任务根据“
12、整体部分整体”的学习流程，验证学生是否能熟练迁移子问题情境中获取的概念和技能，设置总结式显微镜操作任务。91生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期图 2从学生误解出发的主线化问题情境建构模型任务以小组为单位进行，分为两个部分:一是根据上文中子问题情境预设呈现随机问题视野的显微镜，由学生个人独立操作调整，并在组内交流评价。二是设置新的总结式问题情境，即“当我们想将不在视野中央的标本放大时，应该按何种先后顺序操作呢?”由小组合作讨论后动手调节，借助数字显微镜成像系统在班级内进行展示交流。此环节学生只有真正理解显微镜操作的技巧和策略，才能高效地迁移利用全部子问题情境知识和技能，协作完成本次
13、复杂情境任务。3 4学生总结与课后作业在此重现 6 个问题情境，引导学生自主梳理操作技巧与策略，促进学生的自我认知，同时夯实本节课的学习成果。课后作业指导学生完善总结式问题情境任务中的观察报告，不同小组提供不同观察材料，为“生物体的结构层次”单元教学做铺垫。另外，就教学内容方面，为了核心概念和任务的达成，单课时学习内容要做有目的性的取舍和规划。例如通过调节粗准焦螺旋初步找到物像对于初学显微镜的学生来说耗时较长，因此不作为本节课的重点突破内容，从单元整体教学的角度，安排在观察制作植物、动物细胞临时装片时练习。就学生活动方面，教师要为学生的表现性任务提供明确的要求、线索和必要的引导。例如问题情境
14、5中如果直接提问学生低倍视野与高倍视野的区别，学生会不知从何答起。如果加上“细胞数量、细胞体积、视野范围、视野亮度”这些角度的限定词，学生就会得到更有效的讨论结果。再如情境任务 6 难度较高，教师可以适当提示“如果先切换高倍物镜，再移动装片，会怎样?”学生通过逆向推理就可以更快推翻错误操作而得出正确结论。主要参考文献1 中华人民共和国教育部 义务教育生物学课程标准(2022 年版)M 北京:北京师范大学出版社，20222 格兰特威金斯，杰伊麦克泰格 追求理解的教学设计M 上海:华东师范大学出版社，20173 李艳华 巧设主线化情境，发展生物学核心素养J 生物学教学，2019，44(12):1719 02生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期
