UbD理论逆向设计在初中化学单元教学中的实践与反思

徐承翔

摘要：优质教育应该追求学生的深层次理解。借鉴UbD理论三种理解为先的教学目标及逆向设计原理，对《微粒的模型与符号》单元进行单元整体教学的逆向设计，并将此教学设计应用于课堂实践。基于UbD理论的单元逆向设计，其清晰的目标导向，较高的教学设计与目标匹配性，以及聚焦于单元整体视角与系统思维等，都对促进学生深层次理解有非常重要的作用。

关键词：UbD理论;逆向设计;深层次理解;单元教学

文章编号：1008-0546（ 2019）08-0006-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.08.002

“通过设计促进理解模式”（简称“UbD”）是美国课程改革专家威金斯和麦克泰积极倡导的一种课程与教学改革模式，受到美国课程与视导学会特别关注，已颇具影响。UbD理论强调单元设计，认为合理而有效的单元课程设计，能帮助学习者对主要概念和过程进行深入、持久的理解，是保证教学既有效果又有效率的前提和基础。而逆向设计是一种有效的单元课程设计方法[1]。

浙教版初中《科学》中，《微粒的模型与符号》是学生化学学习的起点，但学生普遍反映，对微观粒子总感觉陌生和抽象。究其原因，这与教师传统的教学设计与教学方式有很大关系。教师习惯于以课时的微视角解读教材或课标，按教材编排顺序依次教学，教学设计又偏重于落实知识点，导致了在教学过程中的知识点孤立、零碎化现象。学生的学习也仅停留于表层知识，而非深层次理解。

在教学实践中，笔者尝试整合化学学科核心观念，应用UbD理论的逆向设计原理，對该单元进行整体教学设计，促进学生的深层次理解。

一、UbD理论的教学目标与逆向设计

l.UbD理论三种理解为先的教学目标

UbD理论认为：当教学旨在使学习者理解可迁移的概念和过程，给其提供更多机会，将理解的内容应用到有意义的情境时，才更可能获得长期的成就。即当我们把获取知识当作方法而不是最终目的，从长远眼光看，学生才能学得更多并且更加积极主动地参与学习[2]。因此，学校教学的中心任务是“意义学习，理解为先”。

“意义学习，理解为先”强调了三个不同却相互关联的学习目标：①帮助学生掌握重要的知识和技能;②帮助学生对知识进行意义建构;③帮助学生有效地在新情境中运用所学知识和技能[3]。

笔者对三个学习目标及其关联，参考日本学者石井英真的认知系统的“三重圆模式”[4]，作出图l。即知识和技能的掌握固然重要，但掌握知能并不代表学生能对知识进行意义建构，即便学生达成了知识的意义理解，也不能确定学生能在新情境中进行迁移应用。

所以，知识与技能是进行意义建构及知识迁移的前提与载体，而在自主、合作中达到意义建构，对当前学习内容所反映的事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系达到深刻的理解，还要将学习结果应用到新的情境中，才是达成深层次理解的目标。

2.UbD理论逆向设计的三个阶段

在以往的教学设计中，教师往往根据教科书内容组织安排教学活动，虽然可以覆盖教材内容，但重难点难以突出并容易导致偏离教学目标。“逆向设计”主张，从最终的学习目标开始来设计单元课程，即首先要明确学生学习目标，然后再根据这些目标进行一系列的设计。这个观点与泰勒原理围绕目标进行相关教学设计是一致的。

逆向设计的三个阶段如图2所示。即先确定什么样的教学目标是达到理解的目标，然后再考虑用什么办法来证明学生确实掌握了学习目标实现理解，在此基础上，采用多种教学方式或教学活动来达成目标。

二、基于UbD理论的单元教学设计过程

1.《微粒的模型与符号》单元概述

本单元教科书将学生引入微观世界，通过建模，让学生在物质的宏观世界与微观结构之间建立联系。通过模型方法认识和研究微观世界，要求学生对物质世界的认识及科学方法发展都能提高一个层次。

