1. 引言
《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)提出：生物学课程以发展学生的核心素养为宗旨，体现本学科的育人价值，要促进教、学、考有机衔接，形成育人合力[1]；2020年发布的《中国高考评价体系》明确指出，高考的核心功能在于“立德树人、服务选才、引导教学”，要更加强调教、学、评的有机统一[2]；而《普通高中课程方案(2017年版)》提出，教学评价应以课程标准等国家文件为依据，围绕核心素养开展教学与评价，强化评价与课程标准、教学的一致性，注重实现“教、学、评”一致性[3]。
不难发现，在国家出台的相关文件中为我们指出了落实立德树人任务的一条重要举措——实现教、学、评一体化。唯有确保每一堂课均严格依据课程标准设定教学目标，并紧密围绕这些目标的达成来精心组织教师的教学活动、学生的学习过程以及教学评价的实施，方能真正实现教学、学习与评价三者之间的有机统一与深度融合。为促进“教、学、评”一体化真实落地，本文基于逆向教学设计，尝试建构实现“教、学、评”一体化高中生物学课堂的步骤，旨在为广大教师提供可操作、易执行的基本路径。
2. “教、学、评”一体化的内涵
2013年崔允漷与夏雪梅两位学者阐述了“教、学、评”一致性的概念内涵。他们认为“教、学、评”一致性的前提是清晰的目标，教师的教、学生的学以及教学评价都应围绕教学目标而展开，依次达到有效教学的目的[4]。这是国内知名学者首次针对“教、学、评”一致性的内涵展开的深入且系统的探究。
“教、学、评”一体化是课堂教学的指导思想，旨在提高教学的有效性[5]。它要求根据课程标准和学科核心素养确定教学目标和相应的课堂教学评价目标，并在教学过程中将学习目标的达成度评价作为重要环节融入其中。通过对学生的学习表现进行综合测评，结合测评结果适时调整教学策略，以确保学习目标的顺利实现，提高教学针对性和有效性。
“教、学、评”一体化是落实课程标准的基本教学原则，目的是为了课堂教学中教师的教学、学生的学习和对学生学习的评价三种因素之间的协调配合程度[6]。三者皆需紧扣教学目标进行，旨在达成培养学生核心素养的核心目标，进而切实履行立德树人这一根本任务。
通过以上分析，可见“教、学、评”一体化的含义在学界已达成一定的共识，即围绕具体、清晰的教学目标而展开教学、学习与教学评价。笔者认为，该过程中教师在围绕教学目标与教材向学生传授基本知识与基础技能的同时，应紧密结合学科特点与学生的实际需求，设计具有应用性的任务。通过小组讨论、合作探究等多种形式，致力于引导学生进行自主学习、主动探究，旨在培养他们的独立思考能力和团队协作精神。在此过程中，学生的学习不仅局限于对科学文化知识的获取，更是一个围绕既定目标，着力培养解决问题能力、塑造优秀品格的综合性过程。
教学评价作为“教、学、评”一体化体系中不可或缺的一环，应从学生的学习态度、学习过程及学习成果等多个维度进行全面评估，以全面反映学生的学习状况与发展潜力。评价方式也应趋于多元化，具备及时性和反馈性从而指导教师的教学策略调整，进一步促进学生的全面发展[7]。在这种模式下，教学、学习、评价三者有机结合成一个相互支持的整体，促进教师改进教学过程、推动课堂教学高效进行，以确保教学目标的达成以及学生核心素养的发展，模型如图1所示。
Figure 1. Integrating “teaching, learning, and assessment” model
图1. “教、学、评”一体化模型
3. 逆向教学设计
