UbD理論在抽象概念實驗教學中的應用初探

茅怡斐

摘 要：抽象難懂的地理概念會給教學目標落實增加難度。UbD理論意為“追求理解的教學設計”，通過逆向教學設計幫助學生深入理解知識，建構學習方法。本文以“海水的運動”為例，應用UbD理論進行逆向教學設計和實施，實踐表明有利于促進地理抽象概念實驗教學的有效開展。

關鍵詞：UbD理論；概念理解；模擬實驗；核心素養

中圖分類號：G633.55? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1005-5207（2024）03-0034-04

一、UbD理論及其應用思路

1.UbD理論

UbD理論的英文全稱是“Understanding by Design”，中文常翻譯為“追求理解的教學設計”，有時也稱為“逆向教學設計”。這種新型教學模式體現“以學習者為中心”的實踐智慧，強調為學生提供理解概念的框架，將追求理解與對學習的認知研究相結合，有助于提升學生的思維品質，增強學生對目標的感知。［1］因此，UbD模式是一種立足于讓學生理解知識并能自己建構學習模式，從而能夠終身運用的教學模式。［2］

2.UbD理論應用思路

不同于傳統教學模式，基于UbD理論的教學模式流程一般為：確定預期結果—確定合適的評估證據—設計學習體驗和教學。［3］筆者根據課程標準、教材、學情制定教學目標和重難點，確定本節課的預期結果；根據預期結果設計表現性任務及評價標準，有效評估目標是否達成；最后根據此前預期結果與評估證據，設計圍繞核心素養的教學過程，以達到強化重點、突破難點的目的。圖1為基于UbD理論的備課流程。

二、UbD理論下抽象概念實驗教學實踐

本文以“海水的運動”為例，探討基于UbD理論的抽象概念實驗教學過程。

1.確定預期結果

（1）課程標準

《普通高中地理課程標準 （2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱“課標”）要求“運用圖表等資料，說明海水的運動對人類活動的影響。”

（2）教材分析

本節為地理必修一第三章“地球上的水”第三節內容。“水”作為重要的自然地理要素，是學生形成自然地理整體性思維不可缺少的部分。該內容的設置表明地理學具有自然科學的性質，在現代科學體系中占有重要地位。“海水的運動”是本章節中位于“水循環”“海水的性質”之后的學習內容。宏觀了解“水”要素在海陸空的循環與運動后，再學習海水的運動，有助于學生從空間變化中感知地理現象。“海水的性質”一節介紹了海水的溫度、鹽度和密度，為海水運動的成因做了鋪墊。本節內容圍繞海水運動展開，分“海浪”“潮汐”和“洋流”三個標題。教材對三種海水運動的編排思路是“概念—成因或分類—影響”。“海水運動的概念”教材表述簡單，但實際理解很抽象；“成因或分類”以幫助學生理解概念和拓展知識為主，難度不大；“影響”則暗含人地協調觀。

選擇性必修一第四章“水的運動”中“洋流”“海—氣相互作用”都要用到海水運動的相關知識，而且在本章知識基礎上增加了思維容量。因此，本章節具有承上啟下的作用，理解海水運動的概念顯得尤為重要。

（3）學情分析

此時學生進入高中學習已有一個半月，對地理學科有一定的認識和了解，但并不深入和全面。從知識體系看，學生已經學習了“宇宙中的地球”和“地球上的大氣”，建立了自然地理從整體到要素的學習思路。從知識銜接方面看，學生已經學習了 “水循環”和“海水的性質”，對海水這個要素不陌生，結合日常觀察和積累，具備學習“海水運動”的能力，但是要動態理解、區分海水運動并不容易。從地理核心素養的角度看，學生的區域認知能力較弱，學科體系和綜合思維尚未建立，人地協調觀只是初步體會，地理實踐力尚未得到培養。