回顾以往的教学，通常按照教材编排顺序逐节进行，教材章节目录如图3所示[5]。教师教学主要着眼于让学生记忆元素符号、化合价、原子团等;学生普遍反映，学习结果是一堆互不相干的符号，无法理解，难记忆。

究其原因，与课时设计脱离单元设计的指引有关。教师单元教学设计的观念还比较淡薄，“课时主义”容易带来教学内容碎片化，导致知识点的处理缺乏全局性的掌握，流于低层次的知识技能训练。学习是建构的过程，教师不应该仅参照教科书进行“知识的传递与再现”，而是帮助学生深层次理解所学内容，提升核心素养与关键能力。

钟启泉教授曾提出，在“核心素养一课程标准一单元设计一学习评价”这一环环相扣的教师教育活动的基本链环中，单元设计处于关键的地位。借助单元教学设计，撬动课堂的转型，是基于核心素养的课程发展所直面的挑战，离开了单元设计的课时计划，只不过会是聚焦碎片化的“知识点”教学[6]。

因此，借鉴UbD理论逆向设计原理，在单元整体设计的视角下，梳理教科书内容，形成本单元知识联系框架，如图4所示。根据需要深入、持久理解的主要概念和过程，考虑课时安排，帮助学生对所学内容深层次理解。

本单元内容凸出两个核心要素，“模型”与“符号”。“模型”要素的学习，即“模型建构”，主要为图4左内容。着重引导学生认识物质的微观结构，而基本的微观结构，如原子结构、核外电子排布初步知识、分子结构等，可通过模型方法，让学生认识到建模是理解、解释或表达事物形态、特征及本质的一种方法。“符号”要素的学习，即“符号表征”，主要为图4右内容。着重学习化学语言，用“符号”表达物质的同时，延续模型方法，帮助学生深入理解化合价、化学式的含义及计算。最终导向对物质结构与物质分类、物质性质的关系、物理变化及化学变化等内容，形成深层次理解。

进行单元整体教学设计后，教学不再按照教材编排顺序，而是以突出学生需要深层次理解的内容进行学习设计，提高学生的课堂学习成效。

2.《微粒的模型与符号》单元设计

参考UbD模板2.0版本[7]，呈现本单元教学设计。按照前文知识关联框架，分为2个部分。“模型建构”如表1所示，“符号表征”如表2所示。

三、基于UbD理论的单元教学的实践感悟

1.清晰的目标导向，使教学设计更明确导向学生的深层次理解

逆向设计的阶段一中，教师要根据课程标准的内容，研制清晰的学习目标。而教师若能明确把握预期学习结果，就可以对教材教学内容进行重组，使教学内容和教学时间都更加合理调整和分配，引导学生投入到深层次学习活动中。

比如，在“模型建构”单元教学中，以原子结构建模的科学史学习为载体，依据学生需要持久理解的内容与相关的核心问题，让学生在对科学史的思考与分析中，感悟模型的建立与作用。设计“分子模型制作”活动，让学生感知分子、原子等微观粒子，将其融入。这样的整合处理，可以让教材第1节“模型、符号的建立与作用”与第2节“物质的微粒粒子模型”内容，融入到整体的学习中，不再孤立成为一节课。同时，这两个课时的时间也用于学生需要持久和深入理解的学习中，让学生学习活动更加充分，力求学生深层次理解。

2.提高了教学设计与目标匹配性，有利于达成学生深层次理解

逆向设计是一种“倒推式”教学设计。通常教师习惯于在拿到教材内容时，就直接进入课时和教学活动的设计，比较忽视思考与制定学习目标的环节，这样往往导致教学活动以教材为导向，而非目标为导向。而UbD理論这种“倒推式”单元课程设计，针对教学内容，首先明确预期学习结果，即学习目标，然后以此为基础，先设计好评价学生是否达到理解的相应的标准和方法，最后才开始设计和安排教学活动。这种“倒推式”教学设计，虽然从人们思维习惯的角度来说是逆向的，但在逻辑上是顺向的。即它非常强调教师要明确“到哪里去”，“怎样才算到达目的地”，而后设计“如何去”的路径。这种做法能够确保教学活动的设计与学习目标的匹配性，让教师的教学活动聚焦于预期的学习结果。

