大概念引領下的逆向教學設計

摘"要：本文遵循逆向設計理論，以蘇科版物理八年級上冊第五章“物體的運動”單元為例，開展了復習教學設計。該設計著眼于課程單元的大概念和核心任務，提取出了單元的核心任務，尋找并確立了評估證據，設計了評估任務，創設了教學情境，借助信息化教學手段，以實驗為主線、以問題為導向，實施了高效的教學活動。

關鍵詞：逆向設計；核心素養；大概念；單元復習

1"引言

逆向設計強調“以終為始”，即從預期的學習結果出發，逆向思考整個教學設計過程。在設計之初，首先聚焦于預期的學習成果，隨后明確哪些證據能夠有效證明學習目標的達成，以此為依據來構思并實施恰當的教學行為。［1］逆向設計，評價先行，唯有如此，課堂才能成為一次目標明確、意義非凡的旅程，師生共同經歷的每一步才能充滿意義和挑戰。

復習課講究的是溫故而知新。學生經過新課的學習后，通常形成的是離散的點狀知識結構。復習課的核心目標在于如何高瞻遠矚地引導學生，將他們的點狀知識結構發展成網狀結構，從零散結構優化到關聯結構，從而使學生的知識結構實現緊密聯系、層次分明的系統化和整體化。本文以蘇科版物理八年級上冊第五章“物體的運動”單元為例，開展了復習教學的設計與實施。

2"闡明預期結果，明確核心任務

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）對本單元的相關要求如表1所示。［2］從《課程標準》來看，“物體的運動”單元知識主要集中在“運動和相互作用”這個一級主題中。通過本單元的學習，能夠讓學生初步從物理學視角建立起對運動的認知，并培養他們模型建構、辯證分析等思維能力。

2.1多種多樣的運動形式

2.1.1知道機械運動，舉例說明機械運動的相對性

2.1.3舉例說明自然界存在多種多樣的運動形式。知道物質在不停地運動

2.2機械運動和力

2.2.1會選用適當的工具測量長度和時間，會根據生活經驗估測長度和時間

2.2.2能用速度描述物體運動的快慢，并能進行簡單計算。會測量物體運動的速度

在單元復習過程中，教師需要引導學生抓住最精華、最有價值的核心內容，以大概念為統領，將細碎的知識系統化和結構化。通過對單元目標的細致梳理，本文提取出了本單元的概念，如圖1所示。

基于《課程標準》、教材內容、學情分析，本節復習課旨在達成以下核心教學任務。

任務1：會選用適當的工具測量長度和時間，會估測物體運動的速度。能用速度描述物體運動的快慢，并能進行簡單計算。

任務2：知道機械運動，舉例說明機械運動的相對性。

任務3：能用多種方法對物體運動進行分類，能根據圖像判斷物體的運動形式。

3"尋找評價證據，設計評估任務

表現性評價是逆向設計的一種重要的評價方式，它要求學生在真實或擬真的情境中展現其知識

和能力，以學生是否能運用所學知識完成復雜任務來作為衡量他們是否達到持久性理解和靈活運用能力的水平的、恰當的評價依據。在單元大概念的指導下，筆者針對核心任務，精心設計了如表2所示的表現性評價。

4"創設教學情境，規劃教學活動

設計教學活動要基于真實情境。教師應精心建構一個能夠貫穿整節課程內容的主線情境，巧妙地設置問題和任務。通過這樣的方式，教師可以為學生搭建學習的支架，在連續地提出啟發性問題的過程中，啟迪學生的科學思維，促進深度學習的實現。本文以“航天探索”作為核心情境，從火箭的發射，到航天器的對接，再到艙內物體的運動，通過時空的巧妙轉換，實現了知識點的流暢銜接，系統地建構了本章的知識框架。

4.1"創設情境，學會測算物體的速度

吳加澍先生說過：“好的物理老師，其高明之處在于能為學生適時地創設問題情境，搭建認知舞臺，從而不斷培養和提高學生探求新知識的能力。”［3］在復習課上，用新的實驗來創設新的情境，設疑解惑，串聯舊知，此舉不僅能夠激發學生的參與熱情，開發學生的潛能，還能幫助他們自主建構屬于自己的知識網絡。

