追求理解的化学教学设计研究

陈晓勇 朱恩

摘要： 从理解的三个层面分析解构课程标准中的教学要求，形成教学内容的大概念和核心任务，提出学习目标；运用理解的解释、阐明、应用、洞察、神入、自知等六个侧面，设计证明学生理解的一系列证据。以这些证据为基础设计相关问题，进而分类、组织，形成课堂教学环节和教学流程。

关键词： 学科理解； 教学设计； 物质的聚集状态； 晶体

文章编号： 1005-6629（2022）11-0043-07

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

高中化学课程标准的基本理念之一是依据化学学业质量标准，积极倡导“教、学、评”一体化，使每个学生化学学科核心素养得到不同程度的发展［1］。基于对理解性学习的思考，美国教育专家格兰特·威金斯（Grant Wiggins）和杰伊·麦克泰（Jay Mc Tighe）提出了追求理解的教学设计方案（The Understanding by Design，簡称UbD，下同）［2］，依据目标、评价、计划三个环节来设计教学，把评价放在学习活动之前进行设计，使“教、学、评”一体化在学生学习活动中得到有效实施，对新课程理念下改进教师教学设计等方面有重要的启示意义。下面结合UbD理论，以人教版选择性必修2第3章第1节“物质的聚集状态与晶体的常识”为例，尝试在高中化学新课程追求理解的教学设计方面进行探索。

1 基于UbD理论的教学设计

UbD教学设计分为三个阶段：阶段1：确定预期结果；阶段2：明确评估证据；阶段3：设计学习计划［3］。

1.1 阶段1——确定预期结果

UbD设计中的学习目标是基于理解的学习目标，要从需要熟悉的知识、需要掌握和完成的重要内容、大概念和核心任务等理解的三个层面来解构课程标准中的教学要求，进而提出本节内容的学习目标。要从大概念、特定理解、可能的误解、基本问题、学生将会知道、学生将能做到等方面来阐析我们对于学习目标的理解。所以在设计中，学习目标不是复制课程标准中的要求，而是在深刻理解目标中各知识点的内涵和相互联系的基础上，提出具体的学习目标（如图1所示）。

1.1.1 理解学习目标

课程标准中有内容要求与学业要求。教师教学用书根据课程标准编写教学目标。教材依据课程标准进行编写，其中包含着众多的知识点与概念。依据课程标准编制的习题，用于检查学生对教材相关知识的理解程度，评估学生是否达成课程标准的相关要求。所以教师在设计教学的时候，要反复比较课程标准、教师教学用书、教材、习题中涉及的知识与概念，找出其中的主要知识点与核心概念，从理解的三个层面出发确定具体的学习目标。笔者将本课中有关的课程标准、教师教学用书、教材、习题中的教学要求和知识点列表，如表1所示。

总结归纳表1中各栏的主要知识点、核心概念和基本问题，如表2所示。

1.1.2 梳理知识关系

分析表1中的知识点，可得本单元各知识点之间的逻辑关系，如图2所示。

由此可以确定本单元的大概念是“晶体是一种特殊的聚集状态”，核心概念是“聚集状态、晶体、晶胞”，基本问题是“聚集状态如何分类、晶体的特殊性表现在哪些方面、晶胞如何反映晶体的特殊性？”。为此，笔者把本节内容的学习过程分为两个课时：第1课时从微粒的聚集状态到晶体，学习微粒聚集成晶体的基本特征，核心任务是“理解微粒如何聚集成晶体”；第2课时从晶体到晶胞，学习晶体与晶胞的关系及晶胞特征，核心任务是“理解晶胞如何反映晶体中微粒的排列特征”，归纳如图3所示。

再进一步确定每一个课时中学习内容的优先次序，如图4所示。

1.1.3 确定预期结果

只有对学习最终目标的优先次序形成一致意见后，我们才能够对要教什么、不教什么、重点是什么和需要弱化的是什么作出合理的判断［7］。最终确定预期结果，如表3所示。

1.2 阶段2——明确评估证据

通过哪些表现型任务或证据证明学生达到了阶段1的预期结果或学习目标？可以运用理解的6个侧面，把核心任务转化成表现型任务或评估证据，以这些任务或证据的完成情况评估学生理解的程度。表现型任务则可以用“如果学生理解了，学生就能解释（或阐明、或应用、或洞察、或神入、或自知）……”等来描述。笔者设计的第1课时核心任务对应的评估证据，如表4所示。

1.3 阶段3——设计学习计划

这一阶段要考虑学生的情况，从学生的知识结构、生活经验、知识水平、思维特点等方面分析，由理解的6个侧面所形成的表现型任务或评估证据中，哪些任务或证据是与学生原有的知识结构、生活经验相关联的，哪些是与学生知识水平、思维特点相匹配的。按照学生在学习过程中理解与迁移的难易程度，将这些任务或证据由易到难进行排序。同时我们还要考虑教学时数、教学环境等因素，对这些任务或证据进行取舍。据此，把任务或证据有序地组合起来，就可以形成课堂教学环节，“以学定教”就体现在这里。

