基于“UbD”模式的通用技術電子控制系統教學探索

管小燕

◆摘? 要：UbD（Understanding by Design）理論模式以學習結果為導向的教學設計方式，設計起始為預期目標，預設評估證據，再設計學習活動.本文以“電子電路設計與綜合分析”單元為例，在闡述“UbD”教學設計理論的基礎上探索教學逆向設計，，能讓學生把所學知識遷移應用到真實環境，有效地促使學生主動學習和理解建構知識，真正落實學科的核心素養目標。

◆關鍵詞：UbD模式;逆向設計;單元整合

一、研究背景及意義

隨著我國經濟社會發展新變化，對教育有了新方向，新要求，要發展素質教育，推動人才培養模式的改革創新?！镀胀ǜ咧型ㄓ眉夹g課程標準（2017年版）》進一步要求落實五大學科核心素養，培養學生的必備品格和關鍵能力，創新思維的訓練尤其重要。在教學實踐中，較多關注從傳統課的設計實施入手，較少從整體出發知識點單元整合設計，這樣很難落實新課程標準的理念和培育學科核心素養。

而隨著技術選考發展，對學生知識點的考察更為全面而系統，需要學生真正從理解的角度入手區去掌握知識。而在選考部分電子控制系統部分，原有教材的知識點相對來說比較分散，電子電路所涉及的基本概念、器件、電路、分析設計方法等非常豐富，高中生作為初學者往往感覺無從下手，掌握比較困難而產生畏難情緒。其實電子控制系統中的知識本身有較強的邏輯聯系，需要教師總結進行整體設計，訓練學生抽象、概括、判斷、推理等集中思維能力，重視學生聯想思維、發散思維、求異思維、逆向思維的培養，從而實現知識的有效遷移，達到化繁為簡、觸類旁通的教學效果。因此，在通用技術選考課堂進行單元整體教學非常重要，那如何開展單元整體教學呢？以UbD（Understanding by Design）模式為引領的逆向教學設計能較好地改進上述問題。

二、UbD（Understanding by Design）理論概述

UbD（Understanding by Design）理論是以具體的學習結果作為目標，根據目標進行逆向思考的教學設計。具體為三個階段：（1）確定預期的教學結果、（2）確定合適的評估證據。（3）設計學習體驗和教學活動，這一設計過程可以更好地幫助教師緊扣通用技術核心素養目標和通用技術學科課程目標內容思考預期結果，同時也有助于培養學生歸納總結、科學推理等思維能力，單元逆向教學強調“以終為始”進行單元整體教學設計與實施，即先確定單元預期學習結果，再確定合適的評估證據，最后才設計學習活動。注重圍繞預期結果、來設計和組織教學①，以獲得對所學知識本質的深度理解，達到解釋、闡明、應用、洞察、移情和自知六個維度[1]。

三、基于UbD模式的電子控制系統設計與電路綜合分析單元的教學設計

階段1：確定預期結果.

依據教學目標整合單元內容，來明確教學內容的優先次序，引導學生進行自主學習。這就需要教師突破傳統的按教材章節順序、教材內容組織教學活動的教材觀，實現“用教材教”而非“教教材”的觀念，對教材內容依據“大概念”和教學目標進行合理的整合，強調理解建構，幫助學生進行知識的遷移應用，實現以理解為先的教學設計。在“電子控制系統設計與綜合分析”的單元教學設計中，將教材內容進行了整合處理，對電子控制系統的組成框架有了明確的方向，如圖1。

同時根據通用技術的核心素養和新課程標準的要求，確定本單元的學習目標如圖2。分類整理學習目標后，我們能發現對應理解建構的學習目標，承載著培養學生的證據推理、模型認知、科學探究等學科核心素養的功能，又是知識技能和遷移應用的重要橋梁。將學習目標分類后，在單元教學設計時，能讓教師關注理解建構的學習目標去設計，能讓學生深度學習。在UbD理論在，對單元整體教學設計的指導作用更明確，更能明確選考教學中心任務。能讓學生對學習目標更聚焦、更清晰，從而有方向地提升了學習效率。

階段2：確定合適的評估證據

“UbD”模式要求教師站在更長遠的角度進行思考，必須先找到能證明學生成功完成學習目標的證據后，再去考慮設計教學。評估的方式比較多，而隨著課程的深入、活動的開展逐步形成一系列的評估證據，而不是像傳統教學中單一的評價證據，比如單元測試。評價要貫穿于教學的各個環節中，方式應該多樣，除了傳統的書面測試外，還有思考反饋、自我反思、小組互評、成果展示等。在UbD模式下的評價設計，考慮目標達成度，對發展“可見的學習”尤為重要。本單元可以設計如下評估內容：