活動1：估測速度。

學生分組實驗：吹大氣球，扎緊氣球口。用膠帶把吸管固定到氣球上。細繩穿過吸管，拉直細繩。松開氣球口后，氣球向前運動。“噴氣火箭”實驗示意圖如圖2所示。

分組實驗：測量“噴氣火箭”全程的平均速度。教師提供米尺、秒表等實驗所需器材，隨后讓學生經過討論，共同制定實驗方案，并設計相應的數據記錄表格，思考可能影響實驗結果準確性的各種誤差的來源。

活動2：估算速度。

例題"“神舟十號”運載火箭長約58m。分別從視頻中截取火箭發射時和發射后第10s的位置圖像，如圖所示，則火箭發射后10s內的平均速度最接近于（""）。

A. 5m/s

B. 9m/s

C. 15m/s

D. 20m/s

學生估測長度，代入公式求解平均速度。

教師總結：火箭的發射速度為7.9km/s，即第一宇宙速度。它確保了物體能在地面附近穩定地繞地球做勻速圓周運動。例如，我國的神舟飛船和天宮空間站等航天器，就是以此速度發射升空的，進而實現繞地運行。如果發射速度達到或超過11.2km/s，即第二宇宙速度，則物體將掙脫地球引力，不再繞地球運行，而是進入繞太陽運動的軌道，或者飛向太陽系內的其他行星。例如，我國的“天問一號”探測器和“祝融號”火星車，就是以這么高的速度發射的，它們成功脫離了地球引力，并最終抵達火星。如果發射速度超過16.7km/s，則物體將掙脫太陽引力，飛出太陽系。

設計意圖：新知識和新理解的建構是在具體情境下的問題被解決的過程中實現的。在運用物理模型分析問題的過程中，學生不僅能夠將分析與綜合、比較與分類等科學思維方法內化為自己的能力，還能深刻理解學科的本質和思想方法，進而實現深度學習，落實核心素養的培養。在活動1中，學生可以學會如何測量長度和時間，進而計算速度。活動2則實現了從理論模型到實際應用的過渡，通過具體的題目引導學生學會估算速度的大小，目的是讓學生能夠使用速度來描述物體運動的快慢，并能進行簡單計算。在此環節中，由“噴氣火箭”模型過渡到實際的航天領域，同時簡要引入三個宇宙速度的概念，將物理學科與工程實踐和社會發展聯系在一起，體現了物理教學的跨學科特點和實踐應用價值。

4.2"思維進階，知道運動的相對性

物理教育家朱正元先生說過：“千言萬語說不清，一看實驗便分明。”物理是研究自然現象的學科，不僅僅是推演。新穎的實驗不僅是激發學生興趣的源泉，同時也能顯著提高復習的效率。

活動1：播放“夢天”實驗艙與“天和”核心艙對接的視頻。

教師：我國在太空的家——“天宮”空間站。2021年4月，“天和”核心艙發射；2022年5月，“天舟四號”貨運飛船對接核心艙；2022年7月，“問天”實驗艙對接核心艙；2022年11月，“夢天”實驗艙對接核心艙。

活動2：模擬對接過程。

用泡沫制作“夢天”實驗艙與“天和”核心艙的模型，并利用氣球火箭帶動“夢天”實驗艙，通過磁吸方式對接核心艙。核心艙固定在氦氣球下面，對接成功后，釋放氦氣球。

教師：在對接過程中，“夢天”實驗艙是運動的還是靜止的？

學生：以地面為參照物，它相對于地面的位置發生了變化，所以“夢天”實驗艙是運動的。

教師：對接完成后，“夢天”實驗艙是運動的還是靜止的？

學生：以地面為參照物，它仍然是運動的。但以核心艙為參照物，“夢天”實驗艙則是靜止的。

教師：選擇不同的參照物，物體的運動和靜止狀態是不一樣的，這就是運動的相對性。同學們還能舉出生活中運動相對性的例子嗎？

設計意圖：“夢天”實驗艙和“天舟四號”貨運飛船的發射，是基于真實情境的教學設計，這些情境來源于學生的真實生活。正所謂“百聞不如一見，百見不如一做”，學生通過觀看視頻及現場模擬，不僅能學會分析運動和靜止的相對性，還能實現以下教學目標：知道機械運動，并舉例說明機械運動的相對性；進行愛國主義教育，展現物理學科的育人價值。

