追求理解的教学在高中物理单元教学设计中的运用

朱肖敏

摘 要：单元教学是推进课堂教学变革、落实学科核心素养的抓手和突破口。如何做出有效的单元教学设计是需要教师不断探索的问题。参考威金斯在《追求理解的教学设计》一书中关于“逆向”设计和“理解”的六个侧面的论述，以“运动的描述”单元为例，尝试对单元教学设计中的几个环节进行优化。

关键词：单元教学设计;逆向设计;六个侧面

当前教育变革的主题是促进学生核心素养的发展，然而学生的学科核心素养是需要在长期的学习活动中循序渐进培养的。而且物理是一门注重逻辑思维的学科，物理概念、物理规律、科学方法、科学思维等内容之间都有着密切的联系，单靠以课时为单位的教学设计很难做到面面俱到，学生获得更多的是碎片化知识。因此，上海市教委教研室推出的《中学物理单元教学设计指南》中明确指出：推进课堂教学变革、落实学科核心素养的抓手和突破口是单元教学。单元教学是一项从设计到实践再到评估的庞大工程。这项工程的起始便是单元教学设计。

如何进行单元教学设计？如果只是将之前的课时教学设计进行归纳和总结，这样设计出来的单元教学设计就会过于繁杂琐碎，难以体现其统领整个单元系统的属性;又或者将《物理学科基本要求》作为蓝本进行细化，又难以体现各个单元的特点，难以发挥不同单元落实核心素养不同方面的优势。笔者发现威金斯编著的《追求理解的教学设计》中所推荐的基于理解的“逆向设计”可以很好地解决这一问题。基于理解的“逆向设计”凸显了课程评价对教学活动的引导作用，强调评价设计先于课程设计和教学活动开展，这使得评价之后的设计和教学活动都有了明确的目标和参考系，从而保证了手段与目标的一致，有利于学生目标感的增强和学习效果的改善。

本文以高中物理第一章“运动的描述”为例，运用基于理解的“逆向设计”对这一单元教学设计中的几个环节进行相关阐述。

一、应用“逆向设计”分析单元内容，确定单元教学目标

威金斯指出一个好的设计，其形式应该服务于功能，我们的单元、课堂在逻辑上应该从想要达到的学习结果导出，而不是从我们擅长的教法、教材和活动导出。因此，要做出深思熟虑且重点突出的教学设计，先要“逆向”思考学习要达到的目的是什么，以及哪些证据能够表明学习达到了目的。

“运动的描述”这部分内容过去是和“匀变速直线运动”一起作为一个单元的。因而在以往的教学中通常被处理成匀变速直线运动的铺垫，整个单元更侧重于匀变速直线运动的规律。而现在将这部分内容独立成一个单元，可见它本身还是有着非常重要的作用。作为整个高中物理的第一个单元，它被赋予承前启后的作用。在初中，对运动更多的是关注运动的特点以及运动产生的结果，到了高中以后，我们不单单是由浅入深地学习各类运动，还应该明确什么是运动，如何描述运动，有哪些方法可以描述运动，通过建立物质和运动观念，为之后各类复杂运动的探究做好铺垫，并在建立观念的过程中了解背后蕴含的科学方法和科学思维，这是一个促进核心素养发展的过程。因此在做出单元教学设计之前，我们必须采用“逆向设计”的方法，梳理出围绕核心的单元知识结构图（图1），确定这一单元内蕴含的科学方法和学科素养（表1），确定基于核心素养的单元教学目标如下。

1.物理观念

初步形成运动的观念，能用文字、图像等方法描述运动的过程。

2.科学思维

（1）了解建立质点模型的抽象方法和质点模型的使用条件，能在情境下将物体抽象为质点。

（2）在速度概念建立的过程中，体会极限的思想方法。

（3）在加速度概念的建立过程中，体会类比的思想方法。

3.科学探究

（1）学会用基本的器材测量物体的位移、瞬时速度和加速度。

（2）能用图像描述实验数据，知道实验存在误差。

4.科学态度与责任

（1）在测量位移、速度和加速度的过程中，要做到严谨认真，知道物理需要实事求是，有与他人合作的意识。

（2）认识到物理是人类对自然的认识和描述，是人类进步和发展的重要基础。

二、根据理解的六个侧面，细化学习水平评价

根据《教学基本要求》对学习水平的界定，高中物理学习水平分为知道、理解、掌握和应用。其中理解和掌握部分的内容是高中物理学习的重点。然而“理解”是多维的、复杂的，因此，在制定学习水平評价时，如何把握“理解”这一学习水平时，常常会带来困惑。《追求理解的教学设计》一书中对理解的六个侧面进行了详细的描述（表2）：

