基于“UbD”模式的物理復習課的教學設計

摘 要：奧蘇伯爾提出，如果將足夠的精力投入到復習中，學生可能會終身記得在校期間學習的知識.學生掌握知識需要經過領會、鞏固和應用三個階段，教師上好復習課不僅可以幫助學生鞏固知識，還能提高學生分析和解決問題的能力.追求理解的教學設計簡稱“UbD”，其針對解決的問題是如何使更多的學生真正理解他們要學習的知識.本文在“UbD”模式為指導下，從確定預期結果、確定合適的評估證據、設計學習體驗活動三個階段出發，分析“物體的浮沉條件及應用”復習課的設計，探索能夠讓學生真正理解學習內容的復習課教學設計策略.

關鍵詞：UbD理論;復習課策略;物體的浮沉

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）06-0060-03

作者簡介：徐國萍（1974-），女，北京人，本科，中學高級教師，研究方向：中學物理教學研究.

1 追求理解的教學設計概述

追求理解的教學設計簡稱“UbD”，該理論聚焦如何通過教學設計使更多的學生真正理解他們要學習的知識.該理論要求教師遵循為理解而教的理念：教師是培養學生用實際表現展示理解能力的指導者，而不是將自己的理解告知學生的講述者.

追求理解的教學設計提出逆向設計理論，逆向教學設計分為三個階段.第一個階段是確定預期結果，也就是確定教學目標.教師在此階段要分析清楚學生應該知道什么？理解什么？能夠做什么？第二個階段是確定合適的評估證據.如何知道學生是否達到預期結果？ 哪些證據能夠證明學生的理解和掌握程度？第三個階段為設計學習體驗和教學，本階段的幾個關鍵問題是：如果學生要有效地開展學習活動并獲得預期結果，他們需要獲得哪些知識（事實、概念、原理等）和技能（過程、步驟、策略等）？哪些活動可以使學生獲得所需知識和技能？根據表現性目標，教師需要教哪些內容，指導學生做什么，以及如何用最恰當的方式開展教學活動？要完成這些目標，選取哪些材料和資源最合適？

奧蘇伯爾提出“學生出現遺忘現象的大部分遺忘的原因是由于機械記憶、材料組織不良、觀點表述不清或復習不及時”的觀點，他認為一些遺忘可以避免，如果將足夠的精力投入到復習中，學生可能會終身記得在校期間學習的知識.

2 追求理解的教學設計案例——物體的浮沉條件及應用

2.1 分析教學內容和學情，確定教學目標、評價任務和學習活動

2.1.1 教學內容分析

本節課，在知識層面包括大量的物理概念和規律，例如有力和力的作用效果、合力、二力平衡的條件和物體的浮沉條件等;在能力層面包括觀察能力、實驗探究能力、初步的分析概括能力以及運用物理知識解決簡單問題的能力等.

2.1.2 學情分析

學生已經學習了力學部分知識，對運動和力的關系具有一定的認識，初步掌握力學研究問題的科學方法，但很多學生還沒有養成觀察生活、用所學知識和物理思維方法解釋生活中問題的習慣，從每節課的作業和學業質量抽測結果看，學生在新情境中綜合運用所學知識和方法解決問題能力還比較薄弱.

初中階段的學生思維比較活躍，求知欲旺盛，處于從形象思維向抽象思維過渡時期，此時學生思維還經常與感性經驗直接聯系，需要具體形象材料的支持，所以教師要準備充足的資源，為學生的拓展學習和能力提升提供必要的支持和幫助.

基于以上分析，筆者結合義務教育物理課程標準及物理核心素養相關內容，制定如下的教學目標、學習體驗活動和評價任務（見表1）.

2.2 圍繞目標，設計學習體驗和教學活動，使用多種評價方法

2.2.1 從學生已有知識和興趣出發，創設問題情境，引入學習活動

活動一：體驗肥皂泡的浮沉，掌握從實際情境中抽象出物理模型進行受力分析的方法.

演示：吹出肥皂泡，使其在空中沿豎直方向上緩慢下落.

要求：畫出肥皂泡運動過程中的受力示意圖，并對其進行解釋說明.

設計意圖：教師設計此環節的目標在于通過實驗創設情境，激發學生學習興趣，通過任務驅動和問題啟發，引導學生做出物體的受力示意圖，鞏固受力分析方法.教師通過學生的分析和交流展示活動對目標進行評估，既能清楚學生對于知識和技能的掌握情況，又可了解學生運用概念分析解決問題的能力.

活動二：激發認知沖突，通過對比肥皂泡狀態，分析、推理其受力情況，體會物理分析解決問題的思想方法.

演示：肥皂泡下落后懸浮在盒子中（如圖1所示）.