4.3"能力提升，判斷直線運動的性質

深度學習要求學習者深入理解知識，并在主動建構知識的基礎上進行反思式學習。深度學習更注重學生的過程性思考與理解性建構，更關注學生學習行為的投入程度、學習興趣的激發程度、學習思維的發展程度以及學習應用的遷移程度。創新型實驗的設計，正是為了有效地促進學生的深度學習。

教師：對接成功后，我們來到了空間站內部，太空中的物體會怎樣運動呢？

活動1：播放“多米諾骨牌”小火車的運動視頻，如圖3所示。

教師：請同學們觀察自己的“多米諾骨牌”小火車的運動軌跡，分析小火車做的是什么運動。

學生：我的多米諾骨牌排成了一條直線，我的小火車做直線運動。

學生：我的多米諾骨牌排成了一個圓圈，所以小火車做的是曲線運動。

教師：那小火車的運動快慢如何變化？

學生：相鄰的兩個多米諾骨牌間的距離是相等的，根據相同時間比路程可知，火車的速度大小是不變的。

教師：我們還學習了哪些比較物體運動快慢的方法？

設計意圖：“多米諾骨牌”小火車的引入，一方面是為了模擬出勻速直線運動和勻速圓周運動，激發學生的興趣，另一方面是讓學生通過直觀且形象的感知來判斷小火車的運動快慢，從而學會知識的應用和遷移。

活動2：利用安卓手機中的動態鏡頭APP捕捉的羽毛球豎直下落的照片如圖4所示，分析羽毛球的運動特點。

學生：相等的時間內，羽毛球的運動路程越來越大，做的是變速直線運動。

教師：你們是用什么方法比較羽毛球運動的快慢的？

學生：相同時間比路程。

活動3：在數字化實驗“小車導軌”中，小車在導軌上向前運動，碰到緩沖器后反向運動，周而復始。用傳感器采集的小車在導軌上運動的速度—時間圖像如圖5所示，分析小車運動快慢的變化情況。

設計意圖：學生采用“相同時間比路程”的方法來比較羽毛球運動的快慢，將物理方法遷移到新的情境下，能夠活化他們對知識的理解。在“小車導軌”

實驗中，把物體運動過程中的時空信息以圖像的形式展示出來，把動態過程以靜態形式記錄下來，這對學生的思維能力要求較高，有利于增強學生對物理模型和物理原理的感性認識，并強化科學思維能力。本環節的意義在于通過多維視角的深度建構，引導學生形成物理觀念。具體而言，一方面是讓學生學習借助圖像來探索物理規律的方法，另一方面則通過對比不同情境，建立多樣化的運動模型，從而深化學生對“運動”這一核心概念的理解。

基于逆向理論的教學設計，要敢于打破傳統教學的常規預設，根據教學目標重新整合教學資源，設計教學活動。教師在明確的目標導向下，創設好問題情境，設計好學生活動，引導學生展開學習，并對學生的行為給予及時反饋，對學生的學習進行過程性的評價。

參考文獻

［1］［美］格蘭特·威金斯，［美］杰伊·麥克泰格.追求理解的教學設計（第二版）［M］.閆寒冰，宋雪蓮，賴平譯.上海：華東師范大學出版社，2017：18"-20.

［2］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022：14"-15.

［3］田成良，夏偉寧.回歸物理教學的本原——吳加澍物理教育思想研究［M］.北京：北京師范大學出版社，2021：137"-142.