基于UbD模式的教學(xué)實(shí)證路徑研究

王蕾

教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)

信息科技教學(xué)中的多種實(shí)證研究路徑，在具體的教學(xué)中有著廣泛的關(guān)注度，與之相關(guān)的實(shí)證研究教學(xué)成為大數(shù)據(jù)影響課堂變革的載體之一。在“雙減”背景之下，教學(xué)設(shè)計(jì)樣態(tài)如何更新、如何能夠在具體的實(shí)例中進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)單的構(gòu)建，是很多一線(xiàn)信息科技教師關(guān)注的重點(diǎn)。

問(wèn)題分析

傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)注教學(xué)層面的推進(jìn)，并以教師為主導(dǎo)進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)的制訂。在“雙減”背景之下，學(xué)生成為認(rèn)知的主體和主導(dǎo)因素，教師更加關(guān)注推動(dòng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。基于UbD特征的設(shè)計(jì)樣態(tài)，為學(xué)科推進(jìn)提供了路徑。本文擬從UbD的理論出發(fā)，研究和闡述信息學(xué)科的教學(xué)設(shè)計(jì)路徑。

● UbD理解模式的研究溯源

“理解為先的教學(xué)設(shè)計(jì)模式（Understanding by Design）”（簡(jiǎn)稱(chēng)UbD模式），由當(dāng)代美國(guó)教學(xué)改革專(zhuān)家格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）和杰·麥克泰（Jay McTighe）提出，他們最近十余年來(lái)一直通力合作，積極倡導(dǎo)該模式的推廣。近年來(lái)，威金斯將UbD模式的應(yīng)用重點(diǎn)置于單元設(shè)計(jì)中，并致力于運(yùn)用這一理論重編美國(guó)中小學(xué)教材。與之相應(yīng)，“美國(guó)視導(dǎo)與課程開(kāi)發(fā)學(xué)會(huì)”（ASCD）竭力向中小學(xué)推介該模式，并在官方網(wǎng)站上提供專(zhuān)門(mén)講座和培訓(xùn)課程。

UbD模式注重在設(shè)計(jì)單元教學(xué)時(shí)，運(yùn)用“引導(dǎo)性問(wèn)題”幫助學(xué)生從解釋、釋義、應(yīng)用、洞察、移情和自知六個(gè)維度達(dá)到深入持久的理解。采用的教學(xué)過(guò)程包括明晰學(xué)習(xí)目標(biāo)、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、分步探究主題、反思學(xué)習(xí)過(guò)程、展評(píng)學(xué)習(xí)效能五個(gè)步驟，對(duì)應(yīng)學(xué)生獲取知識(shí)的五個(gè)思維過(guò)程。

● 信息科技學(xué)科中UbD模式的可行性分析

UbD模式可以應(yīng)用于多個(gè)學(xué)科，它強(qiáng)調(diào)所有的學(xué)習(xí)都發(fā)生在學(xué)生的態(tài)度與感受中，通過(guò)對(duì)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境的良性適應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用良好的思維習(xí)慣進(jìn)行具有批判性、創(chuàng)造性和調(diào)節(jié)性的學(xué)習(xí)。

信息科技課程具有鮮明的操作性、實(shí)踐性特征。在學(xué)科學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生需要結(jié)合理論知識(shí)，通過(guò)大量的實(shí)踐探索和練習(xí)，創(chuàng)作出具有一定容量的、帶有個(gè)性化特征的信息化作品。學(xué)科教學(xué)關(guān)注對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)，以數(shù)字化作品的達(dá)成率作為考查學(xué)習(xí)效能的指標(biāo)。因此，教學(xué)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對(duì)技能的掌握程度，忽視學(xué)生思維過(guò)程的形成，有技能無(wú)創(chuàng)新、會(huì)操作不會(huì)遷移的情況影響了學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。因此，信息技術(shù)教學(xué)需要觸發(fā)思維過(guò)程的深度。

UbD模式所倡導(dǎo)的“先明確再激發(fā)”“逐步探究、初步結(jié)論”“反思而后建構(gòu)”的思維過(guò)程，與信息科技學(xué)科倡導(dǎo)的“大主題小途徑”“同主題異工具”“先成形再成型”設(shè)計(jì)思路一致，說(shuō)明UbD模式適用于信息科技教學(xué)。

