核心素養(yǎng)視角下“四大”單元教學設計模式的構建與實施

鞏子坤，孫 瑞

（杭州師范大學經(jīng)亨頤教育學院，浙江 杭州 311121）

“核心素養(yǎng)”是當今國際教育界的潮流，是學生應具備的，能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力［1］，其不僅僅是個人素質最重要的組成部分，更是學生學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力發(fā)展的基石［2］。教師只有做到整體把握課程內容，提升教學設計的站位，即從關注單一的知識點、課時轉變?yōu)榇髥卧O計，才能改變學科知識點的碎片化教學，才能真正實現(xiàn)教學設計與素養(yǎng)目標的有效對接［3］。然而，由于教師缺乏單元統(tǒng)整的能力，無法有效建立單元內各知識點間的聯(lián)系，使得單元教學變成了課時教學的簡單累加，失去了單元“結構”的應有力量，造成了單元與發(fā)展核心素養(yǎng)之間的嚴重脫節(jié)［4］。因此，本研究針對當前教師單元教學能力的不足和局限，結合教學案例，構建、實踐并檢驗了“大格局、大情境、大問題、大概念”單元教學設計模式（簡稱“四大”單元教學設計模式），以期為教師單元教學能力的提升、教學觀念的轉變以及學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供一種可能的途徑。

一、構建：“四大”單元教學設計模式的形成

研究首先理清“四大”單元教學設計模式的幾個基本概念，即大格局、大情境、大問題、大概念，然后闡述單元教學設計模式的理論基礎，最后基于上述理論與培養(yǎng)核心素養(yǎng)的訴求，構建單元教學設計模式的基本程序。

（一）基本概念

大格局：基于UbD（Understanding by Design，理解為先）單元教學設計模式［5］進行教學設計，即首先明確學習目標，然后確定實證依據(jù)，最后規(guī)劃教學活動。也就是說，在UbD單元教學設計模式的指導下，把“目標引領、逆向設計”作為基本框架與設計理念，從而構成“四大”單元教學設計模式的大格局。

大情境：基于知識發(fā)生的歷史背景與現(xiàn)實背景，由研究者創(chuàng)設的包含大問題、有利于知識再發(fā)現(xiàn)與再創(chuàng)造的歷史情境、現(xiàn)實情境或者科學情境。大情境不僅要做到課時內的一以貫之，更要盡可能做到不同課時間的一以貫之，如果不同課時的情境出現(xiàn)了變化，也應保證前后情境的邏輯自洽性。隨著學習的不斷深入，學習內容的抽象程度不斷提高，更應強調從學科知識發(fā)展的邏輯必然性中創(chuàng)設情境、提出問題［6］。

大問題：在學科或課程中處于核心位置，從大情境中自然引發(fā)的、需要回答和解決的、能促進學生深入思考和探究的總結性概括問題或單元的主題性問題［7］。這些核心問題既要有一定的開放性和自由度，還要有一定的層次性與遞進性、挑戰(zhàn)性與探究性，這樣才能為學生提供充足的探究空間，引發(fā)學生的主動思考與積極探究［8］。為了解決這些核心問題，學生需要經(jīng)歷知識發(fā)生發(fā)展的過程，進而再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造這些知識。

大概念：大概念是對概念間關系的抽象表述，是對事物的性質、特征以及事物間的內在關系及規(guī)律的高度概括［9］。大概念既包含對核心內容本質的理解，也包括知識形成和應用過程中所體現(xiàn)出來的思想方法和思維方式，前者是內容大概念，后者是過程大概念［10］。因而，大概念主要包括兩層含義：第一層，從小的、內容的角度而言，是指經(jīng)歷知識的發(fā)生發(fā)展過程后形成的具體概念；第二層，從大的、過程的角度而言，是指經(jīng)過單元學習后形成的更為本質、更為核心的思想或看法（本質是核心素養(yǎng)）。整體而言，大概念不是暫時停留在學生頭腦中的簡單知識，而是當所學知識全都忘記，仍能保留下來的東西，即核心素養(yǎng)。

（二）理論基礎

1.單元教學設計模式的理論框架——UbD單元教學設計模式

UbD 單元教學設計模式是由美國課程專家格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）與杰伊·麥克泰（Jay McTighe）創(chuàng)立的，旨在幫助學生理解學科基本思想（big idea）并將其應用到新情境中的一種新型、優(yōu)質的教學設計理論［11］。該模式強調教學設計要以促進學生有意義的學習為宗旨，先明確學習目標，再確立實證依據(jù)，最后規(guī)劃教學活動［12］。

