基于UbD理論的高中化學教學設計

摘 要：基于 UbD理論設計的化學教學，以“理解”為核心，關注學生的理解程度、對學習成果的期望和結果的檢測等，能促進學生全面發展。本文以“氧化還原反應”為例，在對 UbD理論進行分析和梳理的基礎上，以學生的學習需要為出發點，從確定學習目標、設計評價、設計教學活動三個環節進行高中化學教學設計。通過 UbD理論下的化學教學，可引導學生形成化學核心素養，提高其分析和解決問題的能力。

關鍵詞：UbD理論；高中化學；教學設計

文章編號：1008-0546（2024）11-0052-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

UbD理論（Understanding by Design）是一種教學設計模型，也稱為“倒推設計”或“逆向設計”。UbD理論認為，教學設計應該從學生的學習需求出發，先明確學生應該達到的目標和能力，然后再制定教學計劃和教學活動，確保所有的教學活動都能夠支持學生達成目標。該教學設計模型包含以下三個階段：第一階段是明確目標，即確定學生需要掌握的知識和技能；第二階段是設計評價，即制定評估標準和評估方法，確保學生的學習成果能夠被準確評估；第三階段是教學過程設計，即根據目標和評估結果，設計適當的教學策略和學習活動。

一、單元教學設計原則

1. 科學性原則

“科學性原則”的內涵表現為教學活動必須依據科學的理論和方法進行。首先，設定的理解目標應符合化學學科的核心概念和基本原理。在“氧化還原反應”這一主題下，理解目標應涵蓋理解氧化還原反應的本質——電子的轉移、掌握氧化數的變化規律、理解氧化劑和還原劑的概念及其在氧化還原反應中的作用、運用氧化還原反應知識解析化學反應等內容。這些目標不僅符合化學學科的特點，也是高中階段學生需要具備的關鍵能力。其次，科學性原則還要求教師教學活動的設計與實施都需要遵循科學的教學策略。例如，對于概念和原理的教學，可以采取直觀教學法，用圖表、模型等形式，幫助學生形象理解氧化還原反應的過程；對于實驗操作，需要按照科學的實驗步驟和規范進行指導，確保實驗的準確性和安全性。最后，科學性原則還體現在對學生學習過程的合理引導。教師需要根據學生的學習需求和興趣，激發學生的學習動機，提升學生的自主學習能力。例如，可以引導學生探究氧化還原反應在生活中的應用，將學習和實際生活相結合，增強學生的學習興趣。

2. “教、學、評”一體化原則

“教、學、評”一體化原則的實質是強調教學與評價的緊密結合，注重過程和結果，從而更好地實現教學目標。首先，對于“教”的部分，在授課過程中，教師不僅要傳授知識，而且需要設計有效的教學策略，引導學生主動學習。例如，在“氧化還原反應”的教學中，教師可以通過實驗演示、小組討論等多種形式，引導學生自主探究，激發學習興趣。其次，“學”的部分強調學生的主體地位。學生是知識的主體，教師的角色應該是引導者和協助者，而不僅僅是知識的傳播者。例如，在“氧化還原反應”的學習中，學生可以通過設計和進行實驗、提出問題和解決問題等方式，積極參與到學習過程中，深入理解和掌握知識。最后，“評”的部分是對“教”與“學”的過程和結果進行評價。評價應該是一個持續和全面的過程，包括對學生的知識掌握程度、技能水平、思維方式、學習態度等多方面進行評價。例如，在“氧化還原反應”的教學中，教師可以通過課堂觀察、作業批改、測試評估等方式，對學生的學習進行全面評價，進而指導教學，提高教學效果。［1］