● 基于UbD模式的教學(xué)設(shè)計(jì)方案

觀察需要確立目標(biāo)與重點(diǎn)，依據(jù)協(xié)商的方式制訂計(jì)劃，確立目標(biāo)與內(nèi)容，學(xué)生的興趣點(diǎn)、社會(huì)性發(fā)展、認(rèn)知水平等，通過(guò)具體的協(xié)商，形成有效的教學(xué)目標(biāo)，探索UbD模式在信息科技教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并與常規(guī)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其中的區(qū)別，彰顯基于UbD模式設(shè)計(jì)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。下面，本文結(jié)合“人工智能”模塊的典型課例，介紹基于UbD模式的設(shè)計(jì)方案。

路徑一：明晰目標(biāo)與激發(fā)動(dòng)機(jī)

UbD模式的路徑之一是由教師引導(dǎo)，設(shè)計(jì)出具體的、可鑒別性的學(xué)習(xí)目標(biāo)，幫助學(xué)生完成明晰目標(biāo)（where）和激發(fā)動(dòng)機(jī)（hook）的過(guò)程——明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的具體內(nèi)容、達(dá)成自我學(xué)習(xí)程度的認(rèn)知目標(biāo)、作品的呈現(xiàn)方式等，預(yù)設(shè)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的具體標(biāo)準(zhǔn)和方式。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)多種方式鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中，為后期的學(xué)習(xí)建立良好的動(dòng)機(jī)預(yù)設(shè)。

（1）原設(shè)計(jì)

“人體紅外傳感器”是人工智能模塊有關(guān)傳感器應(yīng)用的較新的內(nèi)容，可參考的教學(xué)案例屈指可數(shù)。目前可以找到的教學(xué)案例多是借鑒傳統(tǒng)的信息科技課的設(shè)計(jì)模式，即教學(xué)過(guò)程類(lèi)似：導(dǎo)入、新授（任務(wù)一、任務(wù)二）、鞏固與綜合（任務(wù)三）、小結(jié)與反思。

在第一部分的學(xué)習(xí)中，慣常的做法是：通過(guò)實(shí)物案例導(dǎo)入課題→學(xué)生觀看生活中的智能樓道燈應(yīng)用（如視頻、動(dòng)畫(huà)等素材）→觀察其中的工作方式→揭示課題：人體紅外傳感器+燈泡→介紹人體紅外傳感器的工作原理。自此完成導(dǎo)入與新授部分的教學(xué)。

（2）思考焦點(diǎn)

此設(shè)計(jì)看似從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合了學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，有一定的認(rèn)知聯(lián)動(dòng)性。但是在授課中不難發(fā)現(xiàn)，生活中的樓道燈包括聲控樓道燈、人體感應(yīng)樓道燈、光線(xiàn)感應(yīng)燈等多種形式，學(xué)生往往不能立刻領(lǐng)悟到人體紅外傳感器和樓道燈之間的感性聯(lián)系，使得認(rèn)知過(guò)程中目標(biāo)模糊。此外，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，教師建立目標(biāo)、學(xué)生達(dá)成目標(biāo)的學(xué)習(xí)模式，不利于學(xué)生進(jìn)行作品創(chuàng)新，因而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念無(wú)法落實(shí)。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在基于UbD模式的教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)具體的學(xué)情確定學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)信息學(xué)習(xí)的具體目標(biāo)，制訂符合學(xué)生已有水平的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，并作出合理的評(píng)價(jià)，教學(xué)建議如下。

