楊紅萍　孫茂歐　鄭勤紅

［摘 要］文章基于UbD理論的基本思想和設(shè)計(jì)要素，構(gòu)建基于UbD理論的單元教學(xué)設(shè)計(jì)框架，并以高中物理人教版必修第一冊(cè)“相互作用——力”單元為例，結(jié)合核心問題和表現(xiàn)性任務(wù)探索核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的物理UbD模式單元教學(xué)設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)基于UbD理論的單元教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程，為促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)在高中物理課堂教學(xué)中的落實(shí)提供參考。

［關(guān)鍵詞］核心素養(yǎng)；UbD模式；單元教學(xué)設(shè)計(jì)

［中圖分類號(hào)］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2023）20-0043-04

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》）明確指出，高中物理課程旨在落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，進(jìn)一步提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)［1］。物理教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)？一個(gè)較好的轉(zhuǎn)型支點(diǎn)是教師提升教學(xué)設(shè)計(jì)的站位， 從關(guān)注單一的知識(shí)點(diǎn)、課時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注大單元設(shè)計(jì)［2］。UbD（Understanding by Design）是一種提倡“以終為始”“理解為先”的創(chuàng)新型單元教學(xué)設(shè)計(jì)模式，主要由3個(gè)階段構(gòu)成：（1）明確預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果；（2）確定恰當(dāng)?shù)脑u(píng)估證據(jù)；（3）設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)與活動(dòng)［3］。據(jù)此，本文以高中物理人教版必修第一冊(cè)“相互作用——力”單元為例，探索設(shè)計(jì)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的物理UbD模式單元教學(xué)，為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)提供新的路徑。

一、基于UbD模式的單元教學(xué)設(shè)計(jì)

根據(jù)UbD理論，以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)的UbD模式單元教學(xué)設(shè)計(jì)，可劃分為如圖1所示的四個(gè)階段，其中目標(biāo)、評(píng)價(jià)和活動(dòng)的設(shè)計(jì)在邏輯上要保持一致。

二、核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的UbD模式單元教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）解讀課標(biāo)確定核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.階段一的主要任務(wù)

階段一需要以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，解讀課標(biāo)，分析教材，明確預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)，并根據(jù)核心素養(yǎng)的四個(gè)維度厘清任務(wù)：學(xué)生應(yīng)該理解、思考什么？學(xué)生將獲得何種持久的、自主的學(xué)習(xí)成果？學(xué)生能掌握并再現(xiàn)什么內(nèi)容？

【課標(biāo)解讀】“相互作用——力”單元的課標(biāo)要求［1］：第一，讓學(xué)生知道力是物體間的相互作用，從現(xiàn)象的了解入手，知道常見力的特點(diǎn)和規(guī)律。第二，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，了解物理規(guī)律的形成，體會(huì)等效替代、演繹推理等方法。第三，對(duì)于力的大小計(jì)算不應(yīng)過于繁難，重在讓學(xué)生體會(huì)相互作用的規(guī)律特點(diǎn)。第四，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)逐步掌握分析解決問題的思路和方法，并能具體應(yīng)用。

【教材分析】“相互作用——力”單元講述“力”的基礎(chǔ)內(nèi)容及共點(diǎn)力的平衡條件，是學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力學(xué)的必備知識(shí)。本單元通過等效替代法解決力的合成和分解問題，滲透矢量運(yùn)算的平行四邊形定則，同時(shí)幫助學(xué)生樹立運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念，深化矢量圖法、力的合成和分解等知識(shí)的運(yùn)用，形成利用共點(diǎn)力平衡條件，并在此基礎(chǔ)上理解掌握解決實(shí)際情境中受力計(jì)算問題的思路，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在整個(gè)物理學(xué)中“力”起到不可或缺的橋梁作用，所以本單元的作用至關(guān)重要。

2.“相互作用——力”單元核心素養(yǎng)目標(biāo)

鑒于以上分析，根據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵，本單元確定如下核心素養(yǎng)目標(biāo)。

物理觀念：建立“力”的概念，從定性到定量，認(rèn)識(shí)生活中常見的重力、彈力、摩擦力；知道共點(diǎn)力的概念，了解力的合成和分解；體會(huì)物理與生產(chǎn)生活的聯(lián)系，解釋自然現(xiàn)象，解決實(shí)際問題；初步發(fā)展運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念。

科學(xué)思維：掌握力的三要素，能自主對(duì)一個(gè)力進(jìn)行分析；體會(huì)等效替代的思想，用平行四邊形定則進(jìn)行力的合成和分解，并用演繹法將其逐步遷移到矢量運(yùn)算，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣；掌握受力分析和解決“共點(diǎn)力的平衡”問題的思路。

