指向“精準(zhǔn)可視化”的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

李建鋒

摘 ? 要：基于逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的理論，融合SOLO分類理論和可視化理論，以人教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)第十二章第一節(jié)“杠桿”為例，探討指向“精準(zhǔn)可視化”的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施。

關(guān)鍵詞：逆向教學(xué)設(shè)計(jì);精準(zhǔn);可視化教學(xué);杠桿

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2022）4-0033-4

1999年，美國(guó)課程與教學(xué)領(lǐng)域?qū)＜彝鹚购瓦~克泰在反思傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)往往依據(jù)教材和經(jīng)驗(yàn)組織教學(xué)活動(dòng)，注重完成既定的教學(xué)內(nèi)容，但因缺乏教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向而造成教學(xué)低效?；诖?，威金斯和邁克泰提出了逆向教學(xué)設(shè)計(jì)模式，即“將教學(xué)過程分為三個(gè)步驟：確定預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo);制訂如何證明學(xué)生實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)目標(biāo)的手段與措施;安排各種教學(xué)活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)習(xí)活動(dòng)，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)”[1]。簡(jiǎn)而言之，即“確定預(yù)期結(jié)果—確定合適的評(píng)估證據(jù)—設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)”[2]。結(jié)合課堂實(shí)踐，為追求優(yōu)質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，應(yīng)在逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，融合SOLO分類理論和可視化理論，使課堂教學(xué)更加精準(zhǔn)、可視化和可測(cè)評(píng)。本文以人教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)第十二章第一節(jié)“杠桿”為例，做具體說明。

1 ? ?“精準(zhǔn)”是逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的銜接保障

國(guó)內(nèi)教師開展逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐研究，遵循“確定預(yù)期結(jié)果—確定合適的評(píng)估證據(jù)—設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)”三個(gè)步驟。但在三個(gè)步驟的銜接中，往往會(huì)存在一些困惑：如何把預(yù)期結(jié)果（教學(xué)目標(biāo)）解構(gòu)為學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo);如何把學(xué)習(xí)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為可操作的評(píng)價(jià)方案;如何將評(píng)估證據(jù)與教學(xué)活動(dòng)相融合。

1.1 ? ?從教學(xué)目標(biāo)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的精準(zhǔn)解構(gòu)

1.1.1 ? ?分析教學(xué)素材，明確教學(xué)目標(biāo)

教師制訂教學(xué)目標(biāo)，要綜合分析教學(xué)素材，如課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、近幾年中考題目等。2011年版義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課的要求是“通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件”。分析教材：“杠桿”是前面幾章力學(xué)知識(shí)點(diǎn)的延續(xù)，也是學(xué)習(xí)滑輪和輪軸等簡(jiǎn)單機(jī)械的基礎(chǔ)。通過整理近幾年的中考題，發(fā)現(xiàn)“探究杠桿的平衡條件”“力臂的畫法”“杠桿的分類”是考核的熱點(diǎn)。

1.1.2 ? ?運(yùn)用信息技術(shù)，了解學(xué)生認(rèn)知

學(xué)生在小學(xué)六年級(jí)對(duì)“杠桿”有了初步的認(rèn)識(shí)。為了更好地銜接小學(xué)知識(shí)并了解學(xué)情，教師利用“問卷星”編制題目，課前推送給學(xué)生完成，指引學(xué)生回顧小學(xué)科學(xué)知識(shí)。教師通過分析問卷，確定學(xué)生的前概念認(rèn)知：知道像撬棍這樣的簡(jiǎn)單機(jī)械叫杠桿;知道支點(diǎn)、用力點(diǎn)和阻力點(diǎn);能簡(jiǎn)單區(qū)分省力杠桿和費(fèi)力杠桿。

1.1.3 ? ?融合SOLO理論，解構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)

基于學(xué)情分析，融合SOLO理論，把教學(xué)目標(biāo)解構(gòu)為學(xué)習(xí)目標(biāo)。SOLO層次主要包括前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、拓展抽象五個(gè)層次[3]。

