陶林
摘 要:單元教學(xué)是教師把握教學(xué)進度、落實核心素養(yǎng)的有效途徑。初中科學(xué)是一門綜合性學(xué)科,強調(diào)概念和原理的統(tǒng)一,通過單元教學(xué)可以幫助學(xué)生建立對科學(xué)的整體認(rèn)知?;诖?,文章以初中科學(xué)單元教學(xué)為研究方向,積極引入“UbD”模式,為科學(xué)教學(xué)提供新的思路。首先,從核心問題入手,以單元教學(xué)設(shè)計原則為切入點,闡述UbD視域下初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計理論基礎(chǔ);再分析基于UbD的初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計過程,在全面了解相關(guān)信息基礎(chǔ)上,結(jié)合案例分析法,對基于UbD的初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計進行實踐驗證;最后提出教學(xué)反思,為后續(xù)研究提供參考價值。
關(guān)鍵詞:UbD;初中科學(xué);單元教學(xué);設(shè)計分析
中圖分類號:G632? ?文獻標(biāo)識碼:A? ?文章編號:1673-8918(2023)16-0001-05
人工智能背景下,知識資源成為社會發(fā)展的依托。為適應(yīng)時代發(fā)展需求,教育領(lǐng)域積極尋求新的教育教學(xué)目標(biāo),在原有“記憶型”人才培養(yǎng)基礎(chǔ)上提出“創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)目標(biāo),倡導(dǎo)以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)改革。UbD模式運用逆向教學(xué)三個階段來組織單元教學(xué)設(shè)計,是一種促進學(xué)生深度探究、發(fā)展思維的教學(xué)模式,在提高學(xué)生綜合素養(yǎng)、教師教學(xué)能力方面發(fā)揮著重要作用。因此,初中科學(xué)教師應(yīng)該積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,將UbD模式應(yīng)用于單元整體教學(xué)中,實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。
一、 基于UbD的初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)
(一)UbD模式
UbD指的是理解為先模式,旨在理解基礎(chǔ)上,實現(xiàn)知識在新環(huán)境中的遷移和應(yīng)用。本質(zhì)而言,UbD是單元設(shè)計框架,為教師提供課程設(shè)計的思路和方法,主要包括三個階段:一是制訂單元學(xué)習(xí)目標(biāo),由目標(biāo)推斷學(xué)生應(yīng)該達到的預(yù)期結(jié)果。內(nèi)容包括:①如何深度理解知識?②深入理解后的意義是什么?③學(xué)生應(yīng)該思考的關(guān)鍵問題是什么?④學(xué)生必備的知識基礎(chǔ)和技能是什么?⑤目標(biāo)達成的標(biāo)準(zhǔn)是什么?二是編制評估方式,確定實現(xiàn)目標(biāo)的證據(jù),教師需要思考的問題是:①學(xué)生哪種表現(xiàn)可以直接或者間接證明已經(jīng)理解所學(xué)內(nèi)容?②學(xué)生評價標(biāo)準(zhǔn)是什么?③評價標(biāo)準(zhǔn)和階段一的目標(biāo)是否相契合?三是規(guī)劃單元學(xué)習(xí)過程,需要明確的任務(wù)有:①為實現(xiàn)階段一的目標(biāo)應(yīng)該開展哪些活動?②為幫助學(xué)生理解知識需要制定怎樣的學(xué)習(xí)計劃?③如何全方位呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容?④如何確保活動過程與階段一和階段二一致?三個階段,即“目標(biāo)—評價—活動”逆向教學(xué)設(shè)計,需要從整體上保持關(guān)聯(lián)度,目的性鮮明,不僅實現(xiàn)教學(xué)評一致性,還全面推進深度學(xué)習(xí)。教師可以根據(jù)實際情況,從解釋、釋義、應(yīng)用、洞察、移情、自知等方面選擇相應(yīng)的維度。
(二)單元教學(xué)設(shè)計原則
1. 整體關(guān)聯(lián)性原則