科學(xué)探究：有針對(duì)性地提出猜想，設(shè)計(jì)探究彈力與形變量的關(guān)系、分力和合力的關(guān)系等實(shí)驗(yàn)；利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合物理現(xiàn)象總結(jié)物理規(guī)律，感悟科學(xué)探究的方法和精神。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：正確認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，能主動(dòng)與他人合作；從物理學(xué)視角探索認(rèn)識(shí)自然，保持嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是、持之以恒的態(tài)度，構(gòu)建自然界的物理圖景。

另外，UbD模式重視對(duì)問題的建構(gòu)，提倡以“核心問題”引領(lǐng)教學(xué)，引發(fā)學(xué)生持續(xù)性的質(zhì)疑和思考，促進(jìn)學(xué)生理解把握概念間的聯(lián)系，同時(shí)使課堂教學(xué)更加流暢連貫。因此，結(jié)合核心素養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置如下單元核心問題，通過看似簡(jiǎn)單的問題，進(jìn)階衍生出重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生自主思考，給學(xué)生的理解創(chuàng)造空間，著力培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

【核心問題1】如何描述生活中常見的力？

探討1.要描述力，首先要明確“力”是什么→引發(fā)對(duì)生活中常見力的學(xué)習(xí)。

探討2.建立“力”的概念后，需要抓住“力”的特點(diǎn)→引發(fā)對(duì)重力、彈力、摩擦力特性的討論，即大小、方向、作用點(diǎn)。

探討3.知道“力”的大小、方向、作用點(diǎn)，如何將三者結(jié)合起來描述一個(gè)力→引發(fā)以力的三要素作為研究力的工具的探討。

小結(jié)：以核心問題1為基點(diǎn)逐步構(gòu)建力學(xué)的陳述性知識(shí)體系。

涉及的核心素養(yǎng)：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究。

【核心問題2】如何對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析？

探討1.從物體間相互作用的角度分析受力，首先要明確相互作用的力之間存在什么關(guān)系→引發(fā)對(duì)作用力和反作用力關(guān)系與特點(diǎn)的探究。

探討2.明確正確受力分析的基礎(chǔ)和前提后，分析研究對(duì)象受到多個(gè)力的作用，它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)→引發(fā)對(duì)力的合成和分解所遵循規(guī)律的探究，找出用一個(gè)力的單獨(dú)作用替代幾個(gè)力的共同作用而效果不變的方法，即求出幾個(gè)力的合力。

探討3.另外，如果研究對(duì)象處于平衡狀態(tài)，它的受力情況是怎樣的？→引發(fā)對(duì)共點(diǎn)力平衡條件的探討，將所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)地綜合，形成運(yùn)用共點(diǎn)力平衡條件解決問題的思路。

小結(jié)：以核心問題2為基點(diǎn)逐層深入，形成分析物體受力，判斷物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，解決物理問題的程序性知識(shí)。

涉及的核心素養(yǎng)：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

（二）分析學(xué)情明確素養(yǎng)考查評(píng)價(jià)

1.階段二的主要任務(wù)

在階段二，為考查學(xué)生是否達(dá)到核心素養(yǎng)目標(biāo)，教師要像評(píng)審員一樣，不斷思考：針對(duì)階段一，相應(yīng)的評(píng)估是什么？需要獲取什么樣的證據(jù)，確定學(xué)生理解的程度？在學(xué)生的學(xué)業(yè)表現(xiàn)中，全面收集可以被看作其達(dá)到目標(biāo)的證據(jù)，包括但不限于表現(xiàn)性任務(wù)、理解的非正式檢查、觀察與對(duì)話、隨堂測(cè)驗(yàn)與考試、自我評(píng)估等，其中以表現(xiàn)性任務(wù)為最佳途徑。表現(xiàn)性任務(wù)的情境要真實(shí)復(fù)雜，符合學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)及興趣，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，讓學(xué)生在新情景中表現(xiàn)所知和所能。

【學(xué)情分析】對(duì)剛步入高中的學(xué)生而言，他們認(rèn)知水平有限，物理思維正處于一個(gè)從觀察事物表象到理解事物本質(zhì)的過渡階段。在知識(shí)層面，學(xué)過重力、彈力和摩擦力的基本知識(shí)及作用力和反作用力的定性描述。在方法層面，知道如何求作用在同一直線上的兩個(gè)力的合力。在實(shí)踐層面，能初步意識(shí)到物理知識(shí)與生活的聯(lián)系，嘗試用物理知識(shí)解釋現(xiàn)象。但學(xué)生不知道拉力、壓力、支持力與彈力之間的內(nèi)在聯(lián)系，無法很好地區(qū)分滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力。學(xué)習(xí)互成角度的兩個(gè)力的合成時(shí)，容易受同一直線上兩個(gè)力的合力這一前概念的影響。在新增的共點(diǎn)力平衡的教學(xué)中，首次出現(xiàn)的正交分解法，是進(jìn)入高中后遇到的難題之一。

