基于UbD理论的高中化学教学设计

摘 要：基于 UbD理论设计的化学教学，以“理解”为核心，关注学生的理解程度、对学习成果的期望和结果的检测等，能促进学生全面发展。本文以“氧化还原反应”为例，在对 UbD理论进行分析和梳理的基础上，以学生的学习需要为出发点，从确定学习目标、设计评价、设计教学活动三个环节进行高中化学教学设计。通过 UbD理论下的化学教学，可引导学生形成化学核心素养，提高其分析和解决问题的能力。

关键词：UbD理论；高中化学；教学设计

文章编号：1008-0546（2024）11-0052-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

UbD理论（Understanding by Design）是一种教学设计模型，也称为“倒推设计”或“逆向设计”。UbD理论认为，教学设计应该从学生的学习需求出发，先明确学生应该达到的目标和能力，然后再制定教学计划和教学活动，确保所有的教学活动都能够支持学生达成目标。该教学设计模型包含以下三个阶段：第一阶段是明确目标，即确定学生需要掌握的知识和技能；第二阶段是设计评价，即制定评估标准和评估方法，确保学生的学习成果能够被准确评估；第三阶段是教学过程设计，即根据目标和评估结果，设计适当的教学策略和学习活动。

一、单元教学设计原则

1. 科学性原则

“科学性原则”的内涵表现为教学活动必须依据科学的理论和方法进行。首先，设定的理解目标应符合化学学科的核心概念和基本原理。在“氧化还原反应”这一主题下，理解目标应涵盖理解氧化还原反应的本质——电子的转移、掌握氧化数的变化规律、理解氧化剂和还原剂的概念及其在氧化还原反应中的作用、运用氧化还原反应知识解析化学反应等内容。这些目标不仅符合化学学科的特点，也是高中阶段学生需要具备的关键能力。其次，科学性原则还要求教师教学活动的设计与实施都需要遵循科学的教学策略。例如，对于概念和原理的教学，可以采取直观教学法，用图表、模型等形式，帮助学生形象理解氧化还原反应的过程；对于实验操作，需要按照科学的实验步骤和规范进行指导，确保实验的准确性和安全性。最后，科学性原则还体现在对学生学习过程的合理引导。教师需要根据学生的学习需求和兴趣，激发学生的学习动机，提升学生的自主学习能力。例如，可以引导学生探究氧化还原反应在生活中的应用，将学习和实际生活相结合，增强学生的学习兴趣。

2. “教、学、评”一体化原则

“教、学、评”一体化原则的实质是强调教学与评价的紧密结合，注重过程和结果，从而更好地实现教学目标。首先，对于“教”的部分，在授课过程中，教师不仅要传授知识，而且需要设计有效的教学策略，引导学生主动学习。例如，在“氧化还原反应”的教学中，教师可以通过实验演示、小组讨论等多种形式，引导学生自主探究，激发学习兴趣。其次，“学”的部分强调学生的主体地位。学生是知识的主体，教师的角色应该是引导者和协助者，而不仅仅是知识的传播者。例如，在“氧化还原反应”的学习中，学生可以通过设计和进行实验、提出问题和解决问题等方式，积极参与到学习过程中，深入理解和掌握知识。最后，“评”的部分是对“教”与“学”的过程和结果进行评价。评价应该是一个持续和全面的过程，包括对学生的知识掌握程度、技能水平、思维方式、学习态度等多方面进行评价。例如，在“氧化还原反应”的教学中，教师可以通过课堂观察、作业批改、测试评估等方式，对学生的学习进行全面评价，进而指导教学，提高教学效果。［1］

二、基于UbD理论的高中化学教学设计现存问题

1. 理论与实践脱节

一方面，教师对UbD理论的深度理解与运用程度不足。UbD理论提倡从教学目标出发，逆向设计教学活动和评价方式，这样的设计理念需要教师有深度的理论理解和灵活的运用能力。然而，在实际教学中，部分教师可能只是停留在理论层面，缺乏深入的理解和有效的运用。另一方面，教学设计与实际需求的匹配度不高。UbD理论强调对学生的全面发展，而不仅仅是对知识的记忆和理解。在教学设计中，教师应充分考虑学生的认知水平和兴趣以及课程的目标和要求，设计出能够满足这些需求的教学活动。然而，部分教师在设计教学活动时，可能过于依赖教科书和教案，没有从学生的实际情况出发，导致教学设计与学生的实际需求脱节。

2. 评价方式单一

UbD理论强调教学评价应该是一个全面、持续的过程，涵盖知识、技能、态度三个方面，不仅要评价学生的学习结果，还要评价学生的学习过程。然而，在实际的教学中，评价方式往往偏重于对学生的知识掌握情况进行评价，即以笔试、口试的形式，检测学生是否掌握了基本概念和原理。这种评价方式无法全面反映学生的学习情况，也不能充分发挥UbD理论的评价理念。与此同时，评价方式的单一性也限制了UbD理论在教学中的反馈作用。评价不仅是评价学生的学习成果，也是提供教学反馈，更是指导教学改进的重要手段。但单一的评价方式往往只关注学生的学习结果，忽视了学生的学习过程，也忽视了教学方法、教学策略的反馈效果，无法为教学提供及时、有效的反馈。此外，评价方式的单一性可能会影响学生的学习动机和学习态度。

三、基于UbD理论的高中化学教学设计——以“氧化还原反应”为例

1. 明确目标

在基于UbD理论的高中化学教学设计中，第一阶段为明确目标。以“氧化还原反应”为例，该单元的教学目标主要包括让学生理解氧化还原反应的基本概念、掌握这类反应的识别和平衡方法以及理解其在日常生活和工业生产中的应用。

