基于UbD模式的情境課堂建構

摘 要：UbD模式是一種理解為先、評價先行的教學設計模式，而情境是課堂呈現的良好載體。本文以“動能定理”為例，基于UbD模式建構了以情境為中心的課堂教學模式，實現了教學的趣味性、實用性、有效性。

關鍵詞：UbD模式；情境課堂；動能定理

1 傳統教學模式的不足

物理學是一門與自然和社會生活密切相關的學科，也是一門公認的容易造成學生“兩極分化”的學科。在高中物理教學中，教法的選擇對學生的物理學習有著較大影響。常規的教學設計中存在著聚焦活動的教學和聚焦灌輸的教學這兩個典型誤區。^［1］

聚焦活動的教學誤區一般表現為從輸入端思考教學。在開展教學活動之前教師沒有關注學生的學習期望，忽略了從預期的學習結果出發來思考如何教學、如何設計教學活動。也就是說，教師沒有思考哪些證據能夠反映學生是否實現了學習目標，以及哪些證據能幫助教師在教學過程中適時做出調整，以確保學生能夠更充分地理解教學內容，從而實現更高效率的課堂教學。

聚焦灌輸式教學誤區，通常體現在過分依賴學生的模型化試題訓練來規劃教學。課堂教學僅僅圍繞著一系列例題、變式練習和當堂檢測等環節展開。這種做法導致課堂忽視了對學生當前所學知識意義的建構過程，使得傳授的知識在脫離具體情境后，難以實現以解決問題、完成任務為核心的多維互動式教學目標。沒有了情境、協作、會話等學習環境要素，學生無法在具體的物理情境中思考物理問題的本質，缺少對情境要素的有效獲取和理解能力的訓練，進而降低學習物理的主動性和積極性。

2 基于UbD模式的情境課堂路徑探尋

2.1 UbD模式概述

Understanding by Design，簡稱“UbD”，它是一種“理解為先教學”的設計模式，也是一種基于“促進理解”的教學設計，它是當代美國教學改革專家格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）和杰伊·麥克泰格（Jay McTighe）一直倡導并積極推行的一種教學框架。^［2］這種創新型的教學設計框架強調，在設計課程及開展教學活動之前，必須先行設計評價機制。教師應從整體出發做好頂層設計，確保設計的起點是明確的學習目標，而設計的宗旨則是促進學生實現有意義的學習。

傳統教學設計通常是先設定教學目標，再選擇教學活動，最后根據教學活動的效果進行教學評價。而UbD模式則凸顯了評價先行的原則，它首先根據教學評價的要求確定學生學習的預期結果，隨后找出與教學預期相匹配的評估證據，并將這些證據滲透到具體的教學活動中，最后才依據這些要素設計相應的教學活動。這種方式能更有效地幫助教師進行及時的教學評價，驅動學生對學習活動進行自我監控和調整，使學生的學習過程在較深的思維層次得到發展，更加重視學生對知識和能力的深度理解和遷移應用^［3］，更符合《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）的要求和核心素養的理念。

2.2 情境課堂

教師的教學不僅僅局限于知識的傳授，還應引導學生建構解決問題的知識框架，促進學生對知識的深層次理解和意義建構，以及培養他們在新情境中靈活運用所學知識和技能解決問題的能力。情境課堂以問題情境為出發點和落腳點，形成閉環，讓課堂始于情境，終于情境。它要求教師將知識問題化、問題情境化，通過創設的情境設計環環相扣的問題，激發學生主動思考，促使學生獲得積極的行為體驗，從而在解決問題的過程中逐步建構起新的知識體系。

2.3 基于UbD模式的情境課堂

課堂是“預則立，不預則廢”。UbD模式是通過“評價先行”對教學流程實施的一種新變革，是一種先進的教學方式。情境是課堂呈現的良好教學載體，沒有情境的物理知識將成為無源之水、無本之木。在UbD模式下，結合情境為中心的課堂教學模式，是教學形式與教學載體的良性組合，能實現課堂的有趣性、有用性、有效性。基于UbD模式的情境課堂設計流程如圖1所示。

3 基于UbD模式的情境課堂實踐——“動能定理”的教學設計

基于UbD模式，結合《課程標準》和情境課堂的特點，現將“動能定理”的教學設計從設計框架分析和情境設計分析兩個方面進行闡述。

3.1 教學設計框架

教學設計框架的設計分為以下三個階段。

第一階段：基于理解的教學評價目標設定如表1所示。

第二階段：指向教學評價目標的任務設計與證據評估如表2所示。

第三階段：以情境為中心的教學活動建構如表3所示。

3.2 情境設計分析

情境源于真實的研究過程或實際的探索過程，涉及學習探索與科學探究過程中所遇到的問題。教師通過創設問題情境，引導學生親身經歷某一實際問題的探索過程，體驗過程中遇到的問題，并嘗試運用科學思維來解決問題，從而促進學生核心素養的培育和發展。以情境為中心的課堂設計可分為多情境型和單情境型。多情境型課堂通過設計多個相互關聯的情境，每個情境都緊密貼合不同階段的任務，使學生能夠感受到既貼切又有趣的學習體驗。而單情境型課堂則是圍繞一個固定的情境主題展開，通過改變情境中的條件變量來給出不同的任務清單。

本節課采用的是單情境型，即以閆文港鋼架雪車比賽為情境主題，通過設定不同的比賽階段條件，從多個角度提出問題，引導學生深入探討如何獲得比賽勝利的策略。這樣的設計主題明確、任務多樣，層層推進、環環相扣，不同的情境片段又有不同的設計意圖。閆文港鋼架雪車比賽的多個情境片段及設計意圖如圖2所示。課堂的顯性任務是讓學生思考如何獲得比賽的勝利，而隱性任務則聚焦于學生對動能定理知識與應用技能的掌握，以及核心素養的有效提升。

