追求理解的化學教學設計研究

陳曉勇 朱恩

摘要： 從理解的三個層面分析解構課程標準中的教學要求，形成教學內容的大概念和核心任務，提出學習目標；運用理解的解釋、闡明、應用、洞察、神入、自知等六個側面，設計證明學生理解的一系列證據。以這些證據為基礎設計相關問題，進而分類、組織，形成課堂教學環節和教學流程。

關鍵詞： 學科理解； 教學設計； 物質的聚集狀態； 晶體

文章編號： 1005-6629（2022）11-0043-07

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

高中化學課程標準的基本理念之一是依據化學學業質量標準，積極倡導“教、學、評”一體化，使每個學生化學學科核心素養得到不同程度的發展［1］。基于對理解性學習的思考，美國教育專家格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）和杰伊·麥克泰（Jay Mc Tighe）提出了追求理解的教學設計方案（The Understanding by Design，簡稱UbD，下同）［2］，依據目標、評價、計劃三個環節來設計教學，把評價放在學習活動之前進行設計，使“教、學、評”一體化在學生學習活動中得到有效實施，對新課程理念下改進教師教學設計等方面有重要的啟示意義。下面結合UbD理論，以人教版選擇性必修2第3章第1節“物質的聚集狀態與晶體的常識”為例，嘗試在高中化學新課程追求理解的教學設計方面進行探索。

1 基于UbD理論的教學設計

UbD教學設計分為三個階段：階段1：確定預期結果；階段2：明確評估證據；階段3：設計學習計劃［3］。

1.1 階段1——確定預期結果

UbD設計中的學習目標是基于理解的學習目標，要從需要熟悉的知識、需要掌握和完成的重要內容、大概念和核心任務等理解的三個層面來解構課程標準中的教學要求，進而提出本節內容的學習目標。要從大概念、特定理解、可能的誤解、基本問題、學生將會知道、學生將能做到等方面來闡析我們對于學習目標的理解。所以在設計中，學習目標不是復制課程標準中的要求，而是在深刻理解目標中各知識點的內涵和相互聯系的基礎上，提出具體的學習目標（如圖1所示）。

1.1.1 理解學習目標

課程標準中有內容要求與學業要求。教師教學用書根據課程標準編寫教學目標。教材依據課程標準進行編寫，其中包含著眾多的知識點與概念。依據課程標準編制的習題，用于檢查學生對教材相關知識的理解程度，評估學生是否達成課程標準的相關要求。所以教師在設計教學的時候，要反復比較課程標準、教師教學用書、教材、習題中涉及的知識與概念，找出其中的主要知識點與核心概念，從理解的三個層面出發確定具體的學習目標。筆者將本課中有關的課程標準、教師教學用書、教材、習題中的教學要求和知識點列表，如表1所示。

總結歸納表1中各欄的主要知識點、核心概念和基本問題，如表2所示。

1.1.2 梳理知識關系

分析表1中的知識點，可得本單元各知識點之間的邏輯關系，如圖2所示。

由此可以確定本單元的大概念是“晶體是一種特殊的聚集狀態”，核心概念是“聚集狀態、晶體、晶胞”，基本問題是“聚集狀態如何分類、晶體的特殊性表現在哪些方面、晶胞如何反映晶體的特殊性？”。為此，筆者把本節內容的學習過程分為兩個課時：第1課時從微粒的聚集狀態到晶體，學習微粒聚集成晶體的基本特征，核心任務是“理解微粒如何聚集成晶體”；第2課時從晶體到晶胞，學習晶體與晶胞的關系及晶胞特征，核心任務是“理解晶胞如何反映晶體中微粒的排列特征”，歸納如圖3所示。

再進一步確定每一個課時中學習內容的優先次序，如圖4所示。

1.1.3 確定預期結果

只有對學習最終目標的優先次序形成一致意見后，我們才能夠對要教什么、不教什么、重點是什么和需要弱化的是什么作出合理的判斷［7］。最終確定預期結果，如表3所示。

1.2 階段2——明確評估證據

通過哪些表現型任務或證據證明學生達到了階段1的預期結果或學習目標？可以運用理解的6個側面，把核心任務轉化成表現型任務或評估證據，以這些任務或證據的完成情況評估學生理解的程度。表現型任務則可以用“如果學生理解了，學生就能解釋（或闡明、或應用、或洞察、或神入、或自知）……”等來描述。筆者設計的第1課時核心任務對應的評估證據，如表4所示。

1.3 階段3——設計學習計劃

這一階段要考慮學生的情況，從學生的知識結構、生活經驗、知識水平、思維特點等方面分析，由理解的6個側面所形成的表現型任務或評估證據中，哪些任務或證據是與學生原有的知識結構、生活經驗相關聯的，哪些是與學生知識水平、思維特點相匹配的。按照學生在學習過程中理解與遷移的難易程度，將這些任務或證據由易到難進行排序。同時我們還要考慮教學時數、教學環境等因素，對這些任務或證據進行取舍。據此，把任務或證據有序地組合起來，就可以形成課堂教學環節，“以學定教”就體現在這里。

