核心素養視角下“四大”單元教學設計模式的構建與實施

鞏子坤，孫 瑞

（杭州師范大學經亨頤教育學院，浙江 杭州 311121）

“核心素養”是當今國際教育界的潮流，是學生應具備的，能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力［1］，其不僅僅是個人素質最重要的組成部分，更是學生學習能力、實踐能力和創新能力發展的基石［2］。教師只有做到整體把握課程內容，提升教學設計的站位，即從關注單一的知識點、課時轉變為大單元設計，才能改變學科知識點的碎片化教學，才能真正實現教學設計與素養目標的有效對接［3］。然而，由于教師缺乏單元統整的能力，無法有效建立單元內各知識點間的聯系，使得單元教學變成了課時教學的簡單累加，失去了單元“結構”的應有力量，造成了單元與發展核心素養之間的嚴重脫節［4］。因此，本研究針對當前教師單元教學能力的不足和局限，結合教學案例，構建、實踐并檢驗了“大格局、大情境、大問題、大概念”單元教學設計模式（簡稱“四大”單元教學設計模式），以期為教師單元教學能力的提升、教學觀念的轉變以及學生核心素養的培養提供一種可能的途徑。

一、構建：“四大”單元教學設計模式的形成

研究首先理清“四大”單元教學設計模式的幾個基本概念，即大格局、大情境、大問題、大概念，然后闡述單元教學設計模式的理論基礎，最后基于上述理論與培養核心素養的訴求，構建單元教學設計模式的基本程序。

（一）基本概念

大格局：基于UbD（Understanding by Design，理解為先）單元教學設計模式［5］進行教學設計，即首先明確學習目標，然后確定實證依據，最后規劃教學活動。也就是說，在UbD單元教學設計模式的指導下，把“目標引領、逆向設計”作為基本框架與設計理念，從而構成“四大”單元教學設計模式的大格局。

大情境：基于知識發生的歷史背景與現實背景，由研究者創設的包含大問題、有利于知識再發現與再創造的歷史情境、現實情境或者科學情境。大情境不僅要做到課時內的一以貫之，更要盡可能做到不同課時間的一以貫之，如果不同課時的情境出現了變化，也應保證前后情境的邏輯自洽性。隨著學習的不斷深入，學習內容的抽象程度不斷提高，更應強調從學科知識發展的邏輯必然性中創設情境、提出問題［6］。

大問題：在學科或課程中處于核心位置，從大情境中自然引發的、需要回答和解決的、能促進學生深入思考和探究的總結性概括問題或單元的主題性問題［7］。這些核心問題既要有一定的開放性和自由度，還要有一定的層次性與遞進性、挑戰性與探究性，這樣才能為學生提供充足的探究空間，引發學生的主動思考與積極探究［8］。為了解決這些核心問題，學生需要經歷知識發生發展的過程，進而再發現、再創造這些知識。

大概念：大概念是對概念間關系的抽象表述，是對事物的性質、特征以及事物間的內在關系及規律的高度概括［9］。大概念既包含對核心內容本質的理解，也包括知識形成和應用過程中所體現出來的思想方法和思維方式，前者是內容大概念，后者是過程大概念［10］。因而，大概念主要包括兩層含義：第一層，從小的、內容的角度而言，是指經歷知識的發生發展過程后形成的具體概念；第二層，從大的、過程的角度而言，是指經過單元學習后形成的更為本質、更為核心的思想或看法（本質是核心素養）。整體而言，大概念不是暫時停留在學生頭腦中的簡單知識，而是當所學知識全都忘記，仍能保留下來的東西，即核心素養。

（二）理論基礎

1.單元教學設計模式的理論框架——UbD單元教學設計模式

UbD 單元教學設計模式是由美國課程專家格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）與杰伊·麥克泰（Jay McTighe）創立的，旨在幫助學生理解學科基本思想（big idea）并將其應用到新情境中的一種新型、優質的教學設計理論［11］。該模式強調教學設計要以促進學生有意義的學習為宗旨，先明確學習目標，再確立實證依據，最后規劃教學活動［12］。