課前引導(dǎo)：試玩迎賓器。

程序基礎(chǔ)：多分支條件語(yǔ)句。

學(xué)習(xí)方式：自學(xué)教材相應(yīng)章節(jié)。

主要流程：

（播放一組智能開(kāi)關(guān)門(mén)、智能樓道燈、智能歡迎器的視頻）

師：大家在生活中見(jiàn)過(guò)這些有意思的設(shè)備嗎？你還能舉出哪些實(shí)例？

學(xué)生聯(lián)想生活中的其他實(shí)例。

師：它們有什么共同的特點(diǎn)嗎？比如它們是感應(yīng)到什么以后做出動(dòng)作的呢？

生：當(dāng)有人靠近的時(shí)候，它們就會(huì)有聰明的反應(yīng)。

師：這就是神奇的“人體紅外傳感器”，大家猜一猜，它的主要功能是什么呢？

生：①感應(yīng)人體;②感知人的體溫;③感知人的有效距離。

師：了解了人體紅外傳感器的工作原理，那么今天我們可以設(shè)計(jì)什么樣的智能作品呢？（學(xué)生小組討論后，進(jìn)行匯報(bào)）

組1：智能教室日光燈→有同學(xué)在里面的時(shí)候，它全亮;同學(xué)出去活動(dòng)了，它自動(dòng)全滅。

組2：智能防盜器→晚上放置在門(mén)口，有可疑人物走近時(shí)，鳴叫報(bào)警。

組3：智能汽車(chē)?yán)走_(dá)→安裝在汽車(chē)的四周，一旦有行人接近，立刻啟動(dòng)提示器，警告司機(jī)迅速離開(kāi)。

……

教學(xué)評(píng)析：在以上設(shè)計(jì)中，教師提供了豐富的前提性的素材資源，素材中的實(shí)例屬于“異應(yīng)用同原理”，借助這些實(shí)例可以幫助學(xué)生反復(fù)理解人體紅外傳感器的實(shí)際意義。這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是，將人體紅外傳感器的理論概念一筆帶過(guò)，轉(zhuǎn)而注重實(shí)際應(yīng)用分析。將繁雜冗長(zhǎng)的理論融入中小學(xué)生可以理解的具體實(shí)例。在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自主建立作品取向規(guī)劃，設(shè)計(jì)自己感興趣的人體紅外傳感器的應(yīng)用設(shè)備。學(xué)生在理解了其知識(shí)內(nèi)容后，建立起了明確的學(xué)習(xí)任務(wù)要求，并主動(dòng)組織起自我的學(xué)習(xí)過(guò)程，實(shí)施學(xué)習(xí)行為，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

路徑二：逐步探究與初步結(jié)論

UbD模式的第二種路徑是針對(duì)研究主題進(jìn)行逐步探究的過(guò)程，包括逐步探究主題（explore）、形成初步結(jié)論（conclusion）兩個(gè)主要方式。具體細(xì)化為各個(gè)小主題、小目標(biāo)。在學(xué)生探究中，根據(jù)其進(jìn)程，確定下階段研究成果，并在此基礎(chǔ)之上形成初步的學(xué)習(xí)結(jié)論。這時(shí)的學(xué)習(xí)結(jié)論是“不修邊幅”的、原生態(tài)的、本真性的結(jié)論，緊密根植于學(xué)生的探索活動(dòng)中，這個(gè)結(jié)論需要在下一步的學(xué)習(xí)過(guò)程中，由學(xué)生完成自我修正與知識(shí)建構(gòu)。

（1）原設(shè)計(jì)

“閃電雪容融”是STEM與人工智能融合的課程主題之一。在常規(guī)的教學(xué)過(guò)程中，一般沿用LED發(fā)光原理說(shuō)明→典型電路觀察→練習(xí)搭建LED燈→作品發(fā)布→評(píng)價(jià)與調(diào)整等過(guò)程。在教學(xué)流程中，關(guān)注技能操習(xí)，注重電路的原理介紹，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為能否點(diǎn)亮。但是，在“雙減”背景下，信息科技學(xué)科的上層建構(gòu)、綜合思維的概念未得推廣，因此有待改進(jìn)。

（2）思考焦點(diǎn)

在傳統(tǒng)的信息科技教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，概念的習(xí)得往往較為簡(jiǎn)單，所以學(xué)生可以通過(guò)作品產(chǎn)生一定的認(rèn)知圖景。但在物聯(lián)網(wǎng)模塊中，相關(guān)概念的理解難度增加，容易產(chǎn)生認(rèn)知負(fù)擔(dān)。傳統(tǒng)的作品“舉一反三”會(huì)變成“舉一學(xué)一”，讓學(xué)生淪為技能模仿的工具，而不是信息工具的主人。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

在基于UbD模式的教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)設(shè)計(jì)從評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)入手，將《閃電雪容融》一課進(jìn)行更有指向性的設(shè)計(jì)，建議設(shè)計(jì)如下。

導(dǎo)入部分：在冬奧會(huì)閉幕式上，可愛(ài)的雪容融翩翩起舞，在導(dǎo)演的精心安排下，表演了優(yōu)美的燈光秀節(jié)目。教師出示當(dāng)時(shí)的照片和視頻，讓學(xué)生感受燈光裝飾下的效果。