整體關(guān)聯(lián)性原則主要體現(xiàn)在三個層面:一是教學(xué)安排整體性。教師設(shè)計教學(xué)項目時,需要以單元目標(biāo)為導(dǎo)向,將項目實施過程每一個環(huán)節(jié)都放在大單元系統(tǒng)中考量,避免片面性的教學(xué)安排。二是學(xué)生認(rèn)知把握的整體性。單元教學(xué)是將知識作為整體研究對象,對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知能力有較高要求,所以教師需要綜合評估學(xué)生實際學(xué)情,從整體上了解學(xué)習(xí)主體的認(rèn)知規(guī)律和心理特征。同時教師也會考量學(xué)生間的差異性,用整體標(biāo)準(zhǔn)作參考,幫助學(xué)生取得進步,確保每一名學(xué)生都能在項目中找到自己的位置,實現(xiàn)學(xué)習(xí)價值。三是整體與部分的關(guān)聯(lián)性。項目化學(xué)習(xí)不僅要重視整體內(nèi)容,還要強調(diào)整體與部分間的緊密聯(lián)系,將教學(xué)過程劃分為不同的階段,確保單元教學(xué)在大單元指導(dǎo)之下完成。總之,教師在設(shè)計項目時既要從整體角度入手,又要注意階段間的銜接。
2. 動態(tài)發(fā)展性原則
單元學(xué)習(xí)的特點是動態(tài)發(fā)展性,因為學(xué)生的學(xué)習(xí)情況是不可控的,需要教師不斷開發(fā)利用課堂生成性資源,改進、完善動態(tài)發(fā)展過程。一方面,在項目設(shè)計階段留有充足的調(diào)整空間,為新想法、新手段的提出奠定基礎(chǔ);另一方面,在項目實施階段進行總結(jié)和反思,總結(jié)單元教學(xué)中可以深入挖掘的地方,反思需要調(diào)節(jié)、改進的內(nèi)容。通過動態(tài)發(fā)展研究,促使單元學(xué)習(xí)始終處于完善狀態(tài)。
3. 以生為本原則
單元教學(xué)是以學(xué)生為主的教學(xué)方法,教師在運用UbD模式時應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,堅持以生為本原則。一方面,以學(xué)生為本,立足學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律,用簡潔、明了的語言描述科學(xué)要素關(guān)系,積極引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)知識背后的內(nèi)涵和規(guī)律;另一方面,以生活為本,科學(xué)學(xué)習(xí)無法與社會實踐脫軌,不能忽視學(xué)科創(chuàng)造美好生活的特質(zhì),教師應(yīng)該充分融合實際生活,以生活化視角觀察、落實教學(xué)活動,促使校內(nèi)小社會與校外大社會發(fā)揮聯(lián)動作用。
二、 基于UbD的初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計過程
(一)確定單元切入點
1. 界定
單元切入點是結(jié)合新課標(biāo)、學(xué)生學(xué)情、學(xué)科知識邏輯等,確立的單元教學(xué)開端。受到教材內(nèi)容、個人風(fēng)格、學(xué)生興趣點、時政新聞等要素的影響,單元切入點可以是主題、概念、問題或者活動。教師通過創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的情境,為單元設(shè)計提供著力點,幫助學(xué)生按照邏輯主線完成既定目標(biāo)。
2. 依據(jù)
單元切入點不是單一的,而是依據(jù)不同角度動態(tài)進行的。初中科學(xué)單元教學(xué)需要依據(jù)的內(nèi)容有三個層面:首先,依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)。新課標(biāo)從內(nèi)容上將科學(xué)課程分為“科學(xué)探究”“生命科學(xué)”“物質(zhì)科學(xué)”“地球和宇宙”“技術(shù)、社會、環(huán)境”五個部分,每個部分都以專題、整合的方式呈現(xiàn)知識,為單元學(xué)習(xí)提供了活動建議。其次,依據(jù)科學(xué)教材。浙教版初中科學(xué)教材以單元主題為核心,重視知識的關(guān)聯(lián)性,有效落實新課標(biāo)理念。教師選擇切入點時可以從探究欲望、科學(xué)本質(zhì)、跨學(xué)科融合、STEAM項目化學(xué)習(xí)入手,反映科學(xué)進步。最后,依據(jù)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)。科學(xué)知識呈現(xiàn)順序是“存在的自然—演化的自然—人與自然”,重點關(guān)注體驗探究的過程,教師切入時需要講究知識、邏輯和方法。
(二)階段一:明確學(xué)習(xí)結(jié)果