“凡事预则立，不预则废”，教学设计作为教师备课的核心组成部分，具有举足轻重的地位，是教师进行教学的重要依据。传统的教学设计通常遵循一套明确的思路，即：明确教学目标与内容→设计教学活动→设计教学评价[8]。该模式主要依据教师自身的教学经验以及教材的内容安排教学活动，由于更多关注完成既定的教学内容且缺乏目标导向，往往导致教学效率低，造成教、学、评分离的现象，无法满足学生发展的需求[9]。因此，传统的教学设计思路亟待变革，有必要在继承其优点的基础上，采用一种顺应新时代变化的教学设计新思路。
在追求理解性学习的时代背景下，威金斯与麦克泰格深入反思了传统教学设计所存在的局限与不足。基于此，他们创新性地提出了逆向教学设计的理念。这一理念强调，在教学设计的过程中，应首先明确清晰的教学目标，随后根据目标设计与之相匹配的教学评价手段以确保教学的针对性和有效性，最后再围绕已确定的教学目标和评价手段，精心设计和组织学习与教学活动[10]。这一过程遵循着“目标→评价→教学”的逆向思维逻辑，旨在提升教学质量，促进学生深度学习和全面发展，其模型如图2所示[11]。如此，教学评价不再仅仅是教学结束后的单一检测手段，而是与教、学相互融合，紧密围绕教学目标进行，从而更有效地提升教学质量与效果。
Figure 2. Three stages of reverse instructional design
图2. 逆向教学设计三阶段
4. 基于逆向教学设计的高中生物学“教、学、评”一体化框架建构
如何有效促进教学、学习与评价的有机整合呢？吴晗清等人认为，在教学设计时教师应当以教学目标为核心，预先确定评价标准和任务，并根据这些要素来构思以目标为核心的教–学–评活动，在评价过程中，不断审视目标的达成情况[12]。上述过程与逆向教学设计的核心理念相契合，因此，采用逆向教学设计的思路来设计教学过程，能够有效推动“教、学、评”三者之间的深度融合与一体化发展。
基于逆向教学设计的高中生物学“教、学、评”一体化课堂以课程标准为出发点，兼顾教材、学情确定教学目标，有的放矢地设计有益于发展学生素养的评价依据及教学活动。更多聚焦于学生的学习过程与成果展示，同时适度弱化知识的“灌输”。对此，本文首先基于“三大依据”确定了系统化的教学目标，其次设计“一核多维”的多样态教学评价任务，最后围绕教学目标与评价安排相应的教学活动。以高中生物学选择性必修三“重组DNA技术的基本工具”为例，阐述具体的教学设计过程。
(一) 确定系统的教学目标
1) 依据课标，明确内容要求
教师需分析课程标准并联系教材，明确内容要求，对“哪些该学”形成清晰的认知。《课程标准》中基因工程一章对应“基因工程赋予生物新的遗传特性”的大概念，而“重组DNA技术的基本工具”这一节直接体现的次位概念是“基因工程是一种重组DNA技术”，课标对本节的要求如图3所示。据此可知，本节课的核心内容聚焦于基因工程所涉及的三种基本工具的教学上。此外本节内容与日常生活生产联系紧密，课标要求学生能够利用所学的基本原理解释生活实例，更加关注学生素养的发展。
Figure 3. Requirements of the curriculum standard for “basic tools of recombinant DNA technology”
图3. 课程标准对“重组DNA技术的基本工具”的要求
2) 分析教材，厘清课本逻辑
“重组DNA技术的基本工具”是“基因工程”一章的第一节，内容包括基因工程所需的三种基本工具及作用、DNA的粗提取与鉴定。纵观整个“基因工程”这章四个小节的内容，遵循基本工具→操作程序→具体应用→延伸拓展的基本逻辑而展开，因此第一节的学习为后续学习基因工程的基本操作程序以及其他内容做铺垫。而本节的教学内容包括基因工程的概念、基本工具以及DNA的粗提取与分离实验，旨在解决关于基因工程的三个基本问题：是什么原理？用什么工具？怎样提取？具体内容图4所示。