二、基于UbD理論的高中化學教學設計現存問題

1. 理論與實踐脫節

一方面，教師對UbD理論的深度理解與運用程度不足。UbD理論提倡從教學目標出發，逆向設計教學活動和評價方式，這樣的設計理念需要教師有深度的理論理解和靈活的運用能力。然而，在實際教學中，部分教師可能只是停留在理論層面，缺乏深入的理解和有效的運用。另一方面，教學設計與實際需求的匹配度不高。UbD理論強調對學生的全面發展，而不僅僅是對知識的記憶和理解。在教學設計中，教師應充分考慮學生的認知水平和興趣以及課程的目標和要求，設計出能夠滿足這些需求的教學活動。然而，部分教師在設計教學活動時，可能過于依賴教科書和教案，沒有從學生的實際情況出發，導致教學設計與學生的實際需求脫節。

2. 評價方式單一

UbD理論強調教學評價應該是一個全面、持續的過程，涵蓋知識、技能、態度三個方面，不僅要評價學生的學習結果，還要評價學生的學習過程。然而，在實際的教學中，評價方式往往偏重于對學生的知識掌握情況進行評價，即以筆試、口試的形式，檢測學生是否掌握了基本概念和原理。這種評價方式無法全面反映學生的學習情況，也不能充分發揮UbD理論的評價理念。與此同時，評價方式的單一性也限制了UbD理論在教學中的反饋作用。評價不僅是評價學生的學習成果，也是提供教學反饋，更是指導教學改進的重要手段。但單一的評價方式往往只關注學生的學習結果，忽視了學生的學習過程，也忽視了教學方法、教學策略的反饋效果，無法為教學提供及時、有效的反饋。此外，評價方式的單一性可能會影響學生的學習動機和學習態度。

三、基于UbD理論的高中化學教學設計——以“氧化還原反應”為例

1. 明確目標

在基于UbD理論的高中化學教學設計中，第一階段為明確目標。以“氧化還原反應”為例，該單元的教學目標主要包括讓學生理解氧化還原反應的基本概念、掌握這類反應的識別和平衡方法以及理解其在日常生活和工業生產中的應用。

首先，理解氧化還原反應的基本概念是學生對該課題的基礎認識。例如，教師可以設計一項實驗活動，將鐵釘放入含有藍色硫酸銅溶液的試管中。這個實驗讓學生親自觀察到氧化還原反應的過程，教師可以引導學生從中理解氧化和還原的概念以及電子的轉移。［2］其次，掌握氧化還原反應的識別和平衡方法是提高學生解決問題的能力的重要環節。例如，教師可以提供一個具體的化學反應，如高錳酸鉀與濃鹽酸的反應，并讓學生嘗試建立氧化還原反應方程。在這個過程中，學生不僅可以運用氧化數的變化來識別氧化還原反應，還可以通過找出反應中的氧化劑和還原劑來深入理解這兩個概念。最后，理解氧化還原反應在日常生活和工業生產中的應用是培養學生將理論知識應用于實際的重要環節。例如，理解氧化還原反應在能源產生、污染治理、生物體內反應等方面的應用；理解氧化還原反應在冶金、化工等工業生產中的重要作用。

2. 設計評價

在基于UbD理論的高中化學教學設計中，第二階段為設計評價。針對“氧化還原反應”的教學單元進行評價設計，特別強調以下三個方面：個性化評價、形成性評價以及科技輔助評價。

