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逆向设计理论下初中数学大概念单

元整体教学设计研究

第一章绪论

一、研究背景与问题提出

（一）数学教育改革的时代需求

1.核心素养导向：近年来，我国基础教育课程改革持续深化 ，

2022 年版义务教育课程标准明确强调以核心素养为导向，培养学生

适应未来发展的必备品格和关键能力。在数学学科中，抽象能力、

逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析等核心素养

成为衡量学生学习质量的重要标尺。这要求教学超越单一知识传授，

更注重学生思维品质、问题解决能力及创新精神的综合培养。

2.传统教学的局限：当前初中数学教学中，普遍存在知识点碎

片化、重结果轻过程的现象。教师常按教材章节顺序进行线性讲解，

将一个单元的知识肢解为互不关联的独立点，忽视了知识间的内在

逻辑联系与学科整体性。这种模式导致学生对数学概念理解浮于表

面，难以形成结构化知识体系，迁移应用能力受限。

3.新课改的挑战：在核心素养理念引领下，如何将数学知识与

素养培育深度融合，克服传统弊端，构建更为科学合理的教学体系，

成为当前初中数学教育亟待解决的重大挑战。这意味着需要重新审

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视教学目标、内容、方法与评价，以培养真正具备数学素养的时代

新人。

（二）初中数学大概念教学的实践困境

1.大概念识别与凝练不足：初中数学课程蕴含着丰富的“大概

念”，它们是学科知识体系的精髓，具有统领性、普遍性、迁移性

和生成性。许多一线教师对大概念的认识不够深入，难以从纷繁复

杂的知识点中准确识别、有效凝练出具有核心价 值 的大概念， 使其

育人 功 能未能 充 分发 挥 。

2.单元整体性 缺失 ：受限于对大概念的 把握 不足，教师在进行

单元教学 设计 时， 往往 将单元视 作 知识点的 简 单 堆砌 ， 而非 一个有

机 的、逻辑 连贯 的整体。教学 活动 常 围绕零散 知识点展 开 ， 缺乏贯

穿始终 的逻辑 主 线，导致学生在学习过程中难以形成对单元知识的

整体认知与系统理解。

3.学习效果不 佳 ：大概念教学的不足和单元整体性 缺失 ，直 接

造 成学生学习的 肤浅 化。 他 们 可 能 通 过 机械记忆掌握 了知识， 但 面

对新 情 境 或稍作变 化的题目时， 便会暴露 出理解不 透彻 、迁移应用

能力 弱 的问题，这不 仅影响 学 业 成 绩 ，更 阻碍 了 其 数学思维的深 层

发展和核心素养的形成。

二、 逆 向 设计 理论的 契机 与价 值

（一） 逆 向 设计 理论的引入

1.理论概 述 ： 逆 向 设计 （ BackwardDesign ）理论， 由美 国教育

家威金斯 （ GrantWiggins ）与 麦 克 泰 格（ JayMcTighe ）提出，是一

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种以学习结果为导向的课程与教学 设计 方法。 其 核心理念是“以 终

为 始 ”，强调教师在 设计 教学 之 前， 首先 明确学生应 该掌握什么

（ 预期 学习结果）， 其次 确 定 如何评 估 学生是 否达到 这 些 结果（ 可

接 受的 证 据）， 最后再规划 具体的教学 活动 和学习 经验 。

2.核心 原则 与 优势 ： 逆 向 设计遵循三 大基 本原则 ： 首先 确 定 学

生应知、应 会 、应理解的（关注大概念和迁移）， 其次 确 定可接 受

的评 估证 据（ 设计 真实性 任 务和多元评价）， 最后规划 学习 经验 与

教学。 其优势 在于能 帮助 教师从 宏 观 层 面 把握 教学目标， 避免 教学

盲 目性， 促 进学生深度学习和知识迁移。

3.与大概念教学的内在 契 合： 逆 向 设计 以 其 “ 先定 目标， 再设

计 评价， 后规划 教学”的思 路 ，与大概念教学的 本 质要求 高 度 契 合。

它 鼓励 教师 首先 思 考 单元的核心概念、学生应形成的关键理解以及

需要具备的迁移能力，这正是大概念教学 所追 求的 终极 目标。 通 过

逆 向 设计 ，教师能够更 好地 将大概念融入 到 单元教学目标、评价 任

务和教学 活动 的 全 过程。

（二） 逆 向 设计 在初中数学教学中的 潜 在价 值

1. 促 进单元整体性： 逆 向 设计 要求教师从单元整体目标出发，

以大概念为核心， 倒 推 设计 评价 任 务和学习 活动 。这种 设计 模式有

助 于教师 跳 出碎片化知识教学的思维 定势 ，从整体 上 构建单元知识

的内在逻辑结构和关联， 使 单元教学不 再 是知识点的 简 单 叠加 ， 而

是一个有 机 统一的整体。

2.提 升 学生深度理解： 通 过 逆 向 设计 ，学生从一 开始就 能明确

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学习目标和评价标准，理解 所 学知识的 最终 应用 场 景。这种“以 终

