UbD理論逆向設計在初中化學單元教學中的實踐與反思

徐承翔

摘要：優質教育應該追求學生的深層次理解。借鑒UbD理論三種理解為先的教學目標及逆向設計原理，對《微粒的模型與符號》單元進行單元整體教學的逆向設計，并將此教學設計應用于課堂實踐。基于UbD理論的單元逆向設計，其清晰的目標導向，較高的教學設計與目標匹配性，以及聚焦于單元整體視角與系統思維等，都對促進學生深層次理解有非常重要的作用。

關鍵詞：UbD理論;逆向設計;深層次理解;單元教學

文章編號：1008-0546（ 2019）08-0006-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.08.002

“通過設計促進理解模式”（簡稱“UbD”）是美國課程改革專家威金斯和麥克泰積極倡導的一種課程與教學改革模式，受到美國課程與視導學會特別關注，已頗具影響。UbD理論強調單元設計，認為合理而有效的單元課程設計，能幫助學習者對主要概念和過程進行深入、持久的理解，是保證教學既有效果又有效率的前提和基礎。而逆向設計是一種有效的單元課程設計方法[1]。

浙教版初中《科學》中，《微粒的模型與符號》是學生化學學習的起點，但學生普遍反映，對微觀粒子總感覺陌生和抽象。究其原因，這與教師傳統的教學設計與教學方式有很大關系。教師習慣于以課時的微視角解讀教材或課標，按教材編排順序依次教學，教學設計又偏重于落實知識點，導致了在教學過程中的知識點孤立、零碎化現象。學生的學習也僅停留于表層知識，而非深層次理解。

在教學實踐中，筆者嘗試整合化學學科核心觀念，應用UbD理論的逆向設計原理，對該單元進行整體教學設計，促進學生的深層次理解。

一、UbD理論的教學目標與逆向設計

l.UbD理論三種理解為先的教學目標

UbD理論認為：當教學旨在使學習者理解可遷移的概念和過程，給其提供更多機會，將理解的內容應用到有意義的情境時，才更可能獲得長期的成就。即當我們把獲取知識當作方法而不是最終目的，從長遠眼光看，學生才能學得更多并且更加積極主動地參與學習[2]。因此，學校教學的中心任務是“意義學習，理解為先”。

“意義學習，理解為先”強調了三個不同卻相互關聯的學習目標：①幫助學生掌握重要的知識和技能;②幫助學生對知識進行意義建構;③幫助學生有效地在新情境中運用所學知識和技能[3]。

筆者對三個學習目標及其關聯，參考日本學者石井英真的認知系統的“三重圓模式”[4]，作出圖l。即知識和技能的掌握固然重要，但掌握知能并不代表學生能對知識進行意義建構，即便學生達成了知識的意義理解，也不能確定學生能在新情境中進行遷移應用。

所以，知識與技能是進行意義建構及知識遷移的前提與載體，而在自主、合作中達到意義建構，對當前學習內容所反映的事物的性質、規律以及該事物與其他事物之間的內在聯系達到深刻的理解，還要將學習結果應用到新的情境中，才是達成深層次理解的目標。

2.UbD理論逆向設計的三個階段

在以往的教學設計中，教師往往根據教科書內容組織安排教學活動，雖然可以覆蓋教材內容，但重難點難以突出并容易導致偏離教學目標?！澳嫦蛟O計”主張，從最終的學習目標開始來設計單元課程，即首先要明確學生學習目標，然后再根據這些目標進行一系列的設計。這個觀點與泰勒原理圍繞目標進行相關教學設計是一致的。

逆向設計的三個階段如圖2所示。即先確定什么樣的教學目標是達到理解的目標，然后再考慮用什么辦法來證明學生確實掌握了學習目標實現理解，在此基礎上，采用多種教學方式或教學活動來達成目標。

二、基于UbD理論的單元教學設計過程

1.《微粒的模型與符號》單元概述

本單元教科書將學生引入微觀世界，通過建模，讓學生在物質的宏觀世界與微觀結構之間建立聯系。通過模型方法認識和研究微觀世界，要求學生對物質世界的認識及科學方法發展都能提高一個層次。