深入思考：如何能構(gòu)建具有個(gè)性化的閃電雪容融作品。

協(xié)商活動(dòng)：分小組合作，提出創(chuàng)作思路。

評(píng)價(jià)預(yù)設(shè)1：“風(fēng)花雪月”創(chuàng)作多組合型燈鏈。

評(píng)價(jià)預(yù)設(shè)2：“冰雪聰明”創(chuàng)作多樣態(tài)型燈飾。

評(píng)價(jià)預(yù)設(shè)3：“囊螢映雪”制作我的個(gè)性雪容融。

評(píng)價(jià)預(yù)設(shè)N：……

協(xié)商主題：以小組為單位，確定主題，繪制思維導(dǎo)圖。

小組分工：成員定位，確定各自在組內(nèi)的身份和任務(wù)。

主題定向：

評(píng)價(jià)意向1：分解認(rèn)知內(nèi)容。

評(píng)價(jià)意向2：找出具體學(xué)習(xí)點(diǎn)。

評(píng)價(jià)意向3：電路基礎(chǔ)知識(shí)、開(kāi)關(guān)按鍵等。

活動(dòng)實(shí)施：根據(jù)自身需求，實(shí)施學(xué)習(xí)行為。

協(xié)商評(píng)價(jià)：各小組交流活動(dòng)成果，對(duì)照任務(wù)目標(biāo)，考查學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成率。

反思調(diào)整：依據(jù)評(píng)價(jià)情況，調(diào)整定位，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

教學(xué)評(píng)析：該設(shè)計(jì)注重了學(xué)生主觀知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程，在目標(biāo)選擇中明確學(xué)習(xí)指向。學(xué)生在自主設(shè)計(jì)中逐步學(xué)會(huì)規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，通過(guò)對(duì)示范作品的歸納，提煉出適宜的結(jié)構(gòu)模型，并進(jìn)行實(shí)踐。借助各個(gè)小任務(wù)最終完成大主題的制作，學(xué)生知其然更知其所以然。在認(rèn)知過(guò)程中，將項(xiàng)目主體的主要功能鍵設(shè)為發(fā)現(xiàn)點(diǎn)，學(xué)生一一探究，找到問(wèn)題的解決方案。

路徑三：反思與展評(píng)

UbD模式第三個(gè)路徑是對(duì)自我學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行必要的反思和歸納，包括反思學(xué)習(xí)過(guò)程（rethink）、展評(píng)學(xué)習(xí)所得（evaluate）兩個(gè)主要過(guò)程。教師引導(dǎo)學(xué)生，在認(rèn)知過(guò)程中，找到知識(shí)的脈絡(luò)，并評(píng)價(jià)自己的學(xué)習(xí)效能。這樣的設(shè)計(jì)方式，不但可以鞏固學(xué)習(xí)效能，而且可以讓學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，提升學(xué)習(xí)力。

（1）原設(shè)計(jì)

“有趣的高山滑雪”是信息科技課中的主題之一。該課讓學(xué)生制作富有創(chuàng)意的各色模擬高山跳臺(tái)，完成機(jī)器人高山滑雪的游戲?？裳膶W(xué)習(xí)設(shè)計(jì)如下：紙上繪制結(jié)構(gòu)圖→木鋸或電鋸切割材料→膠槍連接結(jié)構(gòu)件→嘗試滑雪→修改作品。

（2）思考焦點(diǎn)

上述設(shè)計(jì)看似評(píng)價(jià)、展示及小結(jié)俱全，是相對(duì)比較完善的結(jié)構(gòu)形式，但是仔細(xì)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)問(wèn)題：沒(méi)有前期的目標(biāo)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如何而來(lái)？各小組采用怎樣的形式匯報(bào)？教師總結(jié)的內(nèi)容，是實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，還是知識(shí)點(diǎn)的問(wèn)題？這些問(wèn)題在實(shí)際教學(xué)中未被關(guān)注也未能得到很好的解決。

（3）改進(jìn)型設(shè)計(jì)

基于UbD模式的設(shè)計(jì)注重對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的反思，把其融入學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，進(jìn)行必要的調(diào)整，從而達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。在這個(gè)過(guò)程中，結(jié)合小組最初的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對(duì)學(xué)習(xí)的過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)應(yīng)由師生、組內(nèi)成員共同完成。本課設(shè)計(jì)中采用了以下形式。