为 始 ”的引导，能够 激 发学生 探 究知识 本 质的 动机 ， 促 进 他 们对数

学概念形成更深 层次 的理解， 并 提 升 将知识应用于解决真实问题的

能力。

3. 优 化教学评价： 逆 向 设计 强调 设计 真实、多元的评价 任 务，

以 收集 学生理解的 证 据。这 使得 教学评价不 再 是 简 单的知识点 考 核，

而 是 围绕 大概念理解和核心素养发展进行的 诊断 性、形成性与 总 结

性评价。教师 可 以 根 据评价结果及时调整教学 策略 ，实现教与学的

良 性 循环 。

三 、研究目的与意义

（一）研究目的

1.理论 层 面：基于 逆 向 设计 理论，结合初中数学学科 特 点，构

建一 套 科学、系统的初中数学大概念单元整体教学 设计框架 ，为新

课程背景下的教学改革提 供 理论 支撑 。

2.实践 层 面： 通 过具体的教学实践， 探索并验证所 构建 框架 的

可 行性与有效性，形成具有 可操作 性和推 广 价 值 的初中数学大概念

单元整体教学 设计案例 。

3.发展 层 面： 旨 在为初中数学教师提 供 一种新的教学 设计 理念

和方法，提 升其 在核心素养导向下进行单元整体教学 设计 的 专业 能

力，进 而促 进教师的 专业 成 长 和课程领导力。

（二）研究意义

1.理论意义： 本 研究将 逆 向 设计 理论与初中数学大概念教学实

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践 相 结合，深化了对 逆 向 设计 理论在 特定 学科应用 规律 的认识，丰

富了 其 在基础教育领 域 的 本土 化实践研究，对构建 符 合中国国 情 的

教学 设计 理论体系具有一 定 的 补充 价 值 。

2.实践意义： 本 研究将为初中数学一线教师提 供 一 套 具体、 可

操作 的单元整体教学 设计指南 和 范例 ， 帮助他 们有效识别大概念、

设计 评价 任 务和 规划 教学 活动 ，从 而 解决当前教学中存在的碎片化、

重知识轻素养等问题，提 升 教学质量和学生的数学核心素养。

3.创新意义：在当前教育改革背景下， 本 研究立足于大概念教

学的难点和 逆 向 设计 理论的 优势 ， 尝试 将 两者 有 机 融合，为初中数

学学科核心素养的培养 探索 新的 路径 。研究成果有 望 为 其他 学科的

单元整体教学 设计 提 供借鉴 ，推 动 基础教育教学改革的深入发展。

第二章 逆 向 设计 理论、大概念与单元整体教学的理论基础与研

究 述 评

一、 逆 向 设计 理论的内 涵 与发展

（一） 逆 向 设计 理论的提出背景与核心理念

1.传统教学 设计 的局限与挑战

长期 以来，传统教学 设计 模式在实践中 暴露 出 诸 多局限性。许

多教师习 惯 于“从前 往后 ”的教学 流 程， 即首先考虑 教 什么 （教材

内容）， 然后 思 考 如何教（教学方法）， 最后才 关注如何 考 （ 测验

评 估 ）。这种模式 往往 导致教学目标模 糊 不 清 ，教学内容与评价 脱

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节，学生学习的深度和迁移能力 得 不 到 有效 保障 。在实 际 课 堂 中，