比如，“模型的建立与作用”“模型建构过程是不断修正完善的过程”是需要学生深入理解的内容。而将“结合α粒子轰击金箔实验现象，能清晰阐述卢瑟福提出的关于原子结构的假设，并说明理由。”作为确定学生是否达到目标的证据之一。那么，在安排教学活动时，原子模型建构历程的科学史内容，不是简单地当成事件让学生阅读浏览，而是利用科学史资料，设计核心问题。如，α粒子轰击实验所产生的现象，其原因可能是什么？如果你根据此现象，对原子结构可能会有什么推测？如果是西瓜模型，α粒子轰击则会出现怎样的现象？根据α粒子轰击实验所产生的现象，卢瑟福对原子结构西瓜模型产生质疑，进而修正并提出新的模型，该过程对你有何启发？等。核心问题可以引导学生进行深度思考，而教师可以从学生的反馈中，把握学生是否达成深层次理解，或者他们的学习还需要怎样的帮助。

3.聚焦于单元整体设计，以发展学生系统思维来达成深层次理解

UbD理论强调单元设计。笔者认为，教师从单元整体考虑，梳理教材内容，重新整理学科知识逻辑结构，整合和优化各项因素，可以进一步提升个人教学宏观把控能力和教学设计能力。对学生而言，也能跳出零散的知识点，在“大概念”统领下构建学科知识体系，提升系统思维能力和学习能力，有利于学生的深层次理解。

比如，“粒子的模型与符号”单元，是学生学习化学的入门知识，是对化学的“宏观一微观一符号”三重表征的重要思维方式的初步接触。但学生感觉化学学习比较困难，入门章节也同样会带来学生学习的分化。多年教学实践发现，学生很难完成从宏观到微 观、从微观到符号和从宏观到符号的抽象等，即较难将它们进行有机联系。回顾以往按章节顺序，逐课时教学，教师也可能仅关注每课时的学习内容，学生更是仅获得零散的知识点。但是，从单元整体设计人手，对单元进行知识梳理后，本单元从宏观到微观、从微观到符号、从宏观到符号等需要学生迁移应用的内容，自然就非常深刻地留在教师的脑海中，教师就会将这样的系统思想渗透于教学，引领学生初步建构“宏观一微观一符号”三重表征。如化合价符号或其价态，就与原子结构模型的最外层电子数关联，通过模型更容易理解化合价及其符号。如表示物质组成的化学式，是表示物质的符号，但有其宏观、微观的含义，也可以通过微粒模型加深理解等。

综上所述，基于UbD理论的单元教学逆向设计，对教师的教学设计与课堂教学实施，有着非常重要的指导和借鉴意义。在当今，学为中心、发展学生核心素养、提升学生学科素养等新教育理念的视角下，逆向设计、单元整体设计等，能够成为教师教学方式变革的很好的抓手。

参考文献

[1]何晔，盛群力，为促进理解而教——掌握逆向设计[J].高校教育管理，2007（3）：21-26

[2][7][美]格兰特·威金斯，杰伊·麦克泰，理解为先模式单元教学设计指南（一）[M].福州：福建教育出版社，2018：7，18

[3]盛群力，何晔，意义学习理解为先-UbD模式对课堂教学改革提出的新建议[J].课程教学研究，2013（8）：22-31

[4]钟启泉.基于核心素养的课程发展：挑战与课题[J].全球教育展望，2016（1）：3-25

[5]义务教育教科书，《科学》八年级下册[M].杭州：浙江教育出版社.2014：目录

[6]钟启泉，基于核心素养的课程发展[J].全球教育展望，2016（1）：3-25

[8] 中华人民共和国教育部、义务教育初中科学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012：31