表4“解释”所对应的任务中，“气、液、固”三态的特征学生已学过，各种聚集状态的区别教材上均有，可以布置预习任务，让学生课前自主学习，在课堂上便可以组织学生讨论归纳。表4“洞察”所对应的任务中，白糖、红糖、粗盐、细盐等固体日常生活中均有，学生也常有接触，很容易进行观察，但通常学生较难发现其中的晶体外观特征。比较了这两个任务的特点，笔者决定先让学生完成“解释”所对应的任务，在知道了晶体与非晶体的区别之后，应用所学的知识，再去完成“洞察”所对应的任务，这是从外观上理解晶体。然后完成“应用”所对应的任务，从内部微粒排列上理解晶体。接着让学生完成“阐明”所对应的任务，向同学汇报晶体中微粒聚集的各种特征。再让学生完成“神入”所对应的任务，把所学知识内化为自己对晶体的感悟。最后让学生完成“自知”所对应的任务，把自己的学习感悟进行整理、表达，与同学分享。整个教学环节安排如表5所示。

根据UbD理念，为增强教学设计的吸引力和有效性，在教学活动设计中可考虑WHERETO要素。以下是各活动编码的意义［8］。

W：帮助学生知道此单元的方向（Where）和预期结果（What），帮助教师知道学生从哪（Where）开始（先前知识、兴趣）；

H：把握（Hook）学生情况和保持（Hold）学生兴趣；

E1：武装（Equip）学生，帮助他们体验（Experience）主要观点和探索（Explore）问题；

R：提供机会去反思（Rethink）和修改（Revise）他们的理解及学习表现；

E2：允许学生评价（Evaluate）他们的学习表现；

T：对于学生不同的需要、兴趣和能力做到量体裁衣（Tailor）（個性化）；

O：组织（Organize）教学使其最大程度地提升学生的学习动机和持续参与的热情，提高学习效果。

运用WHERETO要素，我们把教学环节进一步细化，设计成教学流程，见表6。

第2课时的设计则从复习晶体与非晶体的区别入手，引导学生认识晶胞与晶体的关系，并学会判断晶胞，计算晶胞中粒子的数目，实现对晶体中微粒排列有序性的深度理解。

2 总结与感悟

UbD理论注重以教学预期目标为导向，通过先预测评估标准，再设计学习活动，最终达成对科学本质理解的学习目标。在运用UbD理论开展教学设计时，我们要处理好以下三个方面的关键问题。

2.1 把课程标准转化为教学目标

教师在备课的过程中要深入地分析课程标准、教材、教师教学用书、学生教辅材料等教学资源中所蕴含的知识要求，运用知识网络图分析其知识内容的相互关系，从理解的三个层面建构知识学习的优先顺序，确定其中的大概念与核心任务，促进大概念的理解与核心任务的完成，这是一节课最主要的教学目标。非核心的知识，则以课程标准和教学情境的需要为依据进行适当的取舍。教学目标还需要从大概念、特定理解、可能的误解、基本问题、学生将会知道、学生将能做到等方面来描述，使目标转化为清晰的、具体的预期结果。

2.2 把教学目标转化为评价证据

在寻找评估证据的阶段，基于理解的6个侧面，要抓住教学目标中的核心概念，从教材、实验、课后习题、生活事例中寻找能证明学生理解核心概念的评价证据，不断丰富我们的证据集。依据这些评价证据，设计学生学习中开展探究的问题，并对这些问题设计评价标准，根据学生在解决问题中的表现，评价学生对核心概念的理解程度，在课堂教学中形成实时的反馈，不断地用评价来指导教学。

2.3 把评价证据转化为教学环节或教学流程

证明学生理解的评价证据可能有很多，但在课堂教学中，由于受各方面因素的限制，不可能把所有的证据都拿来评价学生对核心概念的理解情况。所以在使用评价证据的时候必须“以学定教”，有所选择，从学生原有的知识水平、生活经验、能力特点等实际出发，选择适合学生的评价证据，设计成探究问题，形成适合学生开展探究活动的问题串，形成教学环节或教学流程，如图5所示。

学习的过程就像用地图导航一样。首先要适合学生。把评价证据转化为教学环节的时候，要特别注意探究的问题、学习的顺序等是否适合学生原有的知识水平和能力水平，要始终关注学生的课堂表现，让课堂教学始终落在学生的最近发展区，不断促进学生对学习的理解和应用。

其次要目标明确。课程标准只是从战略上为我们指明了前进的方向，教师针对每一个单元、每一节课的备课活动，要求制定明确的战术目标——每节课的教学目标。UbD设计的理念、框架、流程、工具可以把课程标准转化为清晰的教学目标、具体的预期结果，保证了课程标准在每一次课堂教学中得到落实。

再次评价要及时。UbD设计过程中教学评价的设计在教学活动设计之前，通过评价不断地修正课堂教学活动，这种以终为始的逆向教学设计不仅保证了“教、学、评”一体化的实现［9］，还使教学中常见的“老师讲，学生听”变成了“学生讲，老师听”。在教学活动中，教师要根据学生的表现进行评估，所以必须让学生说、让学生做、让学生来表现，从而使学习方式的转变成为可能。

参考文献：

［1］ ［4］ ［5］ 中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［S］. 北京： 人民教育出版社， 2020： 1～2， 40， 42.

［2］ ［3］ ［7］ ［8］ Grant Wiggins， Jay Mc Tighe著. 闫寒冰等译. 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： 22～23， 63.

［6］ 人民教育出版社课程教材研究所.普通高中教科书教师教学用书·化学选择性必修2·物质结构与性质［M］. 北京： 人民教育出版社， 2020： 119.

［9］ 倪胜军， 付绍武， 艾进达. 逆向、整体、可操作： UbD理论视角下化学单元教学设计——以九年级“化学方程式”为例［J］. 化学教学， 2021， （12）： 48～51.