追求理解的教學在高中物理單元教學設計中的運用

朱肖敏

摘 要：單元教學是推進課堂教學變革、落實學科核心素養的抓手和突破口。如何做出有效的單元教學設計是需要教師不斷探索的問題。參考威金斯在《追求理解的教學設計》一書中關于“逆向”設計和“理解”的六個側面的論述，以“運動的描述”單元為例，嘗試對單元教學設計中的幾個環節進行優化。

關鍵詞：單元教學設計;逆向設計;六個側面

當前教育變革的主題是促進學生核心素養的發展，然而學生的學科核心素養是需要在長期的學習活動中循序漸進培養的。而且物理是一門注重邏輯思維的學科，物理概念、物理規律、科學方法、科學思維等內容之間都有著密切的聯系，單靠以課時為單位的教學設計很難做到面面俱到，學生獲得更多的是碎片化知識。因此，上海市教委教研室推出的《中學物理單元教學設計指南》中明確指出：推進課堂教學變革、落實學科核心素養的抓手和突破口是單元教學。單元教學是一項從設計到實踐再到評估的龐大工程。這項工程的起始便是單元教學設計。

如何進行單元教學設計？如果只是將之前的課時教學設計進行歸納和總結，這樣設計出來的單元教學設計就會過于繁雜瑣碎，難以體現其統領整個單元系統的屬性;又或者將《物理學科基本要求》作為藍本進行細化，又難以體現各個單元的特點，難以發揮不同單元落實核心素養不同方面的優勢。筆者發現威金斯編著的《追求理解的教學設計》中所推薦的基于理解的“逆向設計”可以很好地解決這一問題。基于理解的“逆向設計”凸顯了課程評價對教學活動的引導作用，強調評價設計先于課程設計和教學活動開展，這使得評價之后的設計和教學活動都有了明確的目標和參考系，從而保證了手段與目標的一致，有利于學生目標感的增強和學習效果的改善。

本文以高中物理第一章“運動的描述”為例，運用基于理解的“逆向設計”對這一單元教學設計中的幾個環節進行相關闡述。

一、應用“逆向設計”分析單元內容，確定單元教學目標

威金斯指出一個好的設計，其形式應該服務于功能，我們的單元、課堂在邏輯上應該從想要達到的學習結果導出，而不是從我們擅長的教法、教材和活動導出。因此，要做出深思熟慮且重點突出的教學設計，先要“逆向”思考學習要達到的目的是什么，以及哪些證據能夠表明學習達到了目的。

“運動的描述”這部分內容過去是和“勻變速直線運動”一起作為一個單元的。因而在以往的教學中通常被處理成勻變速直線運動的鋪墊，整個單元更側重于勻變速直線運動的規律。而現在將這部分內容獨立成一個單元，可見它本身還是有著非常重要的作用。作為整個高中物理的第一個單元，它被賦予承前啟后的作用。在初中，對運動更多的是關注運動的特點以及運動產生的結果，到了高中以后，我們不單單是由淺入深地學習各類運動，還應該明確什么是運動，如何描述運動，有哪些方法可以描述運動，通過建立物質和運動觀念，為之后各類復雜運動的探究做好鋪墊，并在建立觀念的過程中了解背后蘊含的科學方法和科學思維，這是一個促進核心素養發展的過程。因此在做出單元教學設計之前，我們必須采用“逆向設計”的方法，梳理出圍繞核心的單元知識結構圖（圖1），確定這一單元內蘊含的科學方法和學科素養（表1），確定基于核心素養的單元教學目標如下。

1.物理觀念

初步形成運動的觀念，能用文字、圖像等方法描述運動的過程。

2.科學思維

（1）了解建立質點模型的抽象方法和質點模型的使用條件，能在情境下將物體抽象為質點。

（2）在速度概念建立的過程中，體會極限的思想方法。

（3）在加速度概念的建立過程中，體會類比的思想方法。

3.科學探究

（1）學會用基本的器材測量物體的位移、瞬時速度和加速度。

（2）能用圖像描述實驗數據，知道實驗存在誤差。

4.科學態度與責任

（1）在測量位移、速度和加速度的過程中，要做到嚴謹認真，知道物理需要實事求是，有與他人合作的意識。

（2）認識到物理是人類對自然的認識和描述，是人類進步和發展的重要基礎。

二、根據理解的六個側面，細化學習水平評價

根據《教學基本要求》對學習水平的界定，高中物理學習水平分為知道、理解、掌握和應用。其中理解和掌握部分的內容是高中物理學習的重點。然而“理解”是多維的、復雜的，因此，在制定學習水平評價時，如何把握“理解”這一學習水平時，常常會帶來困惑。《追求理解的教學設計》一書中對理解的六個側面進行了詳細的描述（表2）：

