陶林

摘 要：單元教學是教師把握教學進度、落實核心素養(yǎng)的有效途徑。初中科學是一門綜合性學科，強調(diào)概念和原理的統(tǒng)一，通過單元教學可以幫助學生建立對科學的整體認知?；诖?，文章以初中科學單元教學為研究方向，積極引入“UbD”模式，為科學教學提供新的思路。首先，從核心問題入手，以單元教學設(shè)計原則為切入點，闡述UbD視域下初中科學單元教學設(shè)計理論基礎(chǔ)；再分析基于UbD的初中科學單元教學設(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的初中科學單元教學設(shè)計進行實踐驗證；最后提出教學反思，為后續(xù)研究提供參考價值。

關(guān)鍵詞：UbD；初中科學；單元教學；設(shè)計分析

中圖分類號：G632? ?文獻標識碼：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目標，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，倡導以核心素養(yǎng)為導向的教學改革。UbD模式運用逆向教學三個階段來組織單元教學設(shè)計，是一種促進學生深度探究、發(fā)展思維的教學模式，在提高學生綜合素養(yǎng)、教師教學能力方面發(fā)揮著重要作用。因此，初中科學教師應(yīng)該積極轉(zhuǎn)變教學觀念，將UbD模式應(yīng)用于單元整體教學中，實現(xiàn)學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、 基于UbD的初中科學單元教學設(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：一是制訂單元學習目標，由目標推斷學生應(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學生應(yīng)該思考的關(guān)鍵問題是什么？④學生必備的知識基礎(chǔ)和技能是什么？⑤目標達成的標準是什么？二是編制評估方式，確定實現(xiàn)目標的證據(jù)，教師需要思考的問題是：①學生哪種表現(xiàn)可以直接或者間接證明已經(jīng)理解所學內(nèi)容？②學生評價標準是什么？③評價標準和階段一的目標是否相契合？三是規(guī)劃單元學習過程，需要明確的任務(wù)有：①為實現(xiàn)階段一的目標應(yīng)該開展哪些活動？②為幫助學生理解知識需要制定怎樣的學習計劃？③如何全方位呈現(xiàn)教學內(nèi)容？④如何確?；顒舆^程與階段一和階段二一致？三個階段，即“目標—評價—活動”逆向教學設(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)教學評一致性，還全面推進深度學習。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：一是教學安排整體性。教師設(shè)計教學項目時，需要以單元目標為導向，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，避免片面性的教學安排。二是學生認知把握的整體性。單元教學是將知識作為整體研究對象，對學生學習能力、認知能力有較高要求，所以教師需要綜合評估學生實際學情，從整體上了解學習主體的認知規(guī)律和心理特征。同時教師也會考量學生間的差異性，用整體標準作參考，幫助學生取得進步，確保每一名學生都能在項目中找到自己的位置，實現(xiàn)學習價值。三是整體與部分的關(guān)聯(lián)性。項目化學習不僅要重視整體內(nèi)容，還要強調(diào)整體與部分間的緊密聯(lián)系，將教學過程劃分為不同的階段，確保單元教學在大單元指導之下完成。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

單元學習的特點是動態(tài)發(fā)展性，因為學生的學習情況是不可控的，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，促使單元學習始終處于完善狀態(tài)。

3. 以生為本原則

單元教學是以學生為主的教學方法，教師在運用UbD模式時應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學理念，堅持以生為本原則。一方面，以學生為本，立足學生身心發(fā)展規(guī)律，用簡潔、明了的語言描述科學要素關(guān)系，積極引導學生思考科學知識背后的內(nèi)涵和規(guī)律；另一方面，以生活為本，科學學習無法與社會實踐脫軌，不能忽視學科創(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的初中科學單元教學設(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、學生學情、學科知識邏輯等，確立的單元教學開端。受到教材內(nèi)容、個人風格、學生興趣點、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)學生學習興趣的情境，為單元設(shè)計提供著力點，幫助學生按照邏輯主線完成既定目標。

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。初中科學單元教學需要依據(jù)的內(nèi)容有三個層面：首先，依據(jù)課程標準。新課標從內(nèi)容上將科學課程分為“科學探究”“生命科學”“物質(zhì)科學”“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，為單元學習提供了活動建議。其次，依據(jù)科學教材。浙教版初中科學教材以單元主題為核心，重視知識的關(guān)聯(lián)性，有效落實新課標理念。教師選擇切入點時可以從探究欲望、科學本質(zhì)、跨學科融合、STEAM項目化學習入手，反映科學進步。最后，依據(jù)學科知識結(jié)構(gòu)。科學知識呈現(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：明確學習結(jié)果

教師根據(jù)核心問題挖掘核心內(nèi)容，對目標層次進行劃分，總結(jié)對應(yīng)的界定行為，促進學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，有助于捕捉學生的動態(tài)學習情況；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)目標的達成度。初中科學課程評價需要將二者結(jié)合起來，關(guān)注學生的學習過程，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)開展科學活動提供參考價值。如表2、表3所示。

