理解為先，逆向設計

張含璐

摘要：在新課標以及理解為先的教學模式指導下，依據理解為先所提倡的“逆向設計”的三階段：明確預期結果，確定評價辦法，規劃教學過程進行“元素周期表”的教學設計。認為理解為先的教學模式符合新課標“教、學、評”一體化的理論，有明確的目標，有效的評價，及時的反饋，能夠促進學生理解遷移，提高教學效率，達成課堂的最優化設計。

關鍵詞：理解為先：逆向設計：元素周期表：評價：高階思維

文章編號：1008-0546（2022）12x-0038-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12x.009

《普通高中化學課程標準（2017年版）》提出“教、學、評”一體化。[1]教、學、評一體化就是依據化學學業質量標準，在教師教和學生學的同時評價學生在不同學習階段化學學科核心素養的達成情況，從而使每個學生化學學科核心素養得到不同程度的發展。要實現教、學、評一體化，需要教師積極探索有效的日常學習評價途徑、方法和策略。

理解乃教育的目的，有人認為“理解”是知識和技能的有效應用，然而該術語的含義是多方面的，不僅僅是知識和技能，理解的目標還涉及復雜的教學和評價，而我們要達成“理解”的目標，需要優質的教學設計從而激發學生理解的積極性，培養學生的高階思維，最終實現素養與能力的提升。

美國教育學家格蘭特·威金斯提出了一種“理解為先”的單元教學的設計模式，[2]強調理解是教學和評價的中心，主要目的是發展和深化學生的理解，即通過基本思想理解學習內容并將學習結果進行遷移。該模式提倡規劃先于教學，提出了一種“以終為始”的“逆向設計”：明確預期結果，確定評價辦法，規劃教學過程。與傳統的教學設計過程相比較，該模式強調了評價辦法的重要性，教學的目的性更為明確，這樣的教學設計思路與高中化學新課標所倡導的“教、學、評”一體化的理念不謀而合。

本文以新人教版化學必修一第四章第一節的“元素周期表”為例，以圖1所示的三個階段的教學設計思路進行設計。

一、理解為先，預測在前——明確預期結果

階段一是明確預期學習結果，即設定教學目標，本環節教師在明確課程標準要求的基礎上，從學生“學習遷移”“理解意義”和“掌握知能”這三個方面進行預期。其中的關鍵是理解，“理解”的意思大致分兩塊：①能夠實現知識技能的有效應用，即實現遷移；②能夠推斷并建立聯系，獲得深層次理解。所以“理解意義”又包含“核心問題”和“深入持久理解”。

教學目標見表1，該階段為逆向設計，從遠期目標學習遷移到理解意義再到近期目標掌握知能，各要素相互聯系環環緊扣。我們教師在教學設計時，常常著眼于短期目標，但掌握知能只是達到理解的手段而不是最終目的，關鍵是要實現學生理解意義并能夠遷移。通過這樣由遠及近的預期使得教師能夠站在更為宏觀的角度考慮教學，使得目標更明確。

二、理解為先，問題為劍——確定評價辦法

階段二是確定評價辦法，讓教師能夠有效監控學生在課堂學習中已達到的理解程度。[3]在規劃教學活動前，教師要確定學生的不同理解層次以及對應的學業表現，按照理解層次對下一步的教學給出指導。

1．評價依據

學生小組設計的成果，學生針對問題的回答表述及文字表示，學生提出的疑問。

2．學生理解的證據

（1）如果學生理解元素分類以及原子結構（學前評價）

學生根據1- 20號元素的原子結構自行設計出“元素表”，根據“元素表”評價學生對分類、原子結構的理解。圖2、圖3、圖4為3種不同理解層次學生的設計結果。

學生設計的元素表對應的各理解層次及學業表現見表2，該評價用于課堂的開始階段，了解學生對上節課“原子結構”的學習情況，了解學生是否具備分類的思想。若80%以上同學達到水平2及以上即可進入下一環節，若未達到，則可加以引導。如提示：哪些元素屬于金屬？哪些元素的原子核外有2個電子層？

（2）如果學生理解元素周期表的設計原則（理解意義）

學生對比自己設計的元素表和歷史上元素周期表的發展歷程，可能會提出疑問，為什么以前的科學家不按照原子序數以及原子結構進行元素周期表的設計，而是通過相對原子質量和性質推測元素的位置呢？

如果學生能夠提出這個疑問，說明已經真正理解目前元素周期表的設計原則，如果沒有提出該疑問，教師可以加以引導。如給出提示：門捷列夫的元素周期表設計原則對比現在元素周期表的設計原則，從而引發學生的認知沖突。

（3）如果學生了解元素周期表的結構（掌握知能）

教師設計問題鏈，以問題驅動元素周期表的學習，根據回答評價學生，具體理解層次和相應評價見表3。

（4）如果學生理解原子結構與元素在周期表中位置的關系（實現遷移）

結合陌生主族元素的原子結構示意圖，學生能夠用規范的文字準確表示出元素在周期表中的位置。結合某陌生主族元素在元素周期表中的位置，學生能夠畫出該元素的原子結構示意圖。

三、理解為先，真槍實彈——規劃教學過程

階段三就是規劃相關的教學過程，即依據預期結果和評價辦法確定教學策略，制定教學程序，優化教學結構，設計教學活動。在教學過程中學生要實現學習遷移和理解目標的關鍵有以下兩點，①分析原子結構與元素周期表位置之間的關系②能夠根據陌生元素在元素周期表中的位置推測其原子結構。