在個性化評價方面，由于學生的學習進度和理解程度存在個體差異，因此，在評價設計中加入個性化元素至關重要。例如，針對“氧化還原反應”，教師可以設定以下幾種層次的問題。初級階段，可以設置一些基礎概念的問題，如“什么是氧化反應？什么是還原反應？請舉例說明氧化反應和還原反應”。中級階段，可以進一步探討氧化還原反應的識別和分類，如“如何識別一個化學反應是否為氧化還原反應”。高級階段，可以引入一些開放性的問題，如“某氧化還原反應中，氧化劑和還原劑分別是什么”以及“在某種特定條件下，哪種物質的氧化性或還原性更強，為什么”。教師在此過程中，需要根據學生的理解程度提供及時反饋，引導學生逐步遞進，激勵他們自我挑戰更深層次的理解和應用。［3］此外，對于開放性的問題，教師更需要以積極鼓勵和包容的態度對待學生的探究和嘗試，以培養他們的創新思維和批判性思考。在形成性評價方面，教師可以設計多樣的評價方法并在教學過程中靈活運用。例如，在介紹氧化還原反應概念的初階段，教師可以通過簡短的問答或者小測驗來快速了解學生對于基礎概念的理解程度，針對性地進行反饋和指導。在深入探討氧化還原反應機理的階段，教師可以引導學生進行小組討論，對學生的討論過程進行觀察和記錄，以此了解學生對于復雜概念的掌握程度及其思考的深度。在科技輔助評價方面，隨著科技的發展，一些新興的教學工具和平臺已經被廣泛應用于教學評價中。例如，在“氧化還原反應”的教學中，可以使用在線測驗工具進行評價，通過自動化的方式提高評價效率，同時提供數據化的反饋，幫助教師更準確地了解學生的學習情況。再如，虛擬實驗平臺也可以用于評價學生的實驗操作能力，讓學生在安全的環境中進行實驗，避免傳統實驗中可能出現的安全問題。

3. 教學過程設計

在基于UbD理論的高中化學教學設計中，第三階段為規劃教學過程，即教學過程設計。教師精心設計教學策略和學習活動，以實現教學目標，并促進學生的深度學習。

關于教學策略的選擇，應基于學生的學習需求和教學目標進行。例如，在“氧化還原反應”的教學中，教師可以采用混合式教學策略，結合直接教學和探究式教學的方法。在直接教學階段，教師可以詳細解釋氧化還原反應的基本概念和規律，使學生形成清晰的理論框架。在探究式教學階段，教師可以引導學生通過實驗或案例分析，深入理解和應用這些概念和規律。關于學習活動的設計，應盡可能地引導學生主動參與，激發他們的學習興趣和動機。［4］例如，在探究式教學階段，教師可以設計一些涉及氧化還原反應的實驗活動。例如，利用KMnO4滴定Fe2＋來測定未知Fe2＋溶液的濃度。

學生按照教師指示進行實驗，并記錄實驗現象。

實驗結束后，學生需要根據實驗結果，利用化學方程式的計算來確定未知Fe2＋溶液的濃度。這個實驗項目不僅讓學生有機會直接觀察和參與到氧化還原反應中，也提供了一個實際應用化學知識的場景。此外，通過實際操作和數據處理，學生可以進一步提升自己的實驗技能和問題解決能力。這樣的教學案例能夠更好地將理論知識和實際操作相結合，提高學生對氧化還原反應的理解和應用能力。

四、結語

教學設計并非孤立的過程，而是一項需要對課程內容、教學目標、學生需求及評價方式進行綜合考慮的復雜任務。基于UbD理論的教學設計，強調了目標的明確、教學的靈活以及評價的全面，旨在促進學生的深度學習。雖然，在實際應用中還存在問題和挑戰，但相信通過不斷的實踐和研究，將能更好地應用UbD理論，進而提升高中化學教學的質量和效果。

參考文獻

［1］張宇，孔德順，閆杰.基于UbD理論的“烴”大單元教學設計研究［J］.云南化工，2024（1）：205-208.

［2］宋小宏.UbD理念指導下虛擬仿真實驗賦能化學教學的課例研究——以“化學反應速率”為例［J］.化學教學，2023（6）：35-39，92.

［3］丁偉俊，朱丹丹，郭秋雨，等.基于UbD理論的高中化學“教、學、評”一體化研究［J］.中學化學教學參考，2023（3）：1-4.

［4］席云芳.基于UbD模式，用好高中化學滬科版新教材——以滬科版第1章“化學研究的天地”為例［J］.亞太教育，2022（19）：92-94.