（1）表現性任務

繪制電路圖--能根據設計要求，畫出能實現電路功能的電路圖，進行部分設計及整體電路的設計;

口語報告--能用正向、逆向思維分析電路的工作過程及電路原理;

動手實踐--能通過電子百拼或拼搭實驗平臺來搭建電路來展現成果，并能進行簡單的調試和故障分析。

（2）其他證據（例如;小測試、電路補充連線、體驗報告）

小測試--三極管控制驅動電路模型及有關選擇題，變換控制模塊電路分析題;

電路補充連線題--輸入部分、控制部分、輸出部分的電路補充設計連線，檢驗學生整體知識遷移應用能力;

體驗報告--報告體現電路設計圖，工作過程分析，電路模塊設計小結與規律整合。

（3）學生的自我評價和反饋

a、自評電路設計圖的繪制情況;

b、自評電路分析正向、逆向思維方法的使用熟練情況;

c、自評搭建電路的過程、調試以及故障分析的判斷過程，互評成果展示表現。

階段3：設計學習體驗和教學活動

在逆向設計的第3階段需要考慮清楚幾個關鍵問題：學生在哪些活動中獲得所需要的知識和技能，才會達到預期的結果？選擇哪些材料和資源時最合適的？根據表現性目標，教師需要準備哪些內容，指導學生做什么，以最合適的方式開展教學？根據“UbD”教學模式，學習活動設計要依照教與學的體驗順序，逐次列出關鍵的教學和學習活動，有助于學生完成預期的理解，如圖3的模式設計。選考部分電子控制系統設計與綜合分析單元學習可以分三大塊，電子控制系統設計及電路分析、電路的安裝與調試、電路的故障分析與解決。在原有模塊的學習下，學生對于電子控制技術的基本知識點有一定的掌握。在這個單元最主要是訓練學生的分析電路的邏輯思維，能在此基礎上分析、設計以及排除故障更替原有電路設計。以表1設計為例，讓學生把已經接受的關于電子控制系統各組成部分的知識轉變為整體電路的設計，達到新的認知是這個設計的重點。教師需要利用生活化的問題情境引導學生進行科學的區分。教學過程可以按以下順序開展：問題情境引入，導入關鍵問題和核心任務，產生認知沖突，建構邏輯體系，形成新的認知。

在這塊教學設計中，首先給學生創設情境，在原有的光控燈的基礎上，需要有開窗后能報警的控制裝置。從情境入手，學生來解決問題。設計電路方式，教師利用電子電路的邏輯關系引導學生利用逆向思維方式考慮問題解決方向。開窗與報警是因果關系，可以利用以果推因的逆向方法來確定電路設計方案，再用正向思維來聯系報警控制系統的輸入部分—控制部分—輸出部分的元器件設計連接，這樣也訓練了選考考試中常用的出題思路，讓學生在學習的過程中有比較明確的結果目標。電路設計后需要用實驗來驗證，利用電子百拼搭建調試以及成果展示。

在設計教學活動過程的同時，評價設計主要體現學生能從設計體會自己是否達到預期的結果，教師也能在過程中參與判斷學習果，以“開窗報警控制系統設計”活動來舉例，為了讓學生明確具體任務，合理安排時間。設計類似的時間安排表如表2所示

四、基于UbD理論學習與實踐的反思

UbD理論倡導實施單元整體教學，并圍繞基本問題、核心任務來揭示、理解和應用。并以探究整合為單元學習活動主線的逆向設計過程，實現從整體再到局部的課堂設計，增強學生學習的自我感、獲得感，本單元的教學通過電子綜合分析的知識整合，明確預期的知識技能、理解建構和遷移應用的教學目標，調整教學內容，設計可評價的表現性任務，實現了以學生小組合作為主體的主動學習型模式。

追求理解的逆向教學設計其倡導的圍繞電子控制系統學習目標來組織教學活動，重視目標、評價與教學的一致性，有力地促進了核心素養在教學中的落實，技術選考教學的指向性更加明確。在學習活動過程中整評估設計先于課程設計，明確指向學生學習結果的質量。在UbD模式下的教學設計活動，學生不斷反思、知識整合，使學生體驗到認知體悟的建構，這種逆向設計過程，鍛煉了學生在“做中學技術 、學設計”的技能和思維以及創新能力和合作能力。在今后的教學，更需要不斷的完善及探索有關教學設計。

參考文獻

[1][美]格蘭特·威金斯，杰伊·麥克泰格，著.追求理解的教學設計（第二版）[M].閆寒冰等，譯.上海：華東師范大學出版社，2017.

[2]拉爾夫·泰勒.課程與教學的基本原理[M].北京：中國輕工業出版社，2014：3.