（4）目標設定

教學目標：通過模擬實驗，能夠區分海浪、潮汐和洋流，培養地理實踐興趣；結合材料，合作探究海水的運動對人類活動的影響，初步形成人地協調觀。

教學重點：說明海水運動對人類活動的影響。

教學難點：理解海浪、潮汐和洋流的概念。

2.確定評估證據

課標強調學習評價體系由過程性評價和終結性評價相結合，提倡發展性的評價觀念。過程性評價方面，筆者結合課堂表現性任務（表1）觀察學生的表現來發現問題，及時引導學生主動解決問題。學生在理解海水運動概念的同時提高了地理實踐能力和綜合思維。課后表現性任務（表2）側重遷移應用，符合發展性評價觀念，學生可以做出完全不同的方案，開放性問題有利于實現學生個性化發展，踐行教學的育人價值。

3.設計學習體驗和教學過程

本節課采用UbD教學模式，以教學目標為導向，用小黃鴨散落的歷史事件貫穿課堂，基于小黃鴨散落位置培養區域認知；基于材料分析、解決問題培養綜合思維；基于海水運動實驗設計和模擬培養地理實踐力；基于海水運動與人類活動關系的合作探究培養人地協調觀，從而實現學生內部驅動追求概念的深入理解，外部升華感悟人地協調理念（圖2）。筆者將從四個方面介紹教學流程。

（1）創設真實情境，培養區域認知

本節課一開始，PPT將展示小黃鴨散落地在世界地圖上的位置，復習回顧初中區域地理知識。在潮汐和洋流講解過程中，結合時間軸，動態展示小黃鴨的移動與海水運動之間的關系（圖3）。這個過程學生可以加深區域認知，同時動態理解海水的運動，形成海水交換的空間聯系。

（2）建立知識框架，發展綜合思維

在介紹海浪時利用“無風不起浪”與“無風也有三尺浪”兩句話設置認知沖突，激發學生興趣，為突破難點鋪設思維基礎。課堂中及時回顧整理能夠幫助學生梳理知識，建立知識框架，掌握形成綜合思維的知識基礎。最后借助合作探究任務突出本節課重點，基于圖、文、表等材料，學生通過小組合作，辯證地思考海水的運動對人類活動產生的有利和不利影響。這個問題對思維綜合性、全面性有比較高的要求，因此，學案中設計了表格，學生能夠根據表格提示完善答題思路。

（3）設計模擬實驗，提升地理實踐力

海水運動的概念表述簡單，但實際理解很抽象。為了突破這個難點，筆者設置了一個合作任務，讓學生自己設計并實施海水運動的模擬實驗，從而明確三種海水運動的差異。

教師準備臉盆、吹風機、扇子、水、沙土、魚飼料、顏料等物品。學生以六人為一組，設計模擬海水運動的實驗，完成表格填寫（表3），具體要求如下：①列出實驗所需材料和工具；②介紹模擬海水運動的思路；③展示本組模擬實驗的過程；④反思實驗不足并完善實驗。

首先，借助動態的實驗模擬，有助于學生將抽象概念具象化。學生對三種海水運動的理解不僅停留在文字描述，而且能夠動態具象理解，用直觀的模擬現象突破概念之難，也為下一階段學習海水運動成因做鋪墊。

其次，學生自己設計實驗的過程可以提升地理實踐力，同時可以構建“抽象→具象”的思維過程。地理核心素養要求高中學生應當具備活動策劃、實施等行動能力。學生在設計實驗時要先思考實驗材料、工具和方法，再反復實踐模擬和展示，這能夠切實有效提升學生的地理實踐力。事實上筆者設計模擬實驗不僅是為了讓學生參與實踐過程，更重要的是讓學生形成地理實踐可以促進地理概念理解的思維意識，為學生理解抽象概念提供新的思路和方法。

（4）認識自然力量，樹立人地協調觀

高一學生對人地關系的認識較淺。在課堂開始前，播放海水運動的視頻，創造沉浸式體驗的氛圍，學生通過視覺和聽覺欣賞自然。針對學生人地關系理解不深入的問題，筆者給學生提供較多素材，學生通過材料閱讀與分析，探究海水運動對人類產生的影響，認識大自然的力量，理解人類應當欣賞、尊重和順應大自然，形成人與自然和諧共生的人地協調觀。