借助SOLO分類理論，將教學(xué)目標(biāo)解構(gòu)為低階認(rèn)知和高階認(rèn)知兩個(gè)階段，共分成四個(gè)層級(jí)，進(jìn)一步把每個(gè)層級(jí)的要求細(xì)化為可測(cè)量的學(xué)習(xí)目標(biāo)（表1）。解構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)，有利于教師把握教學(xué)重難點(diǎn)，在教學(xué)中有的放矢，從而使課堂教學(xué)更加高效。

1.2 ? ?從學(xué)習(xí)目標(biāo)到課堂評(píng)價(jià)的精準(zhǔn)銜接

根據(jù)SOLO分類理論把教學(xué)目標(biāo)解構(gòu)為9個(gè)可測(cè)量的評(píng)價(jià)觀測(cè)點(diǎn)（學(xué)習(xí)目標(biāo)），再將9個(gè)評(píng)價(jià)觀測(cè)點(diǎn)與物理核心素養(yǎng)、物理中考題和課本評(píng)價(jià)任務(wù)相結(jié)合，從而制訂合理的評(píng)價(jià)方案（表2）。評(píng)價(jià)方案包含“評(píng)價(jià)觀測(cè)點(diǎn)”“評(píng)價(jià)任務(wù)”“主要評(píng)價(jià)方法”“評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)與反饋”四個(gè)維度。

1.3 ? ?從課堂評(píng)價(jià)到教學(xué)活動(dòng)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)

首先，確定課堂評(píng)價(jià)方案，即確定學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)到的證據(jù)，再根據(jù)發(fā)現(xiàn)證據(jù)的需要設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，從而使教學(xué)成為發(fā)現(xiàn)證據(jù)的過程，實(shí)現(xiàn)課堂評(píng)價(jià)與教學(xué)活動(dòng)的精準(zhǔn)銜接，形成“教學(xué)—評(píng)價(jià)—教學(xué)”的螺旋結(jié)構(gòu)。

1.3.1 ? ?創(chuàng)設(shè)情境，認(rèn)識(shí)杠桿

教師利用PPT展示“阿基米德”的圖片，引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)名言“給我一根杠桿和一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)地球”，進(jìn)而引出課題——“杠桿”。教師追問學(xué)生“下列哪些物體（圖1）是杠桿？”教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析，總結(jié)杠桿的定義：能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。

1.3.2 ? ?類比模型，探究實(shí)驗(yàn)

教師播放PPT，呈現(xiàn)“蹺蹺板”模型，先講述杠桿的平衡狀態(tài)，再讓學(xué)生把桌面的杠桿調(diào)成水平位置的平衡狀態(tài)。小組完成探究實(shí)驗(yàn)：類比蹺蹺板游戲，用質(zhì)量較大的鉤碼替代大人，質(zhì)量較小的鉤碼替代小孩，調(diào)節(jié)鉤碼位置，使杠桿重新回到水平位置的平衡狀態(tài)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

1.3.3 ? ?妙用口訣，突破難點(diǎn)

力臂的認(rèn)識(shí)和作圖是本節(jié)課的難點(diǎn)。教師首先介紹杠桿在水平位置平衡時(shí)的力臂。再設(shè)疑：如果杠桿不在水平位置平衡，動(dòng)力臂和阻力臂又該怎樣畫？教師引導(dǎo)學(xué)生充分討論分析，得出力臂即是“支點(diǎn)到力的作用線的距離”。教師手握直角三角板的斜邊，讓力的作用線與一條直角邊重合，緩慢移動(dòng)直角三角板，使另一條直角邊經(jīng)過支點(diǎn)O，并巧用 “轉(zhuǎn)角（直角邊）遇到愛（支點(diǎn)）”的口訣，畫出杠桿不在水平位置平衡時(shí)的力臂（圖2），從而由簡(jiǎn)入深、層層遞進(jìn)，突破力臂的作圖。

1.3.4 ? ?聯(lián)系生活，明辨杠桿

PPT呈現(xiàn)不同類型的剪刀，創(chuàng)造生活情境：你會(huì)用哪把剪刀修剪花木？教師聯(lián)系生活，設(shè)置情境，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)杠桿的類型，既營(yíng)造了課堂的氛圍，也體現(xiàn)了“物理來(lái)源于生活，也服務(wù)于生活”的理念。