明確學習目標既要關注“掌握知能、理解意義”等知識技能目標，也要關注“學會遷移”等核心素養(yǎng)目標，對于后者，尤其需要重視，因為能夠遷移的通常都不是知識與技能，而是知識形成過程中所蘊含的思想方法和思維方式，本質上就是核心素養(yǎng)。確立實證依據(jù)即設計評價任務。評價任務就是檢測教學目標是否達成的學習任務，目標指向哪里，評價任務就必須跟到哪里，從而形成持續(xù)性學習評價。在單元教學設計中，將評價任務凸顯出來并且置于目標與教學活動之間，可以起到承上啟下的作用：上接目標，以檢視其與目標的匹配性；下連學習，把評價任務嵌入教學過程，實現(xiàn)教、學、評的一致性。規(guī)劃教學活動本質上是規(guī)劃學習活動，需要重點關注以下問題：一是必須依據(jù)能讓大部分學生（比如，至少三分之二）達成目標的學習路徑來規(guī)劃學習活動；二是必須嵌入評價任務，以實現(xiàn)教、學、評的一致性；三是必須在整體設計的前提下分課時呈現(xiàn)學習方案。

2.單元教學設計模式的指導原則——基于核心素養(yǎng)的單元教學設計原則

史寧中教授提出，為實現(xiàn)培養(yǎng)學生數(shù)學核心素養(yǎng)的教學目標，需要把握兩個原則，一是把握數(shù)學知識的本質，二是設計并實施合理的教學活動［13］。在以上兩個原則的指導下，基于核心素養(yǎng)的教學活動可以如此描述：（1）把握數(shù)學知識的本質、把握學生認知的過程；（2）創(chuàng)設合適的教學情境、提出合適的數(shù)學問題；（3）啟發(fā)學生思考、鼓勵學生與他人交流；（4）讓學生在掌握知識技能的同時，理解數(shù)學知識的本質；（5）感悟數(shù)學的思想，形成和發(fā)展數(shù)學核心素養(yǎng)。

雖然史寧中教授提出的單元教學設計原則針對的是數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，但就其本質而言，該原則也可以推廣到一般核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。任何學科的教學設計，首先，必須認識學科的本質與學生的認知規(guī)律：所謂具備了某學科的核心素養(yǎng)就是把握了該學科的本質，所謂教學設計就是基于學生的認知規(guī)律實現(xiàn)學科本質的心理化。然后，基于上述認識，設計并實施合理的教學活動：創(chuàng)設情境、提出問題、啟發(fā)思考、經(jīng)歷知識的發(fā)生發(fā)展過程，從而實現(xiàn)掌握知能、理解意義的短期目標以及形成與發(fā)展核心素養(yǎng)的長期目標。

3.單元教學設計模式的認知發(fā)展理論支撐——學習路徑

學習路徑（Learning Trajectory）是對學生學習某一具體知識時思維與學習過程的描述，以及一個相關的、設想的路徑，這個路徑就是一系列指向學習目標的學習任務［14］。具體而言，學習路徑由學習目標（Goals，簡稱G）、任務（Tasks，簡稱T）與學習過程三部分組成。學生完成某一具體的任務，就實現(xiàn)了一個具體的子目標（構成了Gi-Ti），實現(xiàn)若干子目標后，最終達成目標G（參見圖1）。

圖1 學習路徑流程圖

學習路徑將學生的學習過程與認知發(fā)展規(guī)律顯性化，為規(guī)劃教學活動提供了心理學的依據(jù)，也為單元教學設計模式提供了理論支撐。事實上，學習路徑的設計是一個艱難的過程。學習路徑不是知識的邏輯推演順序，也不是學生自然狀態(tài)下認知發(fā)展的順序，它是知識的邏輯推演順序與學生認知發(fā)展順序的有機統(tǒng)一，因而，學習路徑的獲得過程是一個艱難的實證過程。

（三）基本操作程序

核心素養(yǎng)視角下的“四大”單元教學設計模式是以UbD單元教學設計模式為理論框架、以基于核心素養(yǎng)的單元教學設計原則為指導原則、以學習路徑為認知發(fā)展理論支撐的“四大”單元教學設計模式。該模式的基本操作程序如圖2：

