基于UbD理論的普通高中信息技術教學

楊梅

在傳統教學中，課程設計往往更關注教材上的具體內容，所以造成很多教師組織課堂教學的時候過分依賴教材，而忽略了對學科課程標準的深入研讀。真正的課堂并不是基于教材內容的灌輸，教師的“教”其實是為了更好地引發學生對知識的深入理解和最終遷移，知識和技能只是作為理解學科中的關鍵問題的方法，而不是把它們看作是要灌輸的材料。本案例依據2017版高中信息技術課程標準，從生活真實情景入手，從感性到抽象，從實踐到理論，從人處理問題的方法和步驟當中，抽象歸納出計算機可以執行的算法，實現從數據到結構、從方法到策略、從過程處理到算法思維的提升。

● UbD理論提出的背景和主要內容

隨著世界經濟與社會的發展，教育更加關注人的“個性化”成長需求，“以人為本”的教育觀念日益深入人心，如何提供更好的“多元化”的教育方式來激發學生思考，挖掘學生潛能，提升學生思維等正日益受到社會各界的關注，從而促進了UbD理論的提出和蓬勃發展。

針對怎樣進行教學課程設計？美國著名的課程與教學領域專家格蘭特·威金斯與杰伊·麥克泰提出了逆向的教學設計方式：改變傳統的根據教科書安排教學活動，最后通過測試等手段評估教學成績的方式，顛倒順序變成先確定教學目標，然后找到目標達成的證據，最后根據目標與證據安排教學計劃。與傳統的課程設計相比較，這種課程設計方式旨在使課程的設計過程成為促進學生理解教學內容、培養學生理解力的過程。這套新的教學設計方式被威金斯稱為“UbD （Understanding by Designing）”。

“通過設計促進理解”（Understanding by Design，簡稱“UbD”）理論強調“理解為先”，借助啟發性問題，在主動探究的過程中加深理解，使學生主動參與到理解所需要的各種建構性思維中。強調揭示（Uncoverage）的重要性，避免知識技能的灌輸（Coverrage），通過設計更好地激發學生的思考和探究，圍繞問題架構學習促進深入的可遷移的理解。

● 基于UbD理論的教學實施

課堂教學是關系到課程改革理念和方案能不能真正落地、能不能達到預期效果的關鍵環節。現實世界的應用有助于給學生提供更好的視角和動力促進深入探究。“為有源頭活水來”，一個遵循教育教學規律和學生身心發展規律，貼近學生的思想、學習和生活實際的教學設計案例，可以充盈盤活整個課堂。本教學設計通過創設活動情境，組織學生在解決問題的過程中探究順序結構、選擇結構和循環結構的特點，增加問題設計，讓學生通過思考問題、分析問題，設計解決問題的算法并通過程序可視化算法思想，從而實現了本節課教學目標。具體教學實施過程如下。

1.創設情境，導入新課（3分鐘）

情境創設：運行搶紅包程序，學生登錄FTP下載搶紅包程序案例1.0版本.exe和搶紅包程序案例2.0版本.exe。再次經歷真實的搶紅包情景，通過單擊搶紅包按鈕，獲得不同紅包金額。

師：紅包數額分配有什么特點？計算機如何實現這個功能？

設計意圖：通過學生都熟悉的搶紅包項目，分析所搶的紅包金額隨機現象，很自然地引出課題；通過提議學生自己設計游戲，激發學生的好奇心和求知欲，在整個課堂學習中有的放矢。

2.師生互動，學習新知（8分鐘）

通過導入新課過程，啟發學生分析問題，引導進入本節課學習新知環節：隨機函數Rnd。

Randomize：【隨機數初始化】['r?nd?ma?z]v.使隨機化，完全打亂，（使）作任意排列；Rnd：【隨機函數】隨機生成一個[0，1）之間的實數。

示例：生成[0，10）區間內的隨機實數x=10*Rnd。

師：僅有隨機函數還不夠，我們還需要其他程序代碼的支持才能實現模擬搶紅包項目的設計。我們還需要哪些知識？（回顧復習環節）

設計意圖：溫故而知新，學習本節課的新知識同樣需要復習鞏固已經學過的知識，才能最終實現搶紅包項目設計。

①需求分析：確定要解決的問題，即計算機要“做什么”。引導學生分析搶紅包程序幕后計算機要做的事情。

設計意圖：讓學生換位思考，體會計算機代替人所做的事情，是按照人們事先給的步驟工作。因此，當明確要解決的問題后，先要一步一步設計好怎么做，也就是設計解決問題的算法，然后通過編寫程序，賦予計算機解決問題的能力。