教师 可 能 花费 大量时间讲解知识点， 但 学生在学 期末或 面对实 际 问

题时， 却 难以将 所 学知识融 会贯通 、 灵活 运用。过度关注知识点的

灌输 ， 也使得 教学难以 跳 出教材的 束缚 ， 无 法真正 聚焦 于培养学生

的核心素养和 高阶 思维能力。这种“教教材” 而非 “用教材教”的

倾 向， 使得 教学 活动 常常 陷 入知识碎片化、能力培养 空泛 化的困境。

面对新课程改革对学生核心素养培养的更 高 要求，传统教学 设计 模

式的这 些 不足 日益凸显 ， 迫切 需要一种新的 设计 理念来 指 导教学实

践。

2. 威金斯 与 麦 克 泰 格的 贡献 ：理解式教学的核心思想

在 这 种 背 景 下 ， 美 国 著 名 教 育 家 格 兰 特 · 威 金 斯

（ GrantWiggins ）和 杰伊·麦 克 泰 格（ JayMcTighe ）于 20 世纪 9 0

年代提出了 逆 向 设计 （ BackwardDesign ）理论， 并 将 其 核心理念凝

结于“理解式教学”（ Understanding b yDesign , U b D ） 框架之 中。 他

们 批判 性 地指 出，真正的学习不 仅仅 是知识的 记忆 和 技 能的 掌握 ，

更重要的是实现对知识的“理解”，这种理解表现为学生能够解 释 、

诠释 、应用、 洞察 、神入 并 自 我认识。 逆 向 设计 理论的提出，正是

为了 纠 正传统教学中目标不明确、评价不 匹配 、教学 活动 偏离 核心

目标的弊端。 其 核心思想在于，教学 设计 应以学生“理解”为 最终

目标，从教学的 终 点 逆 向推导， 首先 明确学生需要“理解” 什么 ，

而 不是从 起 点（教材内容）出发。这一理念强调了教学 设计 的 主 体

性、目标导向性和系统性，为教育 工 作者 提 供 了一个 全 新的、以学

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习结果为导向的 设计范 式。

3. 逆 向 设计 理论的 三阶 段 框架 概 述

逆 向 设计 理论为实现理解式教学提 供 了一个 清 晰 的 三阶 段 框架 ，

具有 极 强的 操作 性和 指 导性：

第一 阶 段 ：确立 预期 结果。这是 逆 向 设计 的 起 点， 也 是 最 关键

的一 步 。教师需要超越 简 单的知识 记忆 ，深入思 考 学生在 完 成单元

学习 后 ，需要 掌握 的核心概念、理解的关键问题、习 得 的必备 技 能

以及 最终 能够表现出的核心素养。这 些预期 结果应是具体、 可 观 察 、

可 评 估 的， 并 能够体现 高阶 思维和知识迁移能力。它 包括 确 定 “大

概念”（ Big I deas ）、“核心问题”（ E ssentia lQu esti o ns ）以及

相 关的知识点和 技 能点。这个 阶 段 要求教师 像 终 点思 考者 一 样 ， 先

勾勒 出学生学习的“ 蓝图 ”。

第二 阶 段 ：确 定可接 受的 证 据。在明确了 预期 结果 之后 ，教师

需要思 考 如何 判 断 学生是 否 真正 达到 了这 些预期 结果， 即 需要 收集

哪 些 “ 证 据”来 证 明学生的理解。这一 阶 段 强调评价 先 行，要求教

师 设计 出能够真实、有效 地 反映 学生理解 水平 的评 估任 务和评价标

准。这 些证 据不 仅 包括 传统的 纸笔 测验 ，更应 涵 盖 表现性评 估任 务，

如 项 目、 演示 、 辩 论、 案例 分析等，以多维度、多 层次地考 察 学生

的理解深度和知识运用能力。评价 设计 应与 预期 结果 高 度 匹配 ，确

保 评价内容能够直 接指 向教学目标。

第 三阶 段 ： 规划 学习 经验 与教学。在前 两 个 阶 段 的基础 上 ，教

师 才 能 开始规划 具体的教学 活动 和学习体 验 。这一 阶 段 的 任 务是 设

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计 一系 列 富有 吸 引力、 连贯 性强的教学 活动 ， 帮助 学生 逐步 达到 第