圖2 “四大”單元教學設計模式的基本操作程序

基于UbD 單元教學設計模式的大格局確定預期的學習目標，設計檢測目標是否達成的“實證依據(jù)”，規(guī)劃具體的教學活動。其中，教學活動的規(guī)劃要依據(jù)“基于核心素養(yǎng)的單元教學設計原則”進行，即創(chuàng)設大情境、提出大問題，在解決問題中經(jīng)歷知識發(fā)生發(fā)展的過程，進而形成大概念。而為了更好地帶領學生經(jīng)歷知識發(fā)生發(fā)展的過程，需要設計合適的任務序列，即設計、完善學習路徑。最后，大概念的形成對應于最初明確的學習目標，從而構成一個“環(huán)路”。

簡言之，基本操作程序就是：構建UbD 單元教學設計模式的大格局；在大格局的指導下，創(chuàng)設大情境；基于大情境，提出大問題；在大問題的解決過程中，帶領學生經(jīng)歷知識的發(fā)生發(fā)展過程，形成大概念，達成學習目標。

二、實踐：“四大”單元教學設計模式的實施

本文以數(shù)學學科為例，進行“四大”單元教學設計模式的實踐研究?！翱臻g角”單元作為高中數(shù)學“幾何與代數(shù)”主線的重要內容，涉及“異面直線所成角”“直線與平面所成角”以及“平面與平面所成角”（以下簡稱“線線角”“線面角”和“面面角”）等概念。這些概念的形成過程就是概念的抽象過程，即探索發(fā)現(xiàn)角的“存在性”、直觀感知角的“合理性”、理性論證角的“唯一性”、用數(shù)學語言表述角的概念。因此，我們選取“空間角”單元進行實證研究，探究“四大”單元教學設計模式是否有助于培養(yǎng)學生的數(shù)學抽象素養(yǎng)。

研究過程大致如下：選取杭州市X中學高二年級的兩個班作為實驗班（分別記為“A班”和“B班”）以及六個平行班級作為對照班，單元前測表明，所有班級在實驗前整體水平相當，不存在顯著性差異。實驗班按照“四大”單元教學設計模式進行教學，對照班按照傳統(tǒng)的教學方式進行教學。所有教學結束后，對實驗班、對照班進行單元后測。

（一）明確學習目標

明確學習目標，即明確在單元教學結束后，期望學生最終能達成的學習結果。

在UbD單元教學設計模式中，預期的學習結果包括三個水平：掌握知能、理解意義、學會遷移。其中，掌握知能、理解意義對應于大概念中的“第一層”含義，集中在知識與技能層面；學會遷移對應于大概念的“第二層”含義，集中在思想方法與核心素養(yǎng)層面。

就“空間角”單元而言，在掌握知能方面，預期學生可以掌握“線線角”“線面角”和“面面角”的相關概念；在理解意義方面，預期學生可以理解空間角之間以及空間角與平面角之間的聯(lián)系，體會概念的形成過程；在學會遷移方面，預期學生能夠基于概念的形成過程，發(fā)展數(shù)學抽象素養(yǎng)，將所學知識遷移、應用到新的情境中。

需要指出的是，學習目標的確立要求教師站在學科本身和核心素養(yǎng)的高度，從學科、課標、教材、學生等多個視角進行分析，而不僅僅是課時教學目標的簡單累加。學習目標的確立有助于教師在單元教學時保持清晰的頭腦，即明確“教什么”“怎么教”“為什么教”和“教到什么程度”。

（二）確立實證依據(jù)

確立實證依據(jù)，即確定恰當?shù)脑u估辦法，設計合適的表現(xiàn)性評價任務，來檢測學生是否達到預期的學習目標。

就“空間角”單元而言，設計了單元前測、課時后測、單元后測，以評估預期的學習目標是否達成。問卷的結構根據(jù)學習目標的三個水平進行編制。表1簡要呈現(xiàn)單元后測中體現(xiàn)“學會遷移”水平的題目。

表1 單元后測中“學會遷移”水平的題目

上述題目主要評估學生在學完“空間角”單元后，知識遷移的能力是否得到提升?？紤]到本單元的學習主要圍繞角的“存在性”與“唯一性”展開，因此本題考查在給空間幾何元素間的距離下定義的時候，學生能否發(fā)現(xiàn)距離的“存在性”，進而感知自己所定義的距離的“合理性”與“唯一性”。因此，研究規(guī)定學生若能回答出線段的“存在性”則賦1 分，若能回答出線段的“唯一性”則賦2分。