4.學生模擬實驗與反思

學生選擇吹風機模擬海風和波浪（圖4）。但是實際操作時“海水”波動過大，實驗現象與課本中有規則的“波峰”“波谷”的波浪不同。學生反思原因有兩方面：其一是吹風機風力太大；其二是吹風機出風口對著“海水”，導致深層“海水”攪動。另有一個小組用扇子模擬出較小風速，但因煽動方向不恰當，水面波動雜亂無章。關于海嘯的模擬，各小組都采用振動臉盆的方式，效果較為明顯。

學生通過穩定加水模擬漲潮、穩定排水模擬退潮，實驗現象比較明顯。

各組通過頭腦風暴給出多種模擬洋流的方案。第一組學生沿臉盆外圍攪動“海水”，待“海水”穩定運動后再放入魚飼料，通過魚飼料的運動反映“海水”的大規模運動，實驗現象明顯。第二組學生用嘴吹出穩定強度的風，然后放入乒乓球，通過乒乓球的移動反映表層“海水”運動，學生認為模擬實驗現象明顯。此時，筆者提醒學生“如果把場景中的水體換成桌面，現象是否一樣？”學生意識到實驗設計不夠嚴謹，將乒乓球換成顏料，通過表層顏料的位置變化反映表層海水的運動（圖5），實驗現象較明顯。

海水的運動作為普通的地理現象要通過實驗模擬出來并非一件容易的事情，有很多細節需要學生關注和思考。從課堂反饋來看，學生結合概念能夠自己設計模擬實驗，對比實驗現象，思考實驗的改進措施，用行動驗證自己對地理概念的理解，用行動建構、完善自己的思維，符合目標預期。總體而言，本次課堂模擬實驗讓學生在行動中學習地理概念，切實提升了學生的地理實踐力和綜合思維能力。

三、結語

1.學習抽象地理概念有方法

筆者一改教學常規思路，用模擬實驗加深抽象概念理解的教學模式，在達成預定目標的情況下，為學生提供了學習地理概念的新方法。當教師為學生提供具體可行的方法時，學生不再懼怕地理抽象概念的學習，而是更積極主動地去發現、探索和學習，實現在探索中學習、在學習中反思、在反思中成長。

2.逆向教學設計注重目標達成

利用UbD理論，從確定預期結果，到思考評價標準，再到設計教學過程，逆向的備課過程是一種全新的體驗，也讓教學流程的推進更為流暢和有目的性。逆向備課根據目標達成的要求，確定教學表現性任務及評價標準，再設計學習體驗和教學情境，能縮短搜集素材的時間，做到精準化選材。

3.評價注重課后遷移和應用

學習遷移是預期學習結果的最高層次要求，也是學生對教學內容深入持久理解的表現。［4］本次教學模式的探索過程中，筆者不僅設計了課堂評價，還設計了課后關于遷移應用的評價，旨在引導學生學以致用。通過遷移應用，學生可以再次體驗該學習方法的使用場景，鞏固對該學習方法的使用步驟，加深對該學習方法的使用理解。

4.控制好實驗設計與模擬的時間

學生自己設計、模擬和改進實驗能夠切實提高其地理實踐力，但是需要占用較多課堂時間，這就需要教師提前預估并把握好教學進度，或者利用學生的勞動課進行動手操作。

參考文獻：

［1］ 黃志毅. 基于UbD理論的地理研學旅行課程設計 ——以鄂西“一江兩山”研學為例［J］. 地理教育， 2021（11）：53-56.

［2］ 林小紅.UbD模式下高中地理概念的深度學習路徑——以人教版必修第一冊第五章第二節“土壤”教學為例［J］.福建教育，2022（9）：59-62.

［3］ 余小靈，陳實，向莉麗.基于UbD理論的高中地理“問題研究”欄目設計——以“如何讓城市不再‘看海’”為例［J］.地理教學，2021（17）：17-22.

［4］ 陳婷，王智能，王月健.基于UbD 理論的高中地理教學目標設計與實施——以“農業區位因素及其變化”為例［J］. 地理教育， 2023（3）：52-54.