2.“相互作用——力”單元核心素養(yǎng)考查評(píng)價(jià)

基于以上分析，本單元設(shè)置多元化的評(píng)價(jià)方式，通過評(píng)價(jià)考查學(xué)生的核心素養(yǎng)及目標(biāo)的達(dá)成度。

首先，從真實(shí)、開放的表現(xiàn)性任務(wù)入手，設(shè)置相應(yīng)的評(píng)價(jià)量表，如表1所示。

其次，根據(jù)階段一的核心素養(yǎng)目標(biāo)，還需要收集其他的證據(jù)：

①互評(píng)——檢查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的可行性，實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、科學(xué)性。

②理解的非正式檢查——學(xué)生“相互作用——力”單元學(xué)習(xí)中日常作業(yè)的檢查。

③隨堂測(cè)驗(yàn)與考試——用所學(xué)知識(shí)解決“相互作用——力”的綜合練習(xí)題。

④觀察與對(duì)話——觀察學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)和活動(dòng)情況，以及與學(xué)生對(duì)話時(shí)學(xué)生對(duì)問題的見解。

核心素養(yǎng)考查：相互作用觀及其應(yīng)用、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案、解釋交流。

最后，學(xué)生的自我評(píng)估與反饋：

①完成單元學(xué)習(xí)后，反思自己在運(yùn)用知識(shí)解決問題時(shí)存在的不足。

②完成單元學(xué)習(xí)后，用思維導(dǎo)圖梳理單元知識(shí)脈絡(luò)，反思自己在“相互作用——力”單元學(xué)習(xí)中的收獲。

核心素養(yǎng)考查：通過反思，調(diào)整優(yōu)化學(xué)習(xí)策略和方法，完善自己的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

（三）設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)落實(shí)核心素養(yǎng)

1.階段三的主要任務(wù)

在應(yīng)用UbD模式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的階段三，依據(jù)清晰具體的目標(biāo)和多元化的評(píng)估證據(jù)，教師需要思考：什么樣的學(xué)習(xí)活動(dòng)最合適？如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性？選擇什么樣的教學(xué)方式可以實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)？什么方法可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)？因此，需要站在單元整體的視角，以學(xué)生為主體進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.“相互作用——力”單元學(xué)習(xí)體驗(yàn)活動(dòng)

結(jié)合核心素養(yǎng)目標(biāo)和評(píng)價(jià)規(guī)劃邏輯上保持一致的主要學(xué)習(xí)體驗(yàn)與教學(xué)活動(dòng)，如表2所示。

（四）單元教學(xué)設(shè)計(jì)反思

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的“相互作用——力”的UbD模式單元教學(xué)設(shè)計(jì)，立足課標(biāo)和教材內(nèi)容明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，再以目標(biāo)為導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)情分析改革傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)方式，最后緊扣目標(biāo)與評(píng)價(jià)，聯(lián)系生活實(shí)例，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)與教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)過程中，以階梯教學(xué)的方式層層遞進(jìn)。從生活中常見的力——重力、彈力、摩擦力入手，讓學(xué)生明白什么是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的相互作用力。通過對(duì)作用力與反作用力的探究，明確受力分析的基礎(chǔ)；再依據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行力的合成和分解，為學(xué)生提供受力分析的方法，最后將所學(xué)知識(shí)綜合應(yīng)用于處理共點(diǎn)力的平衡問題，形成規(guī)范的解題思路。以這樣的思維鏈條，把碎片化的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一個(gè)相對(duì)完善的知識(shí)系統(tǒng)，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念，提升了學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，提升了學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究素養(yǎng)，又幫助學(xué)生理解了力的概念。教學(xué)過程還需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況做出調(diào)整，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，考慮學(xué)生的發(fā)展需求。為學(xué)生的多元發(fā)展提供空間，真正達(dá)到教師為理解而教，學(xué)生為理解而學(xué)。

三、結(jié)語

以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的物理UbD模式單元教學(xué)設(shè)計(jì)，為物理課堂教學(xué)的轉(zhuǎn)型提供了可操作的實(shí)施路徑，具有實(shí)踐意義。教師運(yùn)用此框架進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，在單元視角下進(jìn)行思考，向上承接課程，向下細(xì)化到課時(shí)，既能貫徹課標(biāo)要求，又能有效促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版［S］.北京：人民教育出版 社，2018.

［2］? 崔允漷.如何開展指向?qū)W科核心素養(yǎng)的大單元設(shè)計(jì)［J］.北京教育（普教版），2019（2）：11-15.

［3］? 威金斯，麥克泰格.追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)：第二版［M］.閆寒冰，宋雪蓮，賴平，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2017.

（責(zé)任編輯 易志毅）