（三）規(guī)劃教學活動

規(guī)劃教學活動，即規(guī)劃合理的學習路徑，并保證該路徑圍繞學習目標展開。為此，在“基于核心素養(yǎng)的單元教學設計原則”和“學習路徑”的指導下規(guī)劃教學活動，分為四個階段：

1.創(chuàng)設大情境

空間幾何與我們生活的現(xiàn)實世界密切相關。就“空間角”單元而言，現(xiàn)實情境可以清晰直觀地呈現(xiàn)物體間的位置關系，而從這些情境中抽象出來的數(shù)學模型可以幫助學生進一步抽象出幾何元素間的位置關系。

“線線角”教學中［15-16］，以巴黎圣母院為背景，引導學生用磁力棒搭建巴黎圣母院模型，再抽象成數(shù)學模型，進而抽象出線與線的位置關系。

“線面角”教學中［17］，仍沿用上述磁力棒模型，并從中抽象出直線與平面的位置關系。但考慮到磁力棒模型不易動態(tài)變化，在之后帶領學生探索發(fā)現(xiàn)線線角的“存在性”和直觀感知線線角的“合理性”時不具有可操作性，因此，改用小棒和泡沫板來構建數(shù)學模型。

“面面角”教學中［18］，考慮到磁力棒模型中雖然含有面面角，但從中抽象出的平面不具有直觀性，因此改用賀卡模型。

2.提出大問題

“空間角”單元包含三個核心課時，盡管每一課時關注的空間元素不同，但核心問題沒有改變，即如何刻畫空間幾何元素間的相對傾斜程度，這也體現(xiàn)了角的本質。因此，本單元的大問題緊緊圍繞“相對傾斜程度”展開，即“如何刻畫異面直線間的相對傾斜程度”“如何刻畫直線與平面間的相對傾斜程度”“如何刻畫平面與平面間的相對傾斜程度”。

3.經(jīng)歷知識發(fā)生發(fā)展的過程

為了解決大問題，教師需要設計合適的、符合學生認知規(guī)律和知識發(fā)生發(fā)展規(guī)律的、指向學習目標的學習任務序列，也就是學習路徑。

經(jīng)過三次教學設計、兩次教學實踐、多次教學研討和測試訪談，不斷修訂、完善學習路徑，形成了最終的“空間角”單元學習路徑（見圖3）。

圖3 “空間角”單元學習路徑

盡管“線線角”“線面角”和“面面角”的教學內容有所差異，但學習路徑中蘊含的本質沒有發(fā)生改變，即圍繞著數(shù)學抽象展開，將“空間角”轉化為“平面角”：探索發(fā)現(xiàn)角的“存在性”，直觀感知角的“合理性”，理性論證角的“唯一性”，最終用數(shù)學語言表述角的概念。

4.形成大概念

教師帶領學生從現(xiàn)實情境與數(shù)學模型中抽象出幾何元素，提出“如何刻畫幾何元素間的相對傾斜程度”這一大問題，進而探索角的“存在性”、感知角的“合理性”、論證角的“唯一性”、表述角的概念，帶領學生經(jīng)歷完整的“空間角”的概念抽象過程，進而深刻理解空間角概念。從內容大概念的角度而言，就是理解“空間角”這個概念——角是對幾何元素間相對傾斜程度的度量；從過程大概念的角度而言，“空間角”概念的抽象過程，就是數(shù)學概念的形成過程，其中所體現(xiàn)的核心思想就是數(shù)學抽象。

三、檢驗：“四大”單元教學設計模式的教學效果

為檢驗“四大”單元教學設計模式的教學效果，亦即檢驗學習目標的達成情況以及學習路徑是否合理，我們進行了縱向比較和橫向比較。其中，縱向比較是為了探查單元教學前后兩個實驗班學生數(shù)學抽象水平的變化情況；橫向比較是為了探查單元教學后實驗班和對照班學生的數(shù)學抽象水平。

（一）縱向比較

考慮到數(shù)學抽象主要體現(xiàn)為“學會遷移”，因此，選取A、B班學生單元前后測中“學會遷移”水平題目（前后測中該水平的題目相同）的得分情況進行分析。

