基于“UbD”模式的通用技术电子控制系统教学探索

管小燕

◆摘  要：UbD（Understanding by Design）理论模式以学习结果为导向的教学设计方式，设计起始为预期目标，预设评估证据，再设计学习活动.本文以“电子电路设计与综合分析”单元为例，在阐述“UbD”教学设计理论的基础上探索教学逆向设计，，能让学生把所学知识迁移应用到真实环境，有效地促使学生主动学习和理解建构知识，真正落实学科的核心素养目标。

◆关键词：UbD模式;逆向设计;单元整合

一、研究背景及意义

随着我国经济社会发展新变化，对教育有了新方向，新要求，要发展素质教育，推动人才培养模式的改革创新。《普通高中通用技术课程标准（2017年版）》进一步要求落实五大学科核心素养，培养学生的必备品格和关键能力，创新思维的训练尤其重要。在教学实践中，较多关注从传统课的设计实施入手，较少从整体出发知识点单元整合设计，这样很难落实新课程标准的理念和培育学科核心素养。

而随着技术选考发展，对学生知识点的考察更为全面而系统，需要学生真正从理解的角度入手区去掌握知识。而在选考部分电子控制系统部分，原有教材的知识点相对来说比较分散，电子电路所涉及的基本概念、器件、电路、分析设计方法等非常丰富，高中生作为初学者往往感觉无从下手，掌握比较困难而产生畏难情绪。其实电子控制系统中的知识本身有较强的逻辑联系，需要教师总结进行整体设计，训练学生抽象、概括、判断、推理等集中思维能力，重视学生联想思维、发散思維、求异思维、逆向思维的培养，从而实现知识的有效迁移，达到化繁为简、触类旁通的教学效果。因此，在通用技术选考课堂进行单元整体教学非常重要，那如何开展单元整体教学呢？以UbD（Understanding by Design）模式为引领的逆向教学设计能较好地改进上述问题。

二、UbD（Understanding by Design）理论概述

UbD（Understanding by Design）理论是以具体的学习结果作为目标，根据目标进行逆向思考的教学设计。具体为三个阶段：（1）确定预期的教学结果、（2）确定合适的评估证据。（3）设计学习体验和教学活动，这一设计过程可以更好地帮助教师紧扣通用技术核心素养目标和通用技术学科课程目标内容思考预期结果，同时也有助于培养学生归纳总结、科学推理等思维能力，单元逆向教学强调“以终为始”进行单元整体教学设计与实施，即先确定单元预期学习结果，再确定合适的评估证据，最后才设计学习活动。注重围绕预期结果、来设计和组织教学①，以获得对所学知识本质的深度理解，达到解释、阐明、应用、洞察、移情和自知六个维度[1]。

三、基于UbD模式的电子控制系统设计与电路综合分析单元的教学设计

阶段1：确定预期结果.

依据教学目标整合单元内容，来明确教学内容的优先次序，引导学生进行自主学习。这就需要教师突破传统的按教材章节顺序、教材内容组织教学活动的教材观，实现“用教材教”而非“教教材”的观念，对教材内容依据“大概念”和教学目标进行合理的整合，强调理解建构，帮助学生进行知识的迁移应用，实现以理解为先的教学设计。在“电子控制系统设计与综合分析”的单元教学设计中，将教材内容进行了整合处理，对电子控制系统的组成框架有了明确的方向，如图1。

同时根据通用技术的核心素养和新课程标准的要求，确定本单元的学习目标如图2。分类整理学习目标后，我们能发现对应理解建构的学习目标，承载着培养学生的证据推理、模型认知、科学探究等学科核心素养的功能，又是知识技能和迁移应用的重要桥梁。将学习目标分类后，在单元教学设计时，能让教师关注理解建构的学习目标去设计，能让学生深度学习。在UbD理论在，对单元整体教学设计的指导作用更明确，更能明确选考教学中心任务。能让学生对学习目标更聚焦、更清晰，从而有方向地提升了学习效率。

阶段2：确定合适的评估证据

“UbD”模式要求教师站在更长远的角度进行思考，必须先找到能证明学生成功完成学习目标的证据后，再去考虑设计教学。评估的方式比较多，而随着课程的深入、活动的开展逐步形成一系列的评估证据，而不是像传统教学中单一的评价证据，比如单元测试。评价要贯穿于教学的各个环节中，方式应该多样，除了传统的书面测试外，还有思考反馈、自我反思、小组互评、成果展示等。在UbD模式下的评价设计，考虑目标达成度，对发展“可见的学习”尤为重要。本单元可以设计如下评估内容：