教師根據(jù)核心問題挖掘核心內(nèi)容,對目標(biāo)層次進行劃分,總結(jié)對應(yīng)的界定行為,促進學(xué)生在多個維度拓展思維、發(fā)展智力水平。如表1所示。
(三)階段二:確定評估方法
形成性評價是一種過程性評價,有助于捕捉學(xué)生的動態(tài)學(xué)習(xí)情況;表現(xiàn)型評價是對課程質(zhì)量進行整體判斷和研究,有助于判斷預(yù)設(shè)目標(biāo)的達成度。初中科學(xué)課程評價需要將二者結(jié)合起來,關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,通過分析和判斷為評價結(jié)果增加資料證據(jù),同時對評價結(jié)果進行反思,為后續(xù)開展科學(xué)活動提供參考價值。如表2、表3所示。
(四)階段三:規(guī)劃學(xué)習(xí)過程
UbD模式為幫助學(xué)生加深對知識的理解,將學(xué)習(xí)過程分為A(知能掌握)、M(意義建構(gòu))、T(遷移應(yīng)用),教師設(shè)計教學(xué)活動時應(yīng)該確?;顒觾?nèi)容與類型相一致,從而選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式。如表4所示。
三、 基于UbD的初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計案例
文章以浙教版七上《物質(zhì)的特性》單元為例,對基于UbD的初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計進行實踐分析。
(一)《物質(zhì)的特性》單元內(nèi)容結(jié)構(gòu)
《物質(zhì)的特性》單元,概念知識多,第一部分是分子運動、質(zhì)量、密度、比熱等抽象的物理概念。第二部分是“物態(tài)變化”從宏觀的角度解釋,熔化、升華、汽化、凝華等現(xiàn)象,也可以利用微觀分子運動的知識解釋物態(tài)現(xiàn)象,加深學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解。本章涉及的現(xiàn)象都是與學(xué)生生活息息相關(guān)的物理現(xiàn)象,與人類生產(chǎn)實踐有緊密聯(lián)系。綜上,教師將單元學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)定位為“大問題——物質(zhì)由什么構(gòu)成,與生活的聯(lián)系”“科學(xué)能力——實驗探究、模型建構(gòu)”“核心概念——物態(tài)變化、質(zhì)量、分子運動、比熱”。
(二)《物質(zhì)的特性》單元學(xué)習(xí)結(jié)果
新課標(biāo)對《物質(zhì)的特性》提出的學(xué)習(xí)要求是:學(xué)生能夠區(qū)分物質(zhì)的物理變化、化學(xué)變化;了解物質(zhì)的導(dǎo)熱性、顏色、狀態(tài)、熔點等特征,知道物質(zhì)會因為不同性質(zhì)而產(chǎn)生不同的現(xiàn)象;理解物質(zhì)與外界條件的關(guān)系,會受到溫度、氣壓等影響;了解物體有質(zhì)量,理解密度的意義;可以準(zhǔn)確說出物質(zhì)三態(tài)變化及其對應(yīng)的生活現(xiàn)象;理解分子結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上,教師明確《物質(zhì)的特性》單元預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果。
1. 遷移應(yīng)用
學(xué)生可以從大自然和生活中列舉分子運動的證據(jù),并且用相關(guān)知識解釋生活現(xiàn)象;學(xué)生可以自主制訂實驗方案,運用天平測量物體質(zhì)量和密度;學(xué)生學(xué)會應(yīng)用密度公式,鑒別實心球和空心球;學(xué)生通過實驗研究知道如何鑒別同等體積的鐵和銀;學(xué)生可以用比熱概念解釋自然現(xiàn)象;學(xué)生可以區(qū)分物理變化與化學(xué)變化,解釋物質(zhì)三態(tài)變化。
2. 意義建構(gòu)
學(xué)生理解分子是物質(zhì)的微粒之一;理解物質(zhì)三態(tài)變化的本質(zhì)是分子運動;理解物態(tài)變化會伴隨熱量變化;理解誤差和錯誤的區(qū)別,誤差不可避免,但是錯誤可以;理解物質(zhì)在生活中的作用,可以讓生活變得便利;理解物質(zhì)變化分為物理變化和化學(xué)變化。
3. 知能掌握
學(xué)生了解分子運動的規(guī)律和特點;了解物質(zhì)有質(zhì)量;了解比熱概念、特點、影響因素;了解熔化、凝固、晶體、非晶體的概念以及凝固和熔化的條件;了解升華、凝華的概念和變化;了解物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。