分析平均得分發(fā)現(xiàn)（見表2），兩班學生后測平均分均高于前測平均分。配對樣本t檢驗表明，A班學生前測和后測成績存在顯著性差異（t=-2.68，p＜0.5）。盡管B班學生的單元前后測比較差異并不顯著（t=-1.737，p＞0.5），但結合前后測分數(shù)、學生的課堂表現(xiàn)以及教師的授課感受仍認為A、B班學生在數(shù)學抽象能力方面均得到了一定程度的提升。

表2 實驗班學生單元教學前后得分對比

（二）橫向比較

選取實驗班和對照班學生單元后測中“學會遷移”水平題目的得分情況進行分析。分別統(tǒng)計實驗班和對照班學生的平均分（見表3），可以發(fā)現(xiàn)實驗班學生的得分遠遠高于對照班學生的得分。獨立樣本t檢驗表明，實驗班學生和對照班學生的單元后測成績存在顯著性差異（t=5.991，p＜0.1）。

表3 實驗班和對照班學生單元教學后測得分對比

由此可見，相較于傳統(tǒng)教學方式，基于“四大”單元教學設計模式開展的“空間角”單元教學更有助于培養(yǎng)學生的數(shù)學抽象素養(yǎng)。

四、建議：“四大”單元教學設計模式的實施策略

（一）宏觀統(tǒng)籌大格局

統(tǒng)籌大格局的關鍵是要明確學習目標，明確學習目標的關鍵是確定大概念，提煉學科大概念可從三個維度入手：基于學科視角，聚焦學科本質；基于課程標準，依據(jù)學科教材；基于學生發(fā)展需求［19］。這就要求我們讀懂課程、讀懂學科、讀懂學生，進而在單元學習目標的統(tǒng)領下，合理規(guī)劃教學活動，設計學習路徑。

（二）有效構建大情境

核心素養(yǎng)是在特定情境中表現(xiàn)出來的知識、能力和態(tài)度，因此，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要重視情境的構建，只有有效的情境才有利于學生感悟、理解、形成和發(fā)展核心素養(yǎng)。有效的情境，就是基于知識發(fā)生發(fā)展并包含著大問題的情境，就是隱含著知識來龍去脈的情境，就是基于學生認知發(fā)展水平的情境，就是將學生拋錨在其中、沉浸于其中的情境，就是學習發(fā)生的源頭與平臺。作為單元教學的大情境，并不需要保證每個課時的情境完全相同，但需要保證不同情境間的邏輯自洽，保證問題提出、概念引出的自然而然、水到渠成。

（三）精準定位大問題

課堂中教師提出的“大問題”，是課堂的“課眼”，文本的“文眼”，是課堂教學的主線。它強調的是問題的“質”，能給學生的獨立思考和主動探究留下充分的探究空間。大問題是單元教學向前推進的原初動力、第一動力，是知識發(fā)生發(fā)展的本原問題。為了精準定位大問題，教師需要精準把握單元知識，理清知識背后蘊含的思想、方法，明了知識的探究需要經(jīng)歷怎樣的過程，而最為重要的，是要明確這些知識“為什么發(fā)生”“何以發(fā)生”？大問題必須具有一定的開放性和自由度、層次性和遞進性、挑戰(zhàn)性和探究性。

（四）完整經(jīng)歷大概念

史寧中教授曾說：“以知識為本的教育在本質上是結果性的教育，這樣的教育是缺少智慧的。而智慧又表現(xiàn)在過程之中，通過過程表現(xiàn)出來的智慧，也只能通過過程進行教育?！保?0］因此，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的教學一定是凸顯過程的教學，一定是帶領學生經(jīng)歷知識發(fā)生發(fā)展過程的教學。核心素養(yǎng)是學生自己反思和悟出來的，反思和悟的對象是知識，更是思想與方法，而思想與方法則嵌入在過程之中。學生正是在這樣的過程中發(fā)現(xiàn)概念、感悟概念、理解概念、深化概念，從而促進核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

概括而言，核心素養(yǎng)視角下的“四大”單元教學設計模式為教師單元教學能力的提升、教學觀念的轉變以及學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供了一種可能的途徑，即大格局告訴我們如何整體構建大概念，大情境告訴我們大概念在哪里發(fā)生，大問題告訴我們大概念為什么發(fā)生，知識的發(fā)生發(fā)展過程告訴我們大概念如何發(fā)生?！?/p>