（1）表现性任务

绘制电路图--能根据设计要求，画出能实现电路功能的电路图，进行部分设计及整体电路的设计;

口语报告--能用正向、逆向思维分析电路的工作过程及电路原理;

动手实践--能通过电子百拼或拼搭实验平台来搭建电路来展现成果，并能进行简单的调试和故障分析。

（2）其他证据（例如;小测试、电路补充连线、体验报告）

小测试--三极管控制驱动电路模型及有关选择题，变换控制模块电路分析题;

电路补充连线题--输入部分、控制部分、输出部分的电路补充设计连线，检验学生整体知识迁移应用能力;

体验报告--报告体现电路设计图，工作过程分析，电路模块设计小结与规律整合。

（3）学生的自我评价和反馈

a、自评电路设计图的绘制情况;

b、自评电路分析正向、逆向思维方法的使用熟练情况;

c、自评搭建电路的过程、调试以及故障分析的判断过程，互评成果展示表现。

阶段3：设计学习体验和教学活动

在逆向设计的第3阶段需要考虑清楚几个关键问题：学生在哪些活动中获得所需要的知识和技能，才会达到预期的结果？选择哪些材料和资源时最合适的？根据表现性目标，教师需要准备哪些内容，指导学生做什么，以最合适的方式开展教学？根据“UbD”教学模式，学习活动设计要依照教与学的体验顺序，逐次列出关键的教学和学习活动，有助于学生完成预期的理解，如图3的模式设计。选考部分电子控制系统设计与综合分析单元学习可以分三大块，电子控制系统设计及电路分析、电路的安装与调试、电路的故障分析与解决。在原有模块的学习下，学生对于电子控制技术的基本知识点有一定的掌握。在这个单元最主要是训练学生的分析电路的逻辑思维，能在此基础上分析、设计以及排除故障更替原有电路设计。以表1设计为例，让学生把已经接受的关于电子控制系统各组成部分的知识转变为整体电路的设计，达到新的认知是这个设计的重点。教师需要利用生活化的问题情境引导学生进行科学的区分。教学过程可以按以下顺序开展：问题情境引入，导入关键问题和核心任务，产生认知冲突，建构逻辑体系，形成新的认知。

在这块教学设计中，首先给学生创设情境，在原有的光控灯的基础上，需要有开窗后能报警的控制装置。从情境入手，学生来解决问题。设计电路方式，教师利用电子电路的逻辑关系引导学生利用逆向思维方式考虑问题解决方向。开窗与报警是因果关系，可以利用以果推因的逆向方法来确定电路设计方案，再用正向思维来联系报警控制系统的输入部分—控制部分—输出部分的元器件设计连接，这样也训练了选考考试中常用的出题思路，让学生在学习的过程中有比较明确的结果目标。电路设计后需要用实验来验证，利用电子百拼搭建调试以及成果展示。

在设计教学活动过程的同时，评价设计主要体现学生能从设计体会自己是否达到预期的结果，教师也能在过程中参与判断学习果，以“开窗报警控制系统设计”活动来举例，为了让学生明确具体任务，合理安排时间。设计类似的时间安排表如表2所示

四、基于UbD理论学习与实践的反思

UbD理论倡导实施单元整体教学，并围绕基本问题、核心任务来揭示、理解和应用。并以探究整合为单元学习活动主线的逆向设计过程，实现从整体再到局部的课堂设计，增强学生学习的自我感、获得感，本单元的教学通过电子综合分析的知识整合，明确预期的知识技能、理解建构和迁移应用的教学目标，调整教学内容，设计可评价的表现性任务，实现了以学生小组合作为主体的主动学习型模式。

追求理解的逆向教学设计其倡导的围绕电子控制系统学习目标来组织教学活动，重视目标、评价与教学的一致性，有力地促进了核心素养在教学中的落实，技术选考教学的指向性更加明确。在学习活动过程中整评估设计先于课程设计，明确指向学生学习结果的质量。在UbD模式下的教学设计活动，学生不断反思、知识整合，使学生体验到认知体悟的建构，这种逆向设计过程，锻炼了学生在“做中学技术 、学设计”的技能和思维以及创新能力和合作能力。在今后的教学，更需要不断的完善及探索有关教学设计。

参考文献

[1][美]格兰特·威金斯，杰伊·麦克泰格，著.追求理解的教学设计（第二版）[M].闫寒冰等，译.上海：华东师范大学出版社，2017.

[2]拉尔夫·泰勒.课程与教学的基本原理[M].北京：中国轻工业出版社，2014：3.