根據理解的六個側面，我們可以嘗試利用理解的六個側面對學習水平進行分層，進而能對學生的知識掌握程度進行更精細化的評價。

學習水平中的“理解B”可以分為兩個層次——解釋B1和闡明B2。解釋是指可以解釋一些簡單的物理現象，可以從課堂內或書本上直接獲得的解釋;闡明則是指對一些物理現象作出解釋，提出自己的觀點，需要學生通過思考闡明自己的觀點及論據。

學習水平中的“掌握C”，則應該是更高一個層次的理解。它可以分為由低到高的三個層次，分別是解決C1（為了避免與學習水平中的D級要求“應用”相混淆，這里用“解決”來替代）、洞察C2和神入C3。“解決”要求能應用所學知識解決一些簡單的問題;“洞察”要求學生能運用所學物理知識，帶著自己的觀點與批判精神去發現現實世界;“神入”要求學生轉變角度看問題，可以站在他人的角度理解所學習的知識。（“自知”這一理解側面要求很高，先不做分類）依據上述學習水平的細分，在“運動的描述”單元中，可以對學生的學習水平做更細致的評價（表3）。

三、緊扣單元教學目標，規劃實驗學習活動

單元教學目標的實現、基本問題的解決都離不開好的學習活動。物理是一門以實驗為基礎的學科，有效的實驗活動能夠讓我們在實現教學目標的過程中事半功倍。但高中的實驗活動和初中相比發生了明顯的變化，初中的實驗內容比較簡單，但有趣生動，互動性強。而高中的物理實驗更加注重嚴謹性和科學性，要求學生理解實驗原理，明確實驗操作步驟，能進行準確的數據處理和分析。這樣的反差使得學生非常不適應，以至于在高中初始階段就對實驗活動失去了興趣。以“運動的描述”這一單元為例，在三個DIS實驗活動中學生更多的是在模仿，學生認為自己的活動任務只是完成書上的實驗步驟，整個過程中通常只動手不動腦。而教師也只是關注學生實驗操作正確與否，缺乏對學生頭腦中的重要概念和恰當的學習證據的關注，大大削弱了實驗活動的重要作用。

《追求理解的教學設計》提到學習活動應該要具備“WHERETO”要素，從思維層面上劃分，可以將學習活動分為基本活動和創新性活動。基本活動主要幫助學生知道單元的方向和預期結果，激發他們的學習興趣，是學習新知識的大門，或起到架起知識與知識間橋梁的作用。創新性活動則可以是作業的另一種表現形式。有時它是課堂活動的延伸，有時它對一個單元具有總結意義，有時它又是完全獨立的，是一種對未來的展望與愿景。如果說基本活動在激發學生興趣的同時，更是完成單元目標的基本保障，那么創新性活動則是要保持學生的學習興趣，讓學生在活動中有獲得感。因而在“運動的描述”這一單元我們可以通過設計創新性的實驗學習活動，如“探究測速儀、測距儀等裝置的原理”“設計方案測量電梯升降過程中的加速度”“實驗對比手機和DIS測量加速度的優劣”等。通過這些課余的創新性實驗學習活動，提升學生對實驗活動的興趣，在活動的過程中加深對相關物理概念和實驗方法的理解，提升綜合素養的能力。

培養物理學科的核心素養不是一蹴而就的，追求理解的單元教學設計能夠使單元知識更具有結構性和整體性，更符合學生的認知規律，從而能保證學生思維發展的連續性、系統性和有效性，同時也在學業水平評價方面給我們提供了更細致的標準。

參考文獻：

[1]格蘭特·威金斯，杰伊·麥克泰.追求理解的教學設計（第二版）[M].上海：華東師范大學出版社，2017-03.

[2]上海市教育委員會.中學物理單元教學設計指南[M].北京：人民教育出版社，2018-08.

[3]姜民，張玉峰.“機械運動”單元教學設計[J].中學物理， 2020（7）.