要求：（1）畫出此時肥皂泡受力示意圖，并進行說明.

（2）分析肥皂泡由下落到懸浮過程中所受力的變化情況.

設計意圖：教師通過創設實驗情境激發學生的認知沖突（盒子里充有密度比空氣密度大的氣體），保持學生的學習興趣，通過設置啟發性問題，從而使得學生能夠根據物體的運動狀態分析推理出物體的受力情況.學生的活動過程體現解決問題思維過程，通過思維進階.最后，教師實現知識能力進階.采用表現性評估，通過展示交流活動考查學生對受力分析等方法的理解，促進學生運動觀念的形成.

2.2.2 以實驗為基礎，對實際問題進行研究，深化理解概念、規律和方法

活動三：水結冰浮在水面，酒精凝固后是否也浮在酒精液體面上？實驗探究揭秘，感受大自然的神奇.

播放視頻：北極，水獺在浮冰上休息.冰浮在水面上很常見，但這卻是自然界一件很神奇的事，通過實驗見證奇跡.

要求：（1）設計實驗，探究同種物質的密度大小與其狀態（固態和液態）有什么關系.

（2）根據固態酒精的浮沉狀態分析固態酒精和液態酒精的密度大小（食用油同理）.對比冰浮在水面實驗（如圖2所示）.

（3）查詢數據表，感受冰能漂浮在水面的特殊性.

設計意圖：通過實驗，讓學生認識并了解其他物質的固態狀態在其液態狀態中的浮沉情況，豐富學生的感性認識，幫助學生鞏固實驗探究方法.學生通過查詢資料獲取更多證據，感受大自然的神奇，并通過設計活動和交流展示等表現性活動檢測對應目標的達成情況.

活動四：神奇的水——探究液態水的密度隨溫度的變化情況.

探究實驗：水隨溫度變化的情況與其他物質不一樣.探究液態水的密度隨溫度的變化情況.

要求：（1）采用控制變量的方法設計實驗.

（2）在進行實驗過程中，通過溫度計觀察燒瓶中水的溫度的變化，觀察當水的溫度下降時，水的體積有什么變化（如圖3所示）.并回答相關問題.

設計意圖：通過問題，引發學生思考，進而通過實驗，收集數據，引導學生觀察、分析實驗現象，并采用畫圖像的方法處理數據，歸納得出水的密度隨溫度變化的定性規律，滲透控制變量和轉換等思想方法.本活動通過創設情境，繼續保持學生興趣，在交流過程中，鼓勵學生之間相互評價，最后通過表現性任務檢測學生掌握情況.

2.2.3 以實際綜合情境為素材，通過閱讀學習等多種學習方式，進行能力拓展提升

活動五：綜合利用物體的浮沉條件解決一些實際的問題，進行拓展和提升.

如圖4甲所示為顯示一定溫度范圍內水的密度變化情況.圖4乙中燒杯里盛有6℃ 的水，小球在水中恰好懸浮.在燒杯內水的溫度逐漸變化的過程中，假設小球的體積始終保持不變.若將燒杯內水的溫度從6℃ 降低到0℃，小球做什么運動？

閱讀文章《逐夢深藍 海軍372潛艇官兵曾創造“海中斷崖”180秒奇跡》，回答問題：什么是“海中斷崖”？潛艇官兵是如何解決問題，脫離險情的？

設計意圖：體現從生活走向物理、從物理走向社會，關心科技發展等課標所倡導的發展理念.教師通過設置層層遞進的問題，最大程度提升學生的學習動機和持續參與探究活動的熱情.通過畫圖、交流展示等活動培養學生的高階思維，在綜合的新情境中深化對概念的理解，鞏固思想方法的應用.通過科普閱讀，引導學生關注我國的科技發展，激發學生創新意識，培養學生將物理與社會、生活、科技相聯系的意識.

3 結語

逆向設計的過程實際上是用一種成熟的方法，幫助設計者用更謹慎、更理性的態度思考預期結果.教師在開展教與學活動之前，應當先努力思考清楚學生通過本節課的學習要達到的目標是什么？以及哪些證據能夠表明學習達到教學目標？哪些活動可以使學生獲得所需知識、技能和方法？本文通過一節復習課，展示根據“UbD”理論進行逆向教學設計的思路和方法.首先，依據課標和學情制定教學目標;其次，進一步圍繞教學目標，基于核心素養以大概念為重點，以物理思維為核心創設情境開展教與學活動，使之前學習的知識和方法建構聯系;最后，將評價融合到學習活動中，使教學過程既是學習過程，又是評價的過程，教師可以及時根據評價的反饋信息優化教學，提高課堂教育教學質量.

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（收稿日期：2020-12-20）