以下是按照逆向設計的“元素周期表”的部分教學內容。

1．學前測試

任務1：創設情境，引入課題——設計元素表

[學生活動一]根據給出的1-20號元素原子結構，四人一小組，組內交流合作設計元素表。

[教師活動]請不同設計水平的小組代表發言，并將設計成果投影到屏幕上。

選擇展示3種不同水平層次的學生設計的結果，對比元素氦的放置位置，引發學生認知沖突，并讓學生進行交流討論，氦放在哪個位置更合適，從而引發進一步思考。

設計意圖：加強課堂參與度，激發學生的求知欲，讓學生學會運用分類的思想方法，探究設計元素周期表，從而培養學生的科學探究與創新意識；根據已知的原子結構設計表格，培養學生自行構建模型，進而發展模型認知的意識；交流討論，加強學生溝通和表達的能力。

2．教學活動

任務2：完善認知，追尋足跡——了解元素周期表

[學生活動二]對比歷史上元素周期表的發展歷程與自己的設計過程，并暢談感想（見圖5）。

[學生]為什么科學家不按照原子結構去設計元素周期表呢？

[教師]當時原子結構是未知的，并展示門捷列夫繪制的第一張元素周期表，講述他預測新元素的故事。

設計意圖：讓學生了解周期表的發展歷程，[4]類比他們自己設計元素表的過程，產生共鳴，因為學生設計“元素表”的過程與歷史上元素周期表的發展歷程相似卻又不同。相似在于：都根據元素類別進行粗略分類；區別在于：學生是站在巨人的肩膀上，他們是在知道原子結構的前提之下進行設計。所以主要是從原子序數以及原子結構角度設計元素周期表，運用“構一位”的設計思路；而歷史上的科學家們則主要依據相對原子質量以及元素性質進行設計，運用“性一位”的設計思路。從而引發學生的疑問，為什么科學家們不根據結構去設計元素周期表呢？進而引出當時的研究背景：直至1904年湯姆孫才提出了原子結構模型，所以當時的科學家并不知道原子的內部結構。讓學生對科學探究產生興趣；利用門捷列夫的故事初步展示元素周期表的應用價值。

[教師]元素周期表有很大的應用價值，能幫助我們深入學習和理解元素化合物的知識，讓我們先學習它的基本的結構與特點，再逐步深入理解和運用。

[學生活動三]每位同學觀察元素周期表，并作出回答。

（1）元素周期表有幾個橫行？構成幾個周期？周期分為幾類？分類依據是什么？每周期有幾種元素？各周期的元素種類有什么規律？

（2）元素周期表有幾個縱列？構成幾個族？族分為幾類？分類依據是什么？

（3）鈉、氯、鐵位于元素周期表的什么位置，分析鈉原子結構示意圖與其在周期表中的位置（同時展示鈉和氯元素的原子結構示意圖）。元素原子結構與其在周期表的位置有什么聯系？

（4）畫出周期表的輪廓，標出周期序數和族序數，標明堿金屬元素、鹵族元素、稀有氣體元素、過渡元素所處的區域，找出其中包含元素種類最多的周期和族。

（5）查閱元素周期表，從每個方格中可以得到哪些信息？

[教師活動]總結學生的答案，對于易錯點及時給予糾正，同時給予評價。

設計意圖：以問題驅動元素周期表的學習，[5]問題1、2讓學生了解元素周期表的基本結構和表示方法。問題3利用三種學生熟知的元素練習表示方法，并且根據元素的原子結構強化結構與位置的關系，強調元素周期表的設計原則。問題4讓學生關注到堿金屬元素、鹵族元素、稀有氣體元素、過渡區元素，同時可以引出鑭系和錒系的存在，并且從分類的角度滲透性質與位置的關系。問題5引導學生了解元素周期表方格中的信息。

任務3：靈活遷移，推測未知——深化“位構”認知模型

例題1：展示某未知主族元素X的原子結構示意圖，求元素X在元素周期表中的位置；展示某未知主族元素Y在元素周期表中的位置，畫出元素Y的原子結構示意圖。

例題2：在元素周期表中找到金、銀、銅、鐵、鋅、鈦的位置（周期和族），并指出這些元素的核電荷數。

設計意圖：強化元素周期表位置與原子結構的關系，測試學生是否能夠學習遷移。

四、關于逆向設計的反思

與傳統備課模式相比較，“理解為先模式”所提倡的“逆向”設計將評價放在教學過程設計之前，體現了評價辦法的重要性，符合新課標的“教、學、評”一體化的理念。

于教師而言，教師要對新課標、教材和學生有充分的了解，才能在確定教學過程之前就設置出評價方法。在進行元素周期表的教學設計之前，筆者不僅研讀各種資料也采訪了學生，他們設計出了圖2～圖4的元素表，于是筆者根據教材和具體學情制定評價方案和應對措施。

于學生而言，學生在課堂上的各種表現都有了對應的評價，更符合學生的認知。比如在實際教學過程中，確實有一部分學生在設計元素表時僅根據物質類別對元素進行分類，于是筆者引導他們找出金屬元素原子結構的特點，最終他們從結構角度設計了元素表，說明預設評價和措施能夠促進學生思考，進而培養學生的高階思維。

于課堂而言，教師通過學生的表現反饋進行及時調整，實現了“教、學、評”的反饋閉環，提高了教學效率。這種教學設計模式目標明確、評價有效、反饋及時，能促進學生理解，提高教學效率，達成課堂的最優化。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準（2017年版）[s]．北京：人民教育出版社，2018。

[2]格蘭特·威金斯．理解為先模式[M]．福州：福建教育出版社．2018．

[3]袁從容，理解為先單元教學設計——以“光合作用將光能轉化為化學能”為例[J]．中學生物學，2020，36（10）：17-19．

[4] 包朝龍，王星喬．素養為本的高中化學優質課例[M]．杭州：浙江大學出版社，2020．

[5]人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心．普通高中教科書教師教學用書（化學必修一）[M]．北京：人民教育出版社，2019．