首先，理解氧化还原反应的基本概念是学生对该课题的基础认识。例如，教师可以设计一项实验活动，将铁钉放入含有蓝色硫酸铜溶液的试管中。这个实验让学生亲自观察到氧化还原反应的过程，教师可以引导学生从中理解氧化和还原的概念以及电子的转移。［2］其次，掌握氧化还原反应的识别和平衡方法是提高学生解决问题的能力的重要环节。例如，教师可以提供一个具体的化学反应，如高锰酸钾与浓盐酸的反应，并让学生尝试建立氧化还原反应方程。在这个过程中，学生不仅可以运用氧化数的变化来识别氧化还原反应，还可以通过找出反应中的氧化剂和还原剂来深入理解这两个概念。最后，理解氧化还原反应在日常生活和工业生产中的应用是培养学生将理论知识应用于实际的重要环节。例如，理解氧化还原反应在能源产生、污染治理、生物体内反应等方面的应用；理解氧化还原反应在冶金、化工等工业生产中的重要作用。

2. 设计评价

在基于UbD理论的高中化学教学设计中，第二阶段为设计评价。针对“氧化还原反应”的教学单元进行评价设计，特别强调以下三个方面：个性化评价、形成性评价以及科技辅助评价。

在个性化评价方面，由于学生的学习进度和理解程度存在个体差异，因此，在评价设计中加入个性化元素至关重要。例如，针对“氧化还原反应”，教师可以设定以下几种层次的问题。初级阶段，可以设置一些基础概念的问题，如“什么是氧化反应？什么是还原反应？请举例说明氧化反应和还原反应”。中级阶段，可以进一步探讨氧化还原反应的识别和分类，如“如何识别一个化学反应是否为氧化还原反应”。高级阶段，可以引入一些开放性的问题，如“某氧化还原反应中，氧化剂和还原剂分别是什么”以及“在某种特定条件下，哪种物质的氧化性或还原性更强，为什么”。教师在此过程中，需要根据学生的理解程度提供及时反馈，引导学生逐步递进，激励他们自我挑战更深层次的理解和应用。［3］此外，对于开放性的问题，教师更需要以积极鼓励和包容的态度对待学生的探究和尝试，以培养他们的创新思维和批判性思考。在形成性评价方面，教师可以设计多样的评价方法并在教学过程中灵活运用。例如，在介绍氧化还原反应概念的初阶段，教师可以通过简短的问答或者小测验来快速了解学生对于基础概念的理解程度，针对性地进行反馈和指导。在深入探讨氧化还原反应机理的阶段，教师可以引导学生进行小组讨论，对学生的讨论过程进行观察和记录，以此了解学生对于复杂概念的掌握程度及其思考的深度。在科技辅助评价方面，随着科技的发展，一些新兴的教学工具和平台已经被广泛应用于教学评价中。例如，在“氧化还原反应”的教学中，可以使用在线测验工具进行评价，通过自动化的方式提高评价效率，同时提供数据化的反馈，帮助教师更准确地了解学生的学习情况。再如，虚拟实验平台也可以用于评价学生的实验操作能力，让学生在安全的环境中进行实验，避免传统实验中可能出现的安全问题。

3. 教学过程设计

在基于UbD理论的高中化学教学设计中，第三阶段为规划教学过程，即教学过程设计。教师精心设计教学策略和学习活动，以实现教学目标，并促进学生的深度学习。

关于教学策略的选择，应基于学生的学习需求和教学目标进行。例如，在“氧化还原反应”的教学中，教师可以采用混合式教学策略，结合直接教学和探究式教学的方法。在直接教学阶段，教师可以详细解释氧化还原反应的基本概念和规律，使学生形成清晰的理论框架。在探究式教学阶段，教师可以引导学生通过实验或案例分析，深入理解和应用这些概念和规律。关于学习活动的设计，应尽可能地引导学生主动参与，激发他们的学习兴趣和动机。［4］例如，在探究式教学阶段，教师可以设计一些涉及氧化还原反应的实验活动。例如，利用KMnO4滴定Fe2＋来测定未知Fe2＋溶液的浓度。

学生按照教师指示进行实验，并记录实验现象。

实验结束后，学生需要根据实验结果，利用化学方程式的计算来确定未知Fe2＋溶液的浓度。这个实验项目不仅让学生有机会直接观察和参与到氧化还原反应中，也提供了一个实际应用化学知识的场景。此外，通过实际操作和数据处理，学生可以进一步提升自己的实验技能和问题解决能力。这样的教学案例能够更好地将理论知识和实际操作相结合，提高学生对氧化还原反应的理解和应用能力。

四、结语

教学设计并非孤立的过程，而是一项需要对课程内容、教学目标、学生需求及评价方式进行综合考虑的复杂任务。基于UbD理论的教学设计，强调了目标的明确、教学的灵活以及评价的全面，旨在促进学生的深度学习。虽然，在实际应用中还存在问题和挑战，但相信通过不断的实践和研究，将能更好地应用UbD理论，进而提升高中化学教学的质量和效果。

参考文献

［1］张宇，孔德顺，闫杰.基于UbD理论的“烃”大单元教学设计研究［J］.云南化工，2024（1）：205-208.

［2］宋小宏.UbD理念指导下虚拟仿真实验赋能化学教学的课例研究——以“化学反应速率”为例［J］.化学教学，2023（6）：35-39，92.

［3］丁伟俊，朱丹丹，郭秋雨，等.基于UbD理论的高中化学“教、学、评”一体化研究［J］.中学化学教学参考，2023（3）：1-4.

［4］席云芳.基于UbD模式，用好高中化学沪科版新教材——以沪科版第1章“化学研究的天地”为例［J］.亚太教育，2022（19）：92-94.