(三)《物質(zhì)的特性》單元評估方法
按照階段二設(shè)計流程,《物質(zhì)的特性》單元評估方法分為形成性單元測試和表現(xiàn)型評價兩種,兩種方法相互補充,為教師提供真實有效的反饋結(jié)果。單元形成性測試中,教師為知能掌握目標(biāo)設(shè)計選擇題、填空題;針對意義構(gòu)建和遷移應(yīng)用設(shè)計了綜合題和實驗探究題,以此考查學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果。表現(xiàn)型評價中,教師主要以實驗過程為主,設(shè)計“天平使用表現(xiàn)型評價量表”,如表5所示。
(四)《物質(zhì)的特性》單元學(xué)習(xí)過程片段展示
1. 以情境為切入點激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情——以《物質(zhì)的構(gòu)成》為例
教師利用交互式電子白板播放“分子”視頻,引導(dǎo)學(xué)生觀察水和酒精溶液混合的現(xiàn)象,感受分子運動過程。隨后,教師鼓勵學(xué)生上臺進行“盲盒猜猜看”游戲,學(xué)生將鼻子貼到盒子開口處,認(rèn)真辨別味道的源頭,通過香水、豆腐、芝麻糖等物質(zhì)積累學(xué)生聞氣味的學(xué)習(xí)體驗,進一步了解擴散現(xiàn)象和分子力概念。最后,教師鼓勵學(xué)生在練習(xí)冊上畫出分子世界的模型,并嘗試用分子運動知識解釋桂花飄香與水結(jié)冰現(xiàn)象。該活動主要針對A、M知識的掌握,為后續(xù)探究活動奠定基礎(chǔ)。
2. 以小組活動為載體展開探究學(xué)習(xí)——以《質(zhì)量的測量》為例
小組合作是探究學(xué)習(xí)的一種方式,學(xué)生在觀點沖突、方法沖突過程中迸發(fā)新的知識增長點,有助于發(fā)展思維、開發(fā)智力水平。為此,教師利用小組合作的形式對物質(zhì)的質(zhì)量進行探索。首先,教師將學(xué)生分成5人單位小組,根據(jù)“1+2+1+1”模式,一人負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào),收集質(zhì)量測量工具的資料,查閱質(zhì)量單位的發(fā)展過程;二人負(fù)責(zé)整理實驗器材,了解天平結(jié)構(gòu)信息,設(shè)計測量固體和液體的實驗步驟;一人負(fù)責(zé)實施實驗方案,觀察實驗現(xiàn)象,記錄實驗數(shù)據(jù),形成實驗報告;一人負(fù)責(zé)記錄問題,用語言描述實驗過程,為接下來的交流與展示做好準(zhǔn)備工作。其次,小組成員在教師指導(dǎo)下完成科學(xué)探究任務(wù):A組調(diào)整天平刻度,確保天平橫梁平衡,將鐵塊放在左托盤,右托盤適當(dāng)加減砝碼,將讀數(shù)記錄在表格中;B組用天平測量空燒杯的質(zhì)量m1,將水倒入燒杯中,測量總質(zhì)量m2,隨后計算m2-m1填寫水的質(zhì)量。需要注意的是,教師進行巡視,指導(dǎo)學(xué)生如何規(guī)避潛在風(fēng)險,把握并調(diào)整探究進度,為學(xué)生提供針對性幫助。最后,教師收集學(xué)生的實驗報告,利用交互式電子白板將報告內(nèi)容投影到大屏幕上,鼓勵小組成員上臺講解自己的實驗過程,教師及時記錄學(xué)生提出的觀點,引導(dǎo)學(xué)生思考實驗結(jié)果準(zhǔn)確或者偏差的原因,指導(dǎo)學(xué)生全方位分析,理解誤差和錯誤的區(qū)別,形成縝密的思維習(xí)慣。
3. 以信息技術(shù)為媒介組織拓展活動——以單元拓展課為例
學(xué)完整個單元的內(nèi)容后,如何把碎片化的知識進行整合,讓學(xué)生能夠運用所學(xué)知識對生活生產(chǎn)中的一些現(xiàn)象進行科學(xué)的解釋。通過設(shè)計指向性明確,學(xué)生樂于接受的形式對學(xué)生進行評估和評價。教師設(shè)計組織單元拓展活動,采取小組合作的形式進行拓展,小組內(nèi)部相互配合,小組間良性競爭。拓展活動主題是,根據(jù)視頻中展示的現(xiàn)象,說明背后蘊含的科學(xué)知識,用通俗易懂、清晰流暢的語言解釋出來。電子白板上隨機播放自然現(xiàn)象,小組喊停抽取自己的選題。A組抽到的是“沙灘、海上、內(nèi)陸、沿海等溫度不同的現(xiàn)象”,組員設(shè)計探究過程,利用比熱知識解釋現(xiàn)象;B組抽到的是“海波和松香熔化的現(xiàn)象”,運用熔化知識解釋現(xiàn)象發(fā)生的過程;C組抽到的是“大自然中的雨、霧”,利用分子運動知識解釋現(xiàn)象。針對學(xué)生的回答,教師給予充分肯定,并提出對應(yīng)的要求,要求A組進一步分析水做冷凍劑是原因,從生活中選擇比熱的例子,制作簡報;要求B組繪制熔化曲線,收集生活中的晶體與非晶體物質(zhì),解釋“下雪不冷,化雪冷”現(xiàn)象;要求C組制作物質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)化圖,收集更多生活實例。