二 阶 段 所设定 的评价标准， 并最终 实现第一 阶 段 的 预期 结果。教学

活动 的 设计 应 遵循 “理解”的教学 原则 ， 鼓励 学生 主动探 究、深度

思 考 、 协 作 学习， 并 提 供 差异 化的学习 支 持。教师 还 需要 考虑 教学

资源 的 选择 、课 堂 管 理 策略 以及如何 激 发学生的学习 兴趣 和内 驱 力。

这个 阶 段 强调的是教学过程与 预期 目标和评价的统一性。

（二） 逆 向 设计 理论的教育学基础

1.建构 主 义视 角 ：以学生理解为中心的学习观

逆 向 设计 理论与建构 主 义学习理论有着深 刻 的内在联系。建构

主 义强调学习是一个 主动 的、 动 态 的意义建构过程，学习 者通 过与

环 境的互 动 ，在 原 有认知结构的基础 上 ， 主动 建构对 世 界 的理解。

逆 向 设计 以学生“理解”为核心目标，这与建构 主 义 所 倡 导的“意

义建构”不 谋 而 合。它将学生 置 于学习过程的中心，要求教学 设计

从学生的 角 度出发，思 考他 们需要理解 什么 ，如何理解，以及如何

证 明 他 们理解。这种以学生为 本 的理念， 促使 教师从传统的知识传

授 者 转 变 为学习的 促 进 者 和引导 者 ， 通 过提 供 丰富的学习 经验 和 探

究 机会 ， 激 发学生的 主动 思 考 和 批判 性建构。在 逆 向 设计框架 下，

教师不 再 是 简 单 地 “ 填 充 ”学生的 头脑 ， 而 是引导学生 积 极地 “建

构”知识，从 而 实现真正的深度学习。

2.认知心理学 启示 ：深度学习与迁移

逆 向 设计 理论 还吸纳 了认知心理学关于深度学习和知识迁移的

最 新研究成果。认知心理学 指 出， 浅层 学习 停留 在对知识的 记忆 和

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再 认 层 面， 而 深度学习 则 涉 及对知识的分析、综合、评价和创 造 性

运用，从 而 形成深 刻 的理解 并 能够将知识迁移 到 新的 情 境中。 逆 向

设计通 过第一 阶 段 确立“大概念”和“核心问题”，引导教师关注

知识的深 层 结构和 本 质联系， 避免 知识的碎片化 呈 现。第二 阶 段 设

计 表现性评价 任 务，要求学生在真实 或 模 拟 情 境中运用知识解决问

题，这直 接 训 练了学生的知识迁移能力。第 三阶 段 规划 的学习 经验

则旨 在 通 过 探 究、 协 作 、 反 思等 活动 ， 促 进学生对知识的深 加 工 和

理解，从 而达到 深度学习的效果。这种 设计 思 路 有 助 于克服传统教

学中“ 高 分 低 能”的现象，真正培养学生的创新能力和解决问题的

能力。

3.目标导向 原则 ： 清 晰 目标对教学的 指 导 作 用

逆 向 设计 理论的核心在于 其 强 烈 的目标导向性。教育目标理论

认为，明确、具体的学习目标是有效教学的前提和 保障 。目标越 清

晰 ，教师在 选择 教学内容、 设计 教学 活动 和评价学生学习成果时 就

越有方向 感 。 逆 向 设计 的第一 阶 段 正是致力于确立这 些清 晰 的、以

学生理解为导向的 预期 结果。当教学目标 被 精准 界 定 为学生能够解

释 、应用、分析和综合等 高阶 思维表现时，教学 活动 的 设计就会 自

然而然地 向这 些高阶 目标 靠拢 ， 而 不 会仅仅 停留 在 低 阶 知识的 记忆

层 面。这种目标导向的思维方式， 使得 教学过程更 加聚焦 和 高 效，

避免 了教学的 随 意性和 盲 目性，确 保 了 所 有教学 环 节 都 服务于学生

对核心概念的深度理解和 高阶 能力的培养。

（ 三 ） 逆 向 设计 理论在教学实践中的应用价 值

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1. 促 进课程内容的 选择 与 组织

逆 向 设计 理论提 供 了一个强大的 工 具， 帮助 教师在纷繁复杂的

课程内容中进行 取舍 和 组织 。在确立 预期 结果时，教师必 须 审 慎 思

考 哪 些 是学生“必 须 知 道 并 能够 做 到 的”， 哪 些 是“ 值得 知 道 的”，

以及 哪 些 是“有 趣 的 但非 必需的”。这种 优先 级 的 划 分，有 助 于教

师 摆 脱 对教材内容的 被 动 依附 ， 主动 凝练课程的“大概念”和“核

心问题”，从 而 构建 起 以大概念为核心的课程内容体系。它 促 进了

课程内容的结构化和系统化， 避免 了知识点的 孤 立 呈 现， 使得 学生

能够从整体 上把握 学科知识的内在逻辑和联系。

2.提 升 评价与教学的一致性

逆 向 设计 理论 通 过“ 先 评价 后 教学”的逻辑，从 根本上 解决了

传统教学中评价与教学 脱 节的问题。当教师 首先 明确了需要 收集 哪

些证 据来 证 明学生的理解时， 他 们 自 然会设计 出与 预期 结果 高 度一

致的评价 任 务。这 些 评价 任 务不 再仅仅 是 简 单的知识点 考 核， 而 是

能够真实 反映 学生理解 水平 、 高阶 思维能力和知识迁移能力的表现

性 任 务。这种评价 先 行 倒 逼 教学，确 保 教学 活动 能够直 接 服务于学

生在评价 任 务中的成 功 表现，从 而极 大 地 提 升 了教学的有效性和 针

对性，真正实现了“教 什么 ， 就考什么 ， 怎 么 教， 就 怎 么考 ”的一

致性。

3. 增 强学生深度理解与 高阶 思维能力

逆 向 设计 理论以“理解”为核心目标， 通 过确立大概念、核心

问题和 设计 表现性评价，能够有效引导学生进行深度学习，培养 其