3.2.1 意義建構

情境片段1：觀看北京冬奧會上鋼架雪車的比賽視頻，中國選手閆文港獲得第三名，國外選手獲得第一名。

設計意圖：“立德樹人”和“培養學生的愛國情懷”是教育的核心任務。盡管閆文港的比賽成績較以往有了顯著的突破，但仍留有一些遺憾。而國外選手的最終獲勝不僅能激發學生的愛國熱情，還能喚起學生的求知欲。“情境”與“意義建構”是建構主義學習理論中的兩個關鍵要素，選擇或創設合理的、與生活密切相關的、真實性的問題情境能夠讓學習真實發生，有利于學生的意義建構。對實現教學目標、完成教學任務有著極大的促進作用。

3.2.2 知識生成

情境片段2：分析啟動階段，給出任務。

任務一：分析閆文港對鋼架雪車做的功W與速度v的關系。

任務二：重讀初中課本，回憶初中所學的關于動能的定性描述和功與能之間的定性關系。

結合兩個任務，讓學生討論得出動能的表達式和動能定理。

設計意圖：如果一個概念或定理的得出僅僅依賴于教師的“告知”，那么在學生那里可能會“水土不服”。知識的真正掌握應當是一個水到渠成的過程。從學生已經掌握的相關規律出發去探索新知識，是理解和接納新知識的有效過程，而從學生已經掌握的相關規律入手，則是學習和理解新知識的明智策略。為了能更好地實現自然過渡，筆者從必修一和初中內容入手分析，利用牛頓第二定律和運動學公式推導出Fl＝12mv²₂－12mv²₁；結合初中對動能的定性認識，即影響動能的因素是質量和速度，學生自然關注到等式右側末態速度對應12mv²₂和初態速度對應12mv²₁，進而能夠合理地得到動能的表達式；隨后將動能表達式代入推導式后，結合功是能量轉化的量度又可以得出動能定理。這種平滑的過渡方法會讓學生對動能和動能定理的接受更加自然，實現了知識的無縫對接。

3.2.3 知識掌握

情境片段3：若鋼架雪車以v＝40m/s的速度沖過終點后迅速來到水平軌道上，為了盡快停下來，閆文港腳尖著地提供額外的阻力f₀＝350N。在此過程中，鋼架雪車受到的平均阻力f＝150N，假設閆文港和鋼架雪車的總質量M＝100kg，求鋼架雪車向前滑行的距離s。

情境片段4：啟動過程結束后，閆文港迅速跳上鋼架雪車，從一傾斜直軌道上滑下，途中經過A、B兩點。鋼架雪車比賽示意圖如圖3所示。假設閆文港和鋼架雪車的總質量M＝100kg，下滑經過A點的初速度v_A＝10m/s，下滑經過B點時的速度v_B＝20m/s，A、B兩點間的高度差h＝16m，求此過程中鋼架雪車克服阻力做的功Wf 。（g取10m/s²）設計意圖：無論是情境片段3的“剎車過程”還是情境片段4的“斜坡加速過程”，其設計均旨在作為教學評價的一部分。目的在于測試學生對動能定理的理解程度，并總結真實情境中利用動能定理處理問題的一般思路，進而拓展動能定理的應用范圍。從“簡單受力”到“復雜受力”的過渡，讓學生在一次又一次的挑戰中學會解決問題，也讓學生身臨其境地體會到體育比賽的魅力和好成績的來之不易。

3.2.4 知識遷移

情境片段5：再次觀看比賽視頻。結合比賽的規則說明和本節課的學習內容，你認為閆文港在比賽過程中需要注意哪些事項？

為了提高比賽成績，你有什么好的辦法？試著建立合理的模型并分析。

設計意圖：如何提升閆文港的運動成績？這是一個既現實又復雜的問題。在課堂上，教師再現復雜的比賽情境，并介紹了歷史上鋼架雪車比賽中的各種創新舉措，包括比賽軌道的設計、運動員的體重管理、雪車鋼架材料的優化以及流線型模型的改進等。學生從大量的信息中篩選出有用的內容，并深入分析不同策略能提高比賽成績的具體原因。

通過對不同方案的可行性深入分析，并不斷地進行修正與改進，同時借助小組間合作與討論，學生不僅加深了對所學知識的理解，也全方位認識了情境的復雜性，還顯著提高了他們的語言解碼、信息搜索與整理能力。這一系列過程還強化了學生對于“知識改變命運”和“知識強國”理念的認同。

4 結語

優質的教學方式能夠使課堂組織更加有序，從而提升學生的學習效率。而一個良好的教學情境則有助于營造更加健康的課堂生態，增強學生的學習韌勁。

采用UbD模式的情境課堂能夠展現出一個更加生機勃勃、充滿活力的課堂氛圍。

參考文獻

［1］邵旭寒. UbD模式在高中物理教學中的實踐研究［D］. 呼和浩特：內蒙古師范大學，2022：1．

［2］盛群力，何曄. 意義學習，理解為先——UbD模式對課堂教學改革提出的新建議［J］. 課程教學研究，2013（8）：22-31．

［3］代龍.基于UbD模式的高中物理實驗教學設計——以“實驗：探究小車速度隨時間變化的規律”為例［J］. 中學物理教學參考，2022，51（9）：57-60．