Figure 4. Main contents of “Basic tools for recombinant DNA technology”
图4. “重组DNA技术的基本工具”主要内容
基因工程属于生物技术领域中的标志性技术之一，其内容较为抽象，且学生未接触过相关操作因而缺乏对基因工程基本工具的直观感受[13]。教材化抽象为具体，以转基因番木瓜培育为例，概括性地用“切割”、“拼接”、“导入”来描述其培育过程，而实现这三步又分别需要“手术刀”、“缝合针”、“运输车”这三种基本工具，教材按此顺序依次介绍。由于该技术是在DNA分子水平上进行操作的，提取和鉴定DNA是该技术的基础，故而本节另外还安排了“DNA的粗提取与鉴定”实验，本文仅对理论知识的教学过程进行阐述。
3) 立足学情，预判学习障碍
学生在上课之前并不是“空瓶子”，在必修板块对基因的本质、变异等知识进行了学习，具备了一定的知识基础。因此制定教学目标之前，通过学情分析把握学生目前的知识水平，和预期的水平之间的差距，预判学习可能会遇到的障碍、理解误区，从而制定出更加具有针对性的、合理的目标[14]。
在教学过程中，笔者发现相当一部分同学对于基因的本质、磷酸二酯键和氢键连接的部位等问题仍然容易混淆，对于理解基因工程的实质、限制酶与DNA连接酶作用的部位等知识点的理解可能会存在障碍。在设置教学目标、课堂教学过程中基于学生目前的学习状况、本身存在的误区，有的放矢地设置“可学”的学习目标及课堂活动。
4) 确定预期的学习目标
基于课程标准的要求、教材内容及编写逻辑、学生的认知水平这三大依据，确定能够引领教学的教学目标：
(1) 概述基因通常是有遗传效应的DNA片段以及DNA结构的主要特点。
(2) 了解基因工程的发展历程，认同基因工程的诞生和发展离不开多学科的理论研究和技术创新。
(3) 说出重组DNA技术需要的三种基本工具，并阐明三种基本工具的作用；通过模拟DNA分子的剪切、拼接过程，进一步分析、总结三种基本工具的作用特点，培养学生动手、知识运用能力。
(二) 设计适恰的评价依据
布鲁姆按照评价发生的时间及作用，将教学评价划分成诊断性评价、形成性评价和终结性评价[15]。诊断性评价是指在教学活动开始之前，针对学生的现有发展水平所进行的评估，旨在客观地了解学生在某一学习领域的实际水平，为后续教学活动的顺利开展提供有力支撑。诊断性评价既利于我们明确教学目标，又利于提高评价的连续性，提升教学效果。形成性评价旨在及时、准确地掌握学生在学习过程中的动态变化，并反馈真实有效的信息，以便对教学活动进行适时的调整和优化；而总结性评价则是在教学活动结束后，对教学效果进行全面、客观的评估，以检验学生学习成果和教学质量。
部分教师错误地认为，教学评价仅发生在教学之后，将课后作业、测试卷的成绩作为评价学生的唯一依据。布置的课后作业往往是学校订的练习册，但却并没有考虑练习册的习题是否与学习目标、学习内容相匹配，没有将学习目标作为课后评价的依据，更没有将发展学生核心素养作为评价的根本目的。诸如此类单一、不科学的教学评价方式，造成了教、学与评价的不一致[16]。教师应重视在教学过程中穿插形成性评价，高度关注学生基本知识和基本技能以及核心素养的形成过程。
为此，威金斯和麦克泰格提出，表现性任务是逆向教学设计中最为核心的评价方式[9]。教师可依据学习目标编制与目标相匹配的表现性任务，根据学生的表现情况来评判学生目前的掌握程度，教师据此对教学活动进行调整、指导。此外，评价的手段和内容应该是多样化、多维度的，可以是上课时学生的积极性、互动时学生的表现、课堂测试等。对于本节内容笔者设计了如下的教学评价手段：