表4“解釋”所對應的任務中，“氣、液、固”三態的特征學生已學過，各種聚集狀態的區別教材上均有，可以布置預習任務，讓學生課前自主學習，在課堂上便可以組織學生討論歸納。表4“洞察”所對應的任務中，白糖、紅糖、粗鹽、細鹽等固體日常生活中均有，學生也常有接觸，很容易進行觀察，但通常學生較難發現其中的晶體外觀特征。比較了這兩個任務的特點，筆者決定先讓學生完成“解釋”所對應的任務，在知道了晶體與非晶體的區別之后，應用所學的知識，再去完成“洞察”所對應的任務，這是從外觀上理解晶體。然后完成“應用”所對應的任務，從內部微粒排列上理解晶體。接著讓學生完成“闡明”所對應的任務，向同學匯報晶體中微粒聚集的各種特征。再讓學生完成“神入”所對應的任務，把所學知識內化為自己對晶體的感悟。最后讓學生完成“自知”所對應的任務，把自己的學習感悟進行整理、表達，與同學分享。整個教學環節安排如表5所示。

根據UbD理念，為增強教學設計的吸引力和有效性，在教學活動設計中可考慮WHERETO要素。以下是各活動編碼的意義［8］。

W：幫助學生知道此單元的方向（Where）和預期結果（What），幫助教師知道學生從哪（Where）開始（先前知識、興趣）；

H：把握（Hook）學生情況和保持（Hold）學生興趣；

E1：武裝（Equip）學生，幫助他們體驗（Experience）主要觀點和探索（Explore）問題；

R：提供機會去反思（Rethink）和修改（Revise）他們的理解及學習表現；

E2：允許學生評價（Evaluate）他們的學習表現；

T：對于學生不同的需要、興趣和能力做到量體裁衣（Tailor）（個性化）；

O：組織（Organize）教學使其最大程度地提升學生的學習動機和持續參與的熱情，提高學習效果。

運用WHERETO要素，我們把教學環節進一步細化，設計成教學流程，見表6。

第2課時的設計則從復習晶體與非晶體的區別入手，引導學生認識晶胞與晶體的關系，并學會判斷晶胞，計算晶胞中粒子的數目，實現對晶體中微粒排列有序性的深度理解。

2 總結與感悟

UbD理論注重以教學預期目標為導向，通過先預測評估標準，再設計學習活動，最終達成對科學本質理解的學習目標。在運用UbD理論開展教學設計時，我們要處理好以下三個方面的關鍵問題。

2.1 把課程標準轉化為教學目標

教師在備課的過程中要深入地分析課程標準、教材、教師教學用書、學生教輔材料等教學資源中所蘊含的知識要求，運用知識網絡圖分析其知識內容的相互關系，從理解的三個層面建構知識學習的優先順序，確定其中的大概念與核心任務，促進大概念的理解與核心任務的完成，這是一節課最主要的教學目標。非核心的知識，則以課程標準和教學情境的需要為依據進行適當的取舍。教學目標還需要從大概念、特定理解、可能的誤解、基本問題、學生將會知道、學生將能做到等方面來描述，使目標轉化為清晰的、具體的預期結果。

2.2 把教學目標轉化為評價證據

在尋找評估證據的階段，基于理解的6個側面，要抓住教學目標中的核心概念，從教材、實驗、課后習題、生活事例中尋找能證明學生理解核心概念的評價證據，不斷豐富我們的證據集。依據這些評價證據，設計學生學習中開展探究的問題，并對這些問題設計評價標準，根據學生在解決問題中的表現，評價學生對核心概念的理解程度，在課堂教學中形成實時的反饋，不斷地用評價來指導教學。

2.3 把評價證據轉化為教學環節或教學流程

證明學生理解的評價證據可能有很多，但在課堂教學中，由于受各方面因素的限制，不可能把所有的證據都拿來評價學生對核心概念的理解情況。所以在使用評價證據的時候必須“以學定教”，有所選擇，從學生原有的知識水平、生活經驗、能力特點等實際出發，選擇適合學生的評價證據，設計成探究問題，形成適合學生開展探究活動的問題串，形成教學環節或教學流程，如圖5所示。

學習的過程就像用地圖導航一樣。首先要適合學生。把評價證據轉化為教學環節的時候，要特別注意探究的問題、學習的順序等是否適合學生原有的知識水平和能力水平，要始終關注學生的課堂表現，讓課堂教學始終落在學生的最近發展區，不斷促進學生對學習的理解和應用。

其次要目標明確。課程標準只是從戰略上為我們指明了前進的方向，教師針對每一個單元、每一節課的備課活動，要求制定明確的戰術目標——每節課的教學目標。UbD設計的理念、框架、流程、工具可以把課程標準轉化為清晰的教學目標、具體的預期結果，保證了課程標準在每一次課堂教學中得到落實。

再次評價要及時。UbD設計過程中教學評價的設計在教學活動設計之前，通過評價不斷地修正課堂教學活動，這種以終為始的逆向教學設計不僅保證了“教、學、評”一體化的實現［9］，還使教學中常見的“老師講，學生聽”變成了“學生講，老師聽”。在教學活動中，教師要根據學生的表現進行評估，所以必須讓學生說、讓學生做、讓學生來表現，從而使學習方式的轉變成為可能。

參考文獻：

［1］ ［4］ ［5］ 中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）［S］. 北京： 人民教育出版社， 2020： 1～2， 40， 42.

［2］ ［3］ ［7］ ［8］ Grant Wiggins， Jay Mc Tighe著. 閆寒冰等譯. 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： 22～23， 63.

［6］ 人民教育出版社課程教材研究所.普通高中教科書教師教學用書·化學選擇性必修2·物質結構與性質［M］. 北京： 人民教育出版社， 2020： 119.

［9］ 倪勝軍， 付紹武， 艾進達. 逆向、整體、可操作： UbD理論視角下化學單元教學設計——以九年級“化學方程式”為例［J］. 化學教學， 2021， （12）： 48～51.