協(xié)商主題：我的高臺(tái)我做主。

協(xié)商分組：選擇我的學(xué)習(xí)伙伴。

協(xié)商分工：

預(yù)設(shè)1：高臺(tái)形狀設(shè)計(jì)師。

預(yù)設(shè)2：滑雪原料工程師。

預(yù)設(shè)3：雪路顏色調(diào)配師。

預(yù)設(shè)N：……

活動(dòng)實(shí)施：

玩一玩：師生共研高臺(tái)的結(jié)構(gòu)方式。

想一想：模擬人是如何跳出高臺(tái)的？

畫(huà)一畫(huà)：研究高臺(tái)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖（協(xié)商判斷結(jié)構(gòu)是否合理，并提出改進(jìn)意見(jiàn)）。

試一試：用積木類(lèi)創(chuàng)客套件搭建高臺(tái)機(jī)（小組成員判斷積木使用是否恰當(dāng)）。

用一用：將已經(jīng)完成的高臺(tái)機(jī)與傳感器相連（教師判斷其傳感器的選擇是否合適）。

學(xué)一學(xué)：下載半成品腳本，調(diào)試高臺(tái)機(jī)（小組間相互評(píng)測(cè)高臺(tái)機(jī)的效果）。

協(xié)商評(píng)價(jià)：

評(píng)價(jià)方向1：模擬人跳出角度與持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)系。

評(píng)價(jià)方向2：高臺(tái)的坡度及表面材質(zhì)對(duì)穩(wěn)定性的影響。

評(píng)價(jià)方向3：異型高臺(tái)的設(shè)計(jì)理念。

教學(xué)評(píng)析：這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)看似復(fù)雜，操作中卻容易實(shí)施。匯報(bào)單的問(wèn)題為學(xué)生提供了支架，學(xué)生借此對(duì)本組作品進(jìn)行歸納，整理了思路，形成了相關(guān)知識(shí)的理性經(jīng)驗(yàn)，啟動(dòng)了長(zhǎng)期記憶的過(guò)程。在反思中，學(xué)生完成了自我調(diào)整、幫他人評(píng)價(jià)的過(guò)程，讓學(xué)習(xí)過(guò)程有的放矢、內(nèi)外兼顧，達(dá)成了較好的學(xué)習(xí)效果。

● UbD模式的教學(xué)要求

基于UbD模式設(shè)計(jì)教學(xué)能夠凸顯意義學(xué)習(xí)的過(guò)程，通過(guò)獨(dú)具匠心的設(shè)計(jì)過(guò)程，讓學(xué)生懂得、理解、深化、建構(gòu)學(xué)習(xí)內(nèi)容，將知識(shí)表征進(jìn)行意義化外顯，在具體的實(shí)驗(yàn)中得以?xún)?nèi)化為自身的經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶中。在基于UbD模式設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)要注意以下問(wèn)題：在實(shí)踐層面，符合信息科技核心素養(yǎng)的要求，對(duì)豐富教學(xué)手段起到重要的作用。在具體的實(shí)施中，要關(guān)注以下重點(diǎn)內(nèi)容：

首先，協(xié)商式學(xué)習(xí)主體清晰。協(xié)商式學(xué)習(xí)需要有必要的信息科技學(xué)科背景知識(shí)以及操作技能基礎(chǔ)，以協(xié)商的方式有效認(rèn)知、觸發(fā)遷移，達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效能。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，協(xié)商式學(xué)習(xí)的主體是教師和學(xué)生，所以教師要明確自身的定位，給予學(xué)生充分的活動(dòng)機(jī)會(huì)，不可越俎代庖。

其次，協(xié)商式學(xué)習(xí)的途徑可控。協(xié)商式學(xué)習(xí)體現(xiàn)了“雙減”背景下的認(rèn)知需求，整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)可控可調(diào)。協(xié)商并非放任，所以在實(shí)施過(guò)程中，需要留意任務(wù)的達(dá)成度。教師提前對(duì)任務(wù)可控性進(jìn)行甄別，在有限的課時(shí)內(nèi)，需要能夠?qū)崿F(xiàn)任務(wù)目標(biāo)的協(xié)商式學(xué)習(xí)，以適合于班級(jí)授課。

最后，協(xié)商式學(xué)習(xí)的思考點(diǎn)恰當(dāng)。核心素養(yǎng)時(shí)代的信息科技教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維，生動(dòng)有趣的主題是提高學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵，因此，應(yīng)選擇符合學(xué)生興趣的項(xiàng)目主題，建立通過(guò)知識(shí)發(fā)展核心素養(yǎng)的新機(jī)制，使核心素養(yǎng)時(shí)代的教學(xué)獲得更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。