1) 表现性任务
表现性任务是指教师为学生创设接近真实的情境，学生可以通过自己的探索来完成一个项目，并将相关的成果表达、展示出来。在本节中，为了培养学生的科学思维，更容易理解基因工程的基本工具，笔者设计了“我是科学家”的表现性任务：教师创设情境，展示发绿色荧光的转基因小鼠图片。如果你是科学家将怎么来完成这一任务呢？将三大工具穿插进去，为学生提供学习支架，引导其设计实验方案。具体任务见图5：
Figure 5. Expressive task—“I am a scientist”
图5. 表现性任务——“我是科学家”
2) 其他依据
教师通过收集其他依据，记录学生学习过程中的点点滴滴，包括以下几个方面：
(1) 师生问答：学生在课堂上的回答教师问题的表现，能够针对所学内容提出疑问。
(2) 表达交流：学生具备向老师及同学清晰表达并分享自身观点的能力；同时展现出积极参与小组讨论的主动性。
(3) 课后习题：教师精选作业本上的习题，剔除与所学内容不匹配的旧题、偏题，适当补充部分习题，主要考察学生对本节知识的掌握情况。
(4) 非正式检查：随机检查学生学习过程中的课堂笔记。
3) 学生自评与反馈
从思维状态、学习态度、探究能力等维度让学生对自己课堂表现做出自评，每个维度下有具体的评价标准与等级。该过程既是自评，也是学生向教师反馈学习情况、师生共同分析获得此结果的原因的综合性过程。首先，通过对话，了解学生在课堂上迷茫之处，帮助教师更好的判断教学的效率以及进一步改进教学设计。其次，教师对学生的充分关心与深入了解，有助于建立起深厚的师生情感，从而赢得学生的喜爱与信赖。“亲其师，信其道”，认可老师，学生就更有可能听从教师的建议并采取实际行动。
(三) 设计学习活动
在确定了预期的学习结果、评估依据之后，教师对本节课主要的教学活动的开展就有了一个大致的设想，此时就需要思考：如何开展关键活动？哪些活动能够充分调动学生的积极性，激发他们主动学习的热情，并让他们在学习的过程中体验到快乐和满足感？又有哪些活动能够巧妙地起到承上启下的作用，帮助学生更好地衔接前后知识点？为此，我们需要精心策划教学活动并合理安排其体验顺序，以确保这些活动能够构成一个条理清晰、连贯性强的课堂教学方案。
本节内容教学重难点无疑是重组DNA技术需要的三种基本工具及其作用特点，由于其在分子水平上进行操作，学生难以想象对DNA分子切割、拼接的过程，而通过教具进行模拟实验就能在一定程度上帮助学生理解该过程。而概述基因的本质、了解基因工程的概念基难度较小，教学中尽可能丰富教学手段以增加课堂的趣味。基于以上分析，本节课确定的主要教学活动如图6所示。
Figure 6. Design of the main activities
图6. 主要活动的设计
关键活动的设计完成后课堂教学就有了主干，设计恰当的衔接活动为课堂“添枝加叶”。逆向教学设计以“WHERETO”对活动进行编码，为我们提供了活动设计的思路，即：
W = where、what帮助学生明确方向和目标
H = hook，保持学生的学习兴趣，把握其学习情况；
E1 = equip、experience、explore，旨在通过equip (装备)、experience (体验)和explore (探索)三个核心要素，为学生搭建起坚实的学习支架，以助力他们深入体验并积极探索各种问题；
R = rethink、revise，为学生提供反思、修改的机会
E2 = Evaluate，允许学生评价他们的学习表现
T = Tailor，依据学生的需求、兴趣、能力设计活动
O = organize，合理安排与组织教学活动，旨在最大限度地激发学生的学习动机并提升学习效果。