四、 基于UbD的初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計反思
案例設(shè)計的核心思想是運用“UbD模式”進行單元教學(xué)實踐研究,為初中科學(xué)教學(xué)提供參考價值。通過案例反思可知:①單元教學(xué)是將碎片化知識進行整合的過程,UbD模式依據(jù)的是逆向教學(xué)設(shè)計,二者的結(jié)合應(yīng)該以學(xué)生為主體,圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)完善教學(xué)過程。②良好的開端是成功的一半,學(xué)生只有對科學(xué)知識產(chǎn)生興趣,才能調(diào)動學(xué)習(xí)積極性,所以單元角度應(yīng)該多樣化切入。本案例采取游戲、視頻等手段為學(xué)生創(chuàng)設(shè)活動情境,極大地激發(fā)了學(xué)生探究熱情,迅速進入科學(xué)的世界,同時明確分子運動的核心概念。③階段一的設(shè)計體現(xiàn)了層次性,教師先梳理新課標(biāo)對《物質(zhì)的特性》的要求,再依據(jù)要求詳細(xì)劃分預(yù)期目標(biāo),從A—M—T三個角度幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向,幫助教師把握教學(xué)進度。④階段二中,形成性評價是對階段一的考查,根據(jù)目標(biāo)要求設(shè)計相符合的題型,引導(dǎo)學(xué)生在做題中檢驗知識,彌補知識漏洞,拓展學(xué)習(xí)能力;表現(xiàn)型評價是針對課堂活動中學(xué)生的實際參與情況、參與質(zhì)量進行評估,本案例中,學(xué)生參與度最高的活動是使用天平測量物質(zhì)質(zhì)量,所以針對該部分活動展開詳細(xì)的評價研究。后續(xù)教學(xué)時,教師也可以從學(xué)生興趣點、喜愛度、評價活動、作品展示等角度進行表現(xiàn)型分析。⑤階段三中,教師為實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),精心設(shè)計了三個活動內(nèi)容,活動之間整體關(guān)聯(lián),層層遞進,既滿足理論—實踐—拓展的學(xué)習(xí)思維,又符合UbD模式單元設(shè)計需要?;顒又校處熯x擇生活化素材,結(jié)合小組合作、信息技術(shù)等教學(xué)方法,將知能掌握、建構(gòu)意義、遷移應(yīng)用融合一起,發(fā)揮聯(lián)動作用,實現(xiàn)單元教學(xué)目標(biāo)。未來教學(xué)中,教師需要把握單元知識內(nèi)涵,在內(nèi)容合理取舍,在形式上多樣發(fā)展,在活動中重視意義的構(gòu)建,幫助學(xué)生搭起理解的支架。
五、 結(jié)語
綜上所述,UbD模式在初中科學(xué)單元整體教學(xué)中的運用有利于突破傳統(tǒng)教學(xué)手段的局限,變靜態(tài)教學(xué)為動態(tài)教學(xué),重視學(xué)生在教學(xué)中的主體地位。它直接提高了學(xué)生的課堂參與率,成為培養(yǎng)核心素養(yǎng)的有效方式。為此,教師應(yīng)該提升自己的學(xué)習(xí)能力,加強UbD模式與單元教學(xué)的結(jié)合,積極轉(zhuǎn)變教育教學(xué)模式,構(gòu)建初中科學(xué)單元教學(xué)設(shè)計框架,讓單元學(xué)習(xí)真正為教育服務(wù),為教學(xué)效率和效益服務(wù),進而培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng),推動學(xué)生全面、健康、個性化成長和發(fā)展。
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[13]徐承翔.UbD理論的三種學(xué)習(xí)目標(biāo)在初中《科學(xué)》單元教學(xué)中的應(yīng)用研究——以“物質(zhì)的三態(tài)變化”單元教學(xué)為例[J].物理教師,2016,37(9):38-41.
[14]鄭昕.把握“錯中學(xué)”操作要點優(yōu)化“變式題”學(xué)習(xí)指導(dǎo)——以初中科學(xué)《質(zhì)量和密度》單元為例[J].中小學(xué)教學(xué)研究,2015(7):33-35.
[15]曹俊.初中科學(xué)概念教學(xué)的設(shè)計、組織、診斷和反思——以“認(rèn)識杠桿的五要素”單元教學(xué)為例[J].物理教學(xué)探討,2015,33(3):33-35.