②設計算法：對某一特定問題設計的一組（有限個）求解步驟或方法。啟發學生思考搶紅包的實現需要怎樣設計算法？

設計意圖：讓學生理解怎樣用算法描述實際問題，理解人的思維在計算機中發揮的作用，初步突破教學的難點。

③選擇開發環境（VB）編程實現。把人們設計的算法轉換成計算機能夠識別的代碼，并調試運行實現。

教師布置實踐活動內容（引導學生充分利用項目任務單，實現自主探究學習）。

設計意圖：通過明確的實踐活動設計，讓學生進一步體驗可視化編程的一般步驟，活動分基礎篇和拓展篇，有助于提供更好的個性化學習指導，活動設置促進教學目標的達成。

3.自主探究，體驗成功（15分鐘）

學生通過項目活動任務單和編程軟件，開始自主探究，完成搶紅包項目設計。

①基礎篇——紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。

活動1：搭建模擬搶紅包1.0版界面（紅包圖片、總金額、紅包個數、留言等）（如圖1）。

活動2：實現單擊“塞錢進紅包”按鈕事件代碼（如圖2）。

活動3：單擊圖像，實現“拆紅包”事件。

活動4：調試運行程序，保存程序，生成.exe上交作業。

活動5：交流促進步，有余力則助人。

設計意圖：通過讓學生自己搭建界面→編寫代碼→調試運行體驗整個可視化編程的主要過程，通過補充和完善代碼，突出本節課的學習重點，進一步學習隨機函數Rnd的作用和功能。基礎篇實踐活動要求每人最終都提交一份作業，教師進行作業評價。在學習過程中也注重小組互助，交流促進步。

②拓展篇——精益求精，錦上添花。

活動6：增加和完善搶紅包程序功能。

設計意圖：學生的學習風格有差異，所以提供了微視頻、圖文手冊、自學課件等支撐資源，幫助學生更好地完成探究活動。

4.拓展探究，提高創新（5分鐘）

基礎篇實踐活動過程主要通過學習資源實現自主探究。對于沒有完成基礎篇實踐活動的學生，教師和組長給予指導和幫助；對于學有余力的學生，可以讓其進入拓展任務的環節，教師鼓勵其借助各種數字化學習資源解決問題，完成拓展任務。

設計意圖：通過本環節，實現了分層教學，也可以實現教學進度的有效控制，機動靈活處理課堂教學時間。

5.交流評價，歸納總結（5分鐘）

①分享促進步，借助FTP實現作業即時提交，教師選出優秀作品課堂展示，選出有典型問題的作品進行當堂完善和改正。

②學生登錄評價網站，完成本節課相關知識點的測試題，梳理鞏固本節課內容。

設計意圖：評價環節是一節課非常重要的一環，通過評價可以梳理本節課的重點和難點，及時發現學生學習過程中出現的問題，及時修正，有助于學生深刻記憶。隨堂測試環節讓學生自測，總結梳理課堂用到的知識，理論和實踐相結合。

● UbD理論學習與教學設計實踐反思

任何追求理解的課程設計都必須幫助學生意識到要做的不僅僅是接受“灌輸”的內容，還要主動“揭示”隱藏在事實背后的內容，并思考它們的意義。基于2017版基礎教育課程改革方案，課程標準已經制定，教材體系已經初步搭建完成，對于一線的教師來說，最緊迫的任務當是把新的課程理念轉化為實際行動。在日常課堂上如何能很好地激發學生的學習熱情，引發學生有效思考，注重提高課堂思維含量，關注學生的思維過程和知識建構過程成為教師應該關注的重點，而不是僅僅依賴教材內容。

通過教學實踐發現，學生在整個實踐活動中充滿激情與興趣，全身心投入課堂學習，充分發揮主動性和積極性，借助自學課件、微視頻等數字化學習資源能夠充分鍛煉學生的自主學習能力，大部分學生能主動完成基礎篇的實踐活動，活動設計關注學生注個體差異，能及時發現并解決學生在學習過程中遇到的問題，各層次學生都有不同程度的發展。活動設計引導循序漸進，評價層層落實，有效跟進，教學面向全體學生，讓每個學生都有收獲。

本節課，層層遞進的項目活動，支撐教學目標的精準內容選擇。教師基于問題實際把項目層層分解為若干活動，從方法步驟到代碼編寫，從算法思想到程序實現，選擇符合學生認知特點的實踐活動，讓學生通過實踐體驗，眼見為實本節課，通過依據程序設計語言規范，編寫程序代碼，調試運行程序結果，讓思維過程可視化，讓算法思想具體化，教師放手讓學生去體驗，完成了教學目標，培養了學生的信息素養。