明確學習目標既要關注“掌握知能、理解意義”等知識技能目標，也要關注“學會遷移”等核心素養目標，對于后者，尤其需要重視，因為能夠遷移的通常都不是知識與技能，而是知識形成過程中所蘊含的思想方法和思維方式，本質上就是核心素養。確立實證依據即設計評價任務。評價任務就是檢測教學目標是否達成的學習任務，目標指向哪里，評價任務就必須跟到哪里，從而形成持續性學習評價。在單元教學設計中，將評價任務凸顯出來并且置于目標與教學活動之間，可以起到承上啟下的作用：上接目標，以檢視其與目標的匹配性；下連學習，把評價任務嵌入教學過程，實現教、學、評的一致性。規劃教學活動本質上是規劃學習活動，需要重點關注以下問題：一是必須依據能讓大部分學生（比如，至少三分之二）達成目標的學習路徑來規劃學習活動；二是必須嵌入評價任務，以實現教、學、評的一致性；三是必須在整體設計的前提下分課時呈現學習方案。

2.單元教學設計模式的指導原則——基于核心素養的單元教學設計原則

史寧中教授提出，為實現培養學生數學核心素養的教學目標，需要把握兩個原則，一是把握數學知識的本質，二是設計并實施合理的教學活動［13］。在以上兩個原則的指導下，基于核心素養的教學活動可以如此描述：（1）把握數學知識的本質、把握學生認知的過程；（2）創設合適的教學情境、提出合適的數學問題；（3）啟發學生思考、鼓勵學生與他人交流；（4）讓學生在掌握知識技能的同時，理解數學知識的本質；（5）感悟數學的思想，形成和發展數學核心素養。

雖然史寧中教授提出的單元教學設計原則針對的是數學核心素養的培養，但就其本質而言，該原則也可以推廣到一般核心素養的培養。任何學科的教學設計，首先，必須認識學科的本質與學生的認知規律：所謂具備了某學科的核心素養就是把握了該學科的本質，所謂教學設計就是基于學生的認知規律實現學科本質的心理化。然后，基于上述認識，設計并實施合理的教學活動：創設情境、提出問題、啟發思考、經歷知識的發生發展過程，從而實現掌握知能、理解意義的短期目標以及形成與發展核心素養的長期目標。

3.單元教學設計模式的認知發展理論支撐——學習路徑

學習路徑（Learning Trajectory）是對學生學習某一具體知識時思維與學習過程的描述，以及一個相關的、設想的路徑，這個路徑就是一系列指向學習目標的學習任務［14］。具體而言，學習路徑由學習目標（Goals，簡稱G）、任務（Tasks，簡稱T）與學習過程三部分組成。學生完成某一具體的任務，就實現了一個具體的子目標（構成了Gi-Ti），實現若干子目標后，最終達成目標G（參見圖1）。

圖1 學習路徑流程圖

學習路徑將學生的學習過程與認知發展規律顯性化，為規劃教學活動提供了心理學的依據，也為單元教學設計模式提供了理論支撐。事實上，學習路徑的設計是一個艱難的過程。學習路徑不是知識的邏輯推演順序，也不是學生自然狀態下認知發展的順序，它是知識的邏輯推演順序與學生認知發展順序的有機統一，因而，學習路徑的獲得過程是一個艱難的實證過程。

（三）基本操作程序

核心素養視角下的“四大”單元教學設計模式是以UbD單元教學設計模式為理論框架、以基于核心素養的單元教學設計原則為指導原則、以學習路徑為認知發展理論支撐的“四大”單元教學設計模式。該模式的基本操作程序如圖2：