根据理解的六个侧面，我们可以尝试利用理解的六个侧面对学习水平进行分层，进而能对学生的知识掌握程度进行更精细化的评价。

学习水平中的“理解B”可以分为两个层次——解释B1和阐明B2。解释是指可以解释一些简单的物理现象，可以从课堂内或书本上直接获得的解释;阐明则是指对一些物理现象作出解释，提出自己的观点，需要学生通过思考阐明自己的观点及论据。

学习水平中的“掌握C”，则应该是更高一个层次的理解。它可以分为由低到高的三个层次，分别是解决C1（为了避免与学习水平中的D级要求“应用”相混淆，这里用“解决”来替代）、洞察C2和神入C3。“解决”要求能应用所学知识解决一些简单的问题;“洞察”要求学生能运用所学物理知识，带着自己的观点与批判精神去发现现实世界;“神入”要求学生转变角度看问题，可以站在他人的角度理解所学习的知识。（“自知”这一理解侧面要求很高，先不做分类）依据上述学习水平的细分，在“运动的描述”单元中，可以对学生的学习水平做更细致的评价（表3）。

三、紧扣单元教学目标，规划实验学习活动

单元教学目标的实现、基本问题的解决都离不开好的学习活动。物理是一门以实验为基础的学科，有效的实验活动能够让我们在实现教学目标的过程中事半功倍。但高中的实验活动和初中相比发生了明显的变化，初中的实验内容比较简单，但有趣生动，互动性强。而高中的物理实验更加注重严谨性和科学性，要求学生理解实验原理，明确实验操作步骤，能进行准确的数据处理和分析。这样的反差使得学生非常不适应，以至于在高中初始阶段就对实验活动失去了兴趣。以“运动的描述”这一单元为例，在三个DIS实验活动中学生更多的是在模仿，学生认为自己的活动任务只是完成书上的实验步骤，整个过程中通常只动手不动脑。而教师也只是关注学生实验操作正确与否，缺乏对学生头脑中的重要概念和恰当的学习证据的关注，大大削弱了实验活动的重要作用。

《追求理解的教学设计》提到学习活动应该要具备“WHERETO”要素，从思维层面上划分，可以将学习活动分为基本活动和创新性活动。基本活动主要帮助学生知道单元的方向和预期结果，激发他们的学习兴趣，是学习新知识的大门，或起到架起知识与知识间桥梁的作用。创新性活动则可以是作业的另一种表现形式。有时它是课堂活动的延伸，有时它对一个单元具有总结意义，有时它又是完全独立的，是一种对未来的展望与愿景。如果说基本活动在激发学生兴趣的同时，更是完成单元目标的基本保障，那么创新性活动则是要保持学生的学习兴趣，让学生在活动中有获得感。因而在“运动的描述”这一单元我们可以通过设计创新性的实验学习活动，如“探究测速仪、测距仪等装置的原理”“设计方案测量电梯升降过程中的加速度”“实验对比手机和DIS测量加速度的优劣”等。通过这些课余的创新性实验学习活动，提升学生对实验活动的兴趣，在活动的过程中加深对相关物理概念和实验方法的理解，提升综合素养的能力。

培养物理学科的核心素养不是一蹴而就的，追求理解的单元教学设计能够使单元知识更具有结构性和整体性，更符合学生的认知规律，从而能保证学生思维发展的连续性、系统性和有效性，同时也在学业水平评价方面给我们提供了更细致的标准。

参考文献：

[1]格兰特·威金斯，杰伊·麦克泰.追求理解的教学设计（第二版）[M].上海：华东师范大学出版社，2017-03.

[2]上海市教育委员会.中学物理单元教学设计指南[M].北京：人民教育出版社，2018-08.

[3]姜民，张玉峰.“机械运动”单元教学设计[J].中学物理， 2020（7）.