回顧以往的教學，通常按照教材編排順序逐節進行，教材章節目錄如圖3所示[5]。教師教學主要著眼于讓學生記憶元素符號、化合價、原子團等;學生普遍反映，學習結果是一堆互不相干的符號，無法理解，難記憶。

究其原因，與課時設計脫離單元設計的指引有關。教師單元教學設計的觀念還比較淡薄，“課時主義”容易帶來教學內容碎片化，導致知識點的處理缺乏全局性的掌握，流于低層次的知識技能訓練。學習是建構的過程，教師不應該僅參照教科書進行“知識的傳遞與再現”，而是幫助學生深層次理解所學內容，提升核心素養與關鍵能力。

鐘啟泉教授曾提出，在“核心素養一課程標準一單元設計一學習評價”這一環環相扣的教師教育活動的基本鏈環中，單元設計處于關鍵的地位。借助單元教學設計，撬動課堂的轉型，是基于核心素養的課程發展所直面的挑戰，離開了單元設計的課時計劃，只不過會是聚焦碎片化的“知識點”教學[6]。

因此，借鑒UbD理論逆向設計原理，在單元整體設計的視角下，梳理教科書內容，形成本單元知識聯系框架，如圖4所示。根據需要深入、持久理解的主要概念和過程，考慮課時安排，幫助學生對所學內容深層次理解。

本單元內容凸出兩個核心要素，“模型”與“符號”?！澳Ｐ汀币氐膶W習，即“模型建構”，主要為圖4左內容。著重引導學生認識物質的微觀結構，而基本的微觀結構，如原子結構、核外電子排布初步知識、分子結構等，可通過模型方法，讓學生認識到建模是理解、解釋或表達事物形態、特征及本質的一種方法?！胺枴币氐膶W習，即“符號表征”，主要為圖4右內容。著重學習化學語言，用“符號”表達物質的同時，延續模型方法，幫助學生深入理解化合價、化學式的含義及計算。最終導向對物質結構與物質分類、物質性質的關系、物理變化及化學變化等內容，形成深層次理解。

進行單元整體教學設計后，教學不再按照教材編排順序，而是以突出學生需要深層次理解的內容進行學習設計，提高學生的課堂學習成效。

2.《微粒的模型與符號》單元設計

參考UbD模板2.0版本[7]，呈現本單元教學設計。按照前文知識關聯框架，分為2個部分?！澳Ｐ徒嫛比绫?所示，“符號表征”如表2所示。

三、基于UbD理論的單元教學的實踐感悟

1.清晰的目標導向，使教學設計更明確導向學生的深層次理解

逆向設計的階段一中，教師要根據課程標準的內容，研制清晰的學習目標。而教師若能明確把握預期學習結果，就可以對教材教學內容進行重組，使教學內容和教學時間都更加合理調整和分配，引導學生投入到深層次學習活動中。

比如，在“模型建構”單元教學中，以原子結構建模的科學史學習為載體，依據學生需要持久理解的內容與相關的核心問題，讓學生在對科學史的思考與分析中，感悟模型的建立與作用。設計“分子模型制作”活動，讓學生感知分子、原子等微觀粒子，將其融入。這樣的整合處理，可以讓教材第1節“模型、符號的建立與作用”與第2節“物質的微粒粒子模型”內容，融入到整體的學習中，不再孤立成為一節課。同時，這兩個課時的時間也用于學生需要持久和深入理解的學習中，讓學生學習活動更加充分，力求學生深層次理解。

2.提高了教學設計與目標匹配性，有利于達成學生深層次理解

逆向設計是一種“倒推式”教學設計。通常教師習慣于在拿到教材內容時，就直接進入課時和教學活動的設計，比較忽視思考與制定學習目標的環節，這樣往往導致教學活動以教材為導向，而非目標為導向。而UbD理論這種“倒推式”單元課程設計，針對教學內容，首先明確預期學習結果，即學習目標，然后以此為基礎，先設計好評價學生是否達到理解的相應的標準和方法，最后才開始設計和安排教學活動。這種“倒推式”教學設計，雖然從人們思維習慣的角度來說是逆向的，但在邏輯上是順向的。即它非常強調教師要明確“到哪里去”，“怎樣才算到達目的地”，而后設計“如何去”的路徑。這種做法能夠確保教學活動的設計與學習目標的匹配性，讓教師的教學活動聚焦于預期的學習結果。

