生物作为一门课程，承担着提高学生生物科学素养的责任，并分担着培养人的重任。传统“三备”“三写”的备课方式已不能满足生物教学发展的需要，不利于教学效率、效果的提升，更不利于学生的长期发展。因此，需要系统理论指导下的生物教学设计来改变这一现状。生物教学设计是指在教学活动之前，运用系统的原理与方法，将教学理论、学习理论、生物教学理念等转化成对学习者的分析、对生物教学内容、教学目标、教学策略与教学评价等的具体规划过程，旨在提高教学效率与促进学习者的学习。生物教学设计起着连接生物教育教学理论与教学实践桥梁的作用，利于增强教师教学工作的科学性，提高生物教学的效率，突出学习者的主体地位。本文利用逻辑思维方法及教育学中的文献法、访谈法，以“生物教学设计”为研究对象进行了如下研究。首先，笔者对教学设计、生物教学设计的历史发展、研究现状进行梳理与分析，在此基础上总结已有研究成果并指出其不足：国外新涌现的教学设计研究成果未及时进入生物教学设计研究者的视野，未将教学设计看作一个系统的整体，而成了对教学设计中各要素分析的堆积，教学设计成了僵化的模式等等。进而明确本文的研究目的与意义，在思想观念层面、理论层面及指导教学实践层面具有重要意义。其次，对“生物教学设计”这一对象做一本体性的说明，涉及对相关概念的界定、相关特征的剖析、前提假设的分析、价值取向的说明、理论理念的阐明和教学设计模式的介绍。再次，着重对生物教学设计的过程进行分析与阐述，将其分为三个阶段：生物教学设计的前端分析、生物教学设计的中端设计和生物教学设计的后端评价。前端分析从“为何进行教学设计”的分析开始，即对学习需要的分析，然后是对“教什么”的分析，涉及学习者分析和教学内容分析；中端设计主要是对“如何教”的分析，包括教学目标的确定和教学策略的制定，后者又包括教学方法的选择、教学媒体的选择、教学组织形式的选择和教学过程的设计；后端评价是“如何评判教学效果”，即教学评价的确定。第四，笔者针对生物学四种主要的课堂类型（绪论课、新授课、复习课和实验课），进行了相应的案例设计。遵循一定研究程序的基础上得出的以上研究成果，需要对其进行验证，就涉及对教学设计成果的评价了，本文采用访谈法，将研究的结果呈现给大学教学法教授、中学一线资深教师及教研室研究员，结合专家、教师给出的评论，对本文的教学设计再加以修正、完善。综合以上研究认为：生物教学设计是一项系统工程，要前后通盘考虑；教师在教学设计时，无需设计所有要素；教学设计并不必然地使学生达到预设的目标，只是提供必要而非充分的条件。最后，笔者对教学设计的限度进行了分析，指出了本文研究的不足之处及以后可能的研究方向。