（四）階段三：規(guī)劃學習過程

UbD模式為幫助學生加深對知識的理解，將學習過程分為A（知能掌握）、M（意義建構(gòu)）、T（遷移應(yīng)用），教師設(shè)計教學活動時應(yīng)該確?；顒觾?nèi)容與類型相一致，從而選擇恰當?shù)慕虒W方式。如表4所示。

三、 基于UbD的初中科學單元教學設(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的初中科學單元教學設(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，加深學生對科學本質(zhì)的理解。本章涉及的現(xiàn)象都是與學生生活息息相關(guān)的物理現(xiàn)象，與人類生產(chǎn)實踐有緊密聯(lián)系。綜上，教師將單元學習結(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》單元學習結(jié)果

新課標對《物質(zhì)的特性》提出的學習要求是：學生能夠區(qū)分物質(zhì)的物理變化、化學變化；了解物質(zhì)的導熱性、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)期學習結(jié)果。

1. 遷移應(yīng)用

學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；學生學會應(yīng)用密度公式，鑒別實心球和空心球；學生通過實驗研究知道如何鑒別同等體積的鐵和銀；學生可以用比熱概念解釋自然現(xiàn)象；學生可以區(qū)分物理變化與化學變化，解釋物質(zhì)三態(tài)變化。

2. 意義建構(gòu)

學生理解分子是物質(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變化。

3. 知能掌握

學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，以此考查學生學習結(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》單元學習過程片段展示

1. 以情境為切入點激發(fā)學生學習熱情——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，引導學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，教師鼓勵學生上臺進行“盲盒猜猜看”游戲，學生將鼻子貼到盒子開口處，認真辨別味道的源頭，通過香水、豆腐、芝麻糖等物質(zhì)積累學生聞氣味的學習體驗，進一步了解擴散現(xiàn)象和分子力概念。最后，教師鼓勵學生在練習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習——以《質(zhì)量的測量》為例

小組合作是探究學習的一種方式，學生在觀點沖突、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，教師將學生分成5人單位小組，根據(jù)“1+2+1+1”模式，一人負責組織協(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；二人負責整理實驗器材，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；一人負責實施實驗方案，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，形成實驗報告；一人負責記錄問題，用語言描述實驗過程，為接下來的交流與展示做好準備工作。其次，小組成員在教師指導下完成科學探究任務(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，指導學生如何規(guī)避潛在風險，把握并調(diào)整探究進度，為學生提供針對性幫助。最后，教師收集學生的實驗報告，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，教師及時記錄學生提出的觀點，引導學生思考實驗結(jié)果準確或者偏差的原因，指導學生全方位分析，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，讓學生能夠運用所學知識對生活生產(chǎn)中的一些現(xiàn)象進行科學的解釋。通過設(shè)計指向性明確，學生樂于接受的形式對學生進行評估和評價。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的初中科學單元教學設(shè)計反思

案例設(shè)計的核心思想是運用“UbD模式”進行單元教學實踐研究，為初中科學教學提供參考價值。通過案例反思可知：①單元教學是將碎片化知識進行整合的過程，UbD模式依據(jù)的是逆向教學設(shè)計，二者的結(jié)合應(yīng)該以學生為主體，圍繞學生學習目標完善教學過程。②良好的開端是成功的一半，學生只有對科學知識產(chǎn)生興趣，才能調(diào)動學習積極性，所以單元角度應(yīng)該多樣化切入。本案例采取游戲、視頻等手段為學生創(chuàng)設(shè)活動情境，極大地激發(fā)了學生探究熱情，迅速進入科學的世界，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，教師先梳理新課標對《物質(zhì)的特性》的要求，再依據(jù)要求詳細劃分預(yù)期目標，從A—M—T三個角度幫助學生明確學習方向，幫助教師把握教學進度。④階段二中，形成性評價是對階段一的考查，根據(jù)目標要求設(shè)計相符合的題型，引導學生在做題中檢驗知識，彌補知識漏洞，拓展學習能力；表現(xiàn)型評價是針對課堂活動中學生的實際參與情況、參與質(zhì)量進行評估，本案例中，學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的評價研究。后續(xù)教學時，教師也可以從學生興趣點、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，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—拓展的學習思維，又符合UbD模式單元設(shè)計需要。活動中，教師選擇生活化素材，結(jié)合小組合作、信息技術(shù)等教學方法，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)單元教學目標。未來教學中，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，幫助學生搭起理解的支架。

五、 結(jié)語

綜上所述，UbD模式在初中科學單元整體教學中的運用有利于突破傳統(tǒng)教學手段的局限，變靜態(tài)教學為動態(tài)教學，重視學生在教學中的主體地位。它直接提高了學生的課堂參與率，成為培養(yǎng)核心素養(yǎng)的有效方式。為此，教師應(yīng)該提升自己的學習能力，加強UbD模式與單元教學的結(jié)合，積極轉(zhuǎn)變教育教學模式，構(gòu)建初中科學單元教學設(shè)計框架，讓單元學習真正為教育服務(wù)，為教學效率和效益服務(wù)，進而培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)，推動學生全面、健康、個性化成長和發(fā)展。

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