结合本节教学实际，笔者设计了如下教学活动：
(1) 回顾基因的本质，展示DNA双螺旋结构模型，和学生一起回顾关于DNA结构的相关知识，纠正部分同学错误的前概念(T, R)。
(2) 播放视频“基因工程的诞生和发展”对基因工程的概念、相关理论基础和技术的突破进行介绍，学生自由表达视频的观后感(H)。
(3) 通过联系日常生活中的实际问题，例如询问学生了解哪些常见的转基因产品，以此为切入点，顺利导入本节主题，从而有效激发学生对转基因技术领域的兴趣与好奇心(H)。
(4) 创设真实情境，围绕如何构建转基因小鼠，完成表现性任务“我是科学家”，各小组分享本组的实验方案(W, E1)。
(5) 针对各组提出的方案，引导学生对各组方案从以下角度对方案的可行性进行评析：① 怎样将所需要的目的基因从DNA分子上切割下来？② 能否将目的基因直接导入受体细胞？③ 如何将目的基因与载体相连接？通过问题串引导学生分析方案的可行性，培养其科学思维(E1、R、E2)。
(6) 教师总结出最终的实验方案：用相同的限制酶切割DNA分子、质粒并用DNA连接酶连接成重组质粒，将质粒导入到受体细胞。随即，教师一一介绍这三种工具的来源、作用及特点(W,O)。
(7) 了解了三大工具的作用、特点之后，引导学生开展“剪一剪 拼一拼”活动：用不同颜色的纸条代表质粒以及含目的基因的DNA分子，找到EcoR I的识别序列(GAATTC，在G与A间进行切割)，将目的基因切割下来并与切割后的质粒进行拼接，并思考剪刀和胶带分别代表哪种“分子工具”，进一步加深对三大分子工具的认识(E1, O)。活动准备及成果如图7所示
Figure 7. Preparation and outcomes of the “Cut and Paste” activity
图7. “剪一剪 拼一拼”活动的准备及成果
(8) 学生进行课堂自我评价、总结，教师随机抽取几位不同层次的学生进行对话，与其分析自我评价的结果以及形成的原因(R, T)。
5. 研究反思
本文基于逆向教学设计对“重组DNA技术的基本工具”一节进行了设计与实践，教学设计思路如图8所示。通过教学实践发现逆向教学设计在提高学生对基因工程概念的理解和科学思维能力方面具有一定优势。首先，逆向设计强调从预期的学习结果出发，通过明确的评价手段来设计教学活动，这有助于教师更有针对性地进行教学，确保教学活动与学习目标紧密相连。其次，通过多样化的评价方式，如表现性任务、师生问答、表达交流等，能够全面了解学生的学习过程和结果，及时调整教学策略，促进学生全面发展。然而，在实施过程中也发现了一些问题。例如，在模拟实验中剪刀代表限制酶，而透明胶代表DNA连接酶，部分学生对这些工具的具体应用有所混淆。这提示我们在教学设计时需要更加细致地分析学生的认知障碍，并设计更加有效的教学活动来帮助学生克服这些障碍。此外，逆向教学设计要求教师具备灵活运用教学策略的能力，这对教师的专业发展提出了更高的要求。未来的研究可以进一步探讨如何通过教师培训和教学资源的支持来降低教师实施逆向教学设计的难度，推广逆向教学设计。同时，研究还可以关注逆向教学设计对学生长期学习效果的影响，以验证其在提高学生核心素养方面的长期效果。
Figure 8. Teaching design ideas
图8. 教学设计思路
最后，逆向教学设计虽然设计思路上是“逆向”的，但其内在逻辑是“正向”的：确定预期结果、明确评价手段后，才能面向目标精准设计教学活动，将“教、学、评”三个过程一体化[17]。诚然，“教、学、评”一体化、逆向教学设计对于大多数教师来说仍是两个新鲜词汇，无论是教学理念还是教学设计方式的改变都不是一蹴而就的，而是需要长期的、系统的规划，且落实在日常的教学中。