2 ? ?“可視化”是逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的高效保障

在物理知識(shí)抽象之處創(chuàng)設(shè)可視化情境，一方面，遵循了初中生認(rèn)知的客觀規(guī)律，有助于學(xué)生跨越思維最近發(fā)展區(qū);另一方面，知識(shí)可視化有利于達(dá)成物理學(xué)科核心素養(yǎng)，知識(shí)抽象之處通常出現(xiàn)在物理學(xué)科的核心知識(shí)呈現(xiàn)之時(shí)，是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)或難點(diǎn)[4]。借助“可視化”理論和工具，把逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的教與學(xué)活動(dòng)高效落實(shí)到位。

2.1 ? ?學(xué)情信息的可視化

利用“問卷星”軟件開展學(xué)情調(diào)查，把學(xué)生認(rèn)知以答題正確率、答題的選項(xiàng)分布等方式反饋給教師，幫助教師掌握學(xué)情，調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)情信息的可視化。

2.2 ? ?教學(xué)策略的可視化

利用SOLO分類理論把教學(xué)目標(biāo)解構(gòu)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，并以表格的方式呈現(xiàn)，有助于教師在課堂教學(xué)中幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地建構(gòu)知識(shí)，促成教學(xué)策略的可視化。

2.3 ? ?概念構(gòu)建的可視化

“力臂”的概念是本節(jié)課的難點(diǎn)。首先，學(xué)生利用杠桿尺模擬蹺蹺板在水平位置平衡，但在分析數(shù)據(jù)時(shí)，學(xué)生對(duì)“力臂”的認(rèn)知思維仍停留在支點(diǎn)O到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生用彈簧測(cè)力計(jì)改變某一個(gè)力的方向，觀察力的大小變化，并分析原因。提出問題：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中的距離指的是什么？這個(gè)距離一定在杠桿上嗎？然后，抽象出模型，讓學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)力臂的概念。其次，對(duì)于學(xué)生來(lái)說，“力臂”不在杠桿上的畫法是具有較大的難度的。教師先呈現(xiàn)杠桿（圖3），再利用PPT動(dòng)畫（或擦掉杠桿）使杠桿暫時(shí)“消失”（圖4），只給學(xué)生呈現(xiàn)支點(diǎn)O和兩條力的作用線。學(xué)生聯(lián)系數(shù)學(xué)知識(shí)，較容易理解此時(shí)“力臂”就是支點(diǎn)O到兩條力的作用線的最短距離，并結(jié)合 “轉(zhuǎn)角（直角邊）遇到愛（支點(diǎn)）”的口訣畫出“力臂”，促成概念建構(gòu)的可視化。

2.4 ? ?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可視化

學(xué)生在完成探究實(shí)驗(yàn)后，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入到Excel表格中。教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生糾正（F1+L1=F2+L2）的錯(cuò)誤認(rèn)知，并巧妙地利用Excel的計(jì)算功能，快速呈現(xiàn)（F1L1）和（F2L2）的所有值，順利總結(jié)出杠桿的平衡條件，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可視化。

3 ? ?總結(jié)與反思

逆向教學(xué)設(shè)計(jì)主張“目標(biāo)先行，評(píng)價(jià)優(yōu)先”的思想，而指向“精準(zhǔn)可視化”的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)可幫助教師較好地銜接和落實(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，將逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的概念延伸為“逆向精準(zhǔn)可視化教學(xué)設(shè)計(jì)”（圖5），即綜合逆向教學(xué)設(shè)計(jì)、可視化工具、SOLO分類理論，達(dá)成指向“精準(zhǔn)可視化”的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張旭東，孫重陽(yáng).由峰至原：中學(xué)化學(xué)逆向教學(xué)設(shè)計(jì)的探討與實(shí)踐[J].化學(xué)教學(xué)，2019（3）：41-45，49.

[3]彼格斯，科利斯.學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)：SOLO分類理論可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)構(gòu)[M].高凌飚，張洪巖，譯.北京：人民教育出版社，2010.

[4]熊華，盧天宇，郭美華.試論思維可視化運(yùn)用于初中物理教學(xué)的要點(diǎn)——以“凸透鏡成像的規(guī)律”為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2016，45（22）：13-15，2.

（欄目編輯 ? ?鄧 ? 磊）