比如，“模型的建立與作用”“模型建構過程是不斷修正完善的過程”是需要學生深入理解的內容。而將“結合α粒子轟擊金箔實驗現象，能清晰闡述盧瑟福提出的關于原子結構的假設，并說明理由?！弊鳛榇_定學生是否達到目標的證據之一。那么，在安排教學活動時，原子模型建構歷程的科學史內容，不是簡單地當成事件讓學生閱讀瀏覽，而是利用科學史資料，設計核心問題。如，α粒子轟擊實驗所產生的現象，其原因可能是什么？如果你根據此現象，對原子結構可能會有什么推測？如果是西瓜模型，α粒子轟擊則會出現怎樣的現象？根據α粒子轟擊實驗所產生的現象，盧瑟福對原子結構西瓜模型產生質疑，進而修正并提出新的模型，該過程對你有何啟發？等。核心問題可以引導學生進行深度思考，而教師可以從學生的反饋中，把握學生是否達成深層次理解，或者他們的學習還需要怎樣的幫助。

3.聚焦于單元整體設計，以發展學生系統思維來達成深層次理解

UbD理論強調單元設計。筆者認為，教師從單元整體考慮，梳理教材內容，重新整理學科知識邏輯結構，整合和優化各項因素，可以進一步提升個人教學宏觀把控能力和教學設計能力。對學生而言，也能跳出零散的知識點，在“大概念”統領下構建學科知識體系，提升系統思維能力和學習能力，有利于學生的深層次理解。

比如，“粒子的模型與符號”單元，是學生學習化學的入門知識，是對化學的“宏觀一微觀一符號”三重表征的重要思維方式的初步接觸。但學生感覺化學學習比較困難，入門章節也同樣會帶來學生學習的分化。多年教學實踐發現，學生很難完成從宏觀到微 觀、從微觀到符號和從宏觀到符號的抽象等，即較難將它們進行有機聯系?；仡櫼酝凑鹿濏樞颍鹫n時教學，教師也可能僅關注每課時的學習內容，學生更是僅獲得零散的知識點。但是，從單元整體設計人手，對單元進行知識梳理后，本單元從宏觀到微觀、從微觀到符號、從宏觀到符號等需要學生遷移應用的內容，自然就非常深刻地留在教師的腦海中，教師就會將這樣的系統思想滲透于教學，引領學生初步建構“宏觀一微觀一符號”三重表征。如化合價符號或其價態，就與原子結構模型的最外層電子數關聯，通過模型更容易理解化合價及其符號。如表示物質組成的化學式，是表示物質的符號，但有其宏觀、微觀的含義，也可以通過微粒模型加深理解等。

綜上所述，基于UbD理論的單元教學逆向設計，對教師的教學設計與課堂教學實施，有著非常重要的指導和借鑒意義。在當今，學為中心、發展學生核心素養、提升學生學科素養等新教育理念的視角下，逆向設計、單元整體設計等，能夠成為教師教學方式變革的很好的抓手。

參考文獻

[1]何曄，盛群力，為促進理解而教——掌握逆向設計[J].高校教育管理，2007（3）：21-26

[2][7][美]格蘭特·威金斯，杰伊·麥克泰，理解為先模式單元教學設計指南（一）[M].福州：福建教育出版社，2018：7，18

[3]盛群力，何曄，意義學習理解為先-UbD模式對課堂教學改革提出的新建議[J].課程教學研究，2013（8）：22-31

[4]鐘啟泉.基于核心素養的課程發展：挑戰與課題[J].全球教育展望，2016（1）：3-25

[5]義務教育教科書，《科學》八年級下冊[M].杭州：浙江教育出版社.2014：目錄

[6]鐘啟泉，基于核心素養的課程發展[J].全球教育展望，2016（1）：3-25

[8] 中華人民共和國教育部、義務教育初中科學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012：31