圖2 “四大”單元教學設計模式的基本操作程序

基于UbD 單元教學設計模式的大格局確定預期的學習目標，設計檢測目標是否達成的“實證依據”，規劃具體的教學活動。其中，教學活動的規劃要依據“基于核心素養的單元教學設計原則”進行，即創設大情境、提出大問題，在解決問題中經歷知識發生發展的過程，進而形成大概念。而為了更好地帶領學生經歷知識發生發展的過程，需要設計合適的任務序列，即設計、完善學習路徑。最后，大概念的形成對應于最初明確的學習目標，從而構成一個“環路”。

簡言之，基本操作程序就是：構建UbD 單元教學設計模式的大格局；在大格局的指導下，創設大情境；基于大情境，提出大問題；在大問題的解決過程中，帶領學生經歷知識的發生發展過程，形成大概念，達成學習目標。

二、實踐：“四大”單元教學設計模式的實施

本文以數學學科為例，進行“四大”單元教學設計模式的實踐研究?！翱臻g角”單元作為高中數學“幾何與代數”主線的重要內容，涉及“異面直線所成角”“直線與平面所成角”以及“平面與平面所成角”（以下簡稱“線線角”“線面角”和“面面角”）等概念。這些概念的形成過程就是概念的抽象過程，即探索發現角的“存在性”、直觀感知角的“合理性”、理性論證角的“唯一性”、用數學語言表述角的概念。因此，我們選取“空間角”單元進行實證研究，探究“四大”單元教學設計模式是否有助于培養學生的數學抽象素養。

研究過程大致如下：選取杭州市X中學高二年級的兩個班作為實驗班（分別記為“A班”和“B班”）以及六個平行班級作為對照班，單元前測表明，所有班級在實驗前整體水平相當，不存在顯著性差異。實驗班按照“四大”單元教學設計模式進行教學，對照班按照傳統的教學方式進行教學。所有教學結束后，對實驗班、對照班進行單元后測。

（一）明確學習目標

明確學習目標，即明確在單元教學結束后，期望學生最終能達成的學習結果。

在UbD單元教學設計模式中，預期的學習結果包括三個水平：掌握知能、理解意義、學會遷移。其中，掌握知能、理解意義對應于大概念中的“第一層”含義，集中在知識與技能層面；學會遷移對應于大概念的“第二層”含義，集中在思想方法與核心素養層面。

就“空間角”單元而言，在掌握知能方面，預期學生可以掌握“線線角”“線面角”和“面面角”的相關概念；在理解意義方面，預期學生可以理解空間角之間以及空間角與平面角之間的聯系，體會概念的形成過程；在學會遷移方面，預期學生能夠基于概念的形成過程，發展數學抽象素養，將所學知識遷移、應用到新的情境中。

需要指出的是，學習目標的確立要求教師站在學科本身和核心素養的高度，從學科、課標、教材、學生等多個視角進行分析，而不僅僅是課時教學目標的簡單累加。學習目標的確立有助于教師在單元教學時保持清晰的頭腦，即明確“教什么”“怎么教”“為什么教”和“教到什么程度”。

（二）確立實證依據

確立實證依據，即確定恰當的評估辦法，設計合適的表現性評價任務，來檢測學生是否達到預期的學習目標。

就“空間角”單元而言，設計了單元前測、課時后測、單元后測，以評估預期的學習目標是否達成。問卷的結構根據學習目標的三個水平進行編制。表1簡要呈現單元后測中體現“學會遷移”水平的題目。

表1 單元后測中“學會遷移”水平的題目

上述題目主要評估學生在學完“空間角”單元后，知識遷移的能力是否得到提升?？紤]到本單元的學習主要圍繞角的“存在性”與“唯一性”展開，因此本題考查在給空間幾何元素間的距離下定義的時候，學生能否發現距離的“存在性”，進而感知自己所定義的距離的“合理性”與“唯一性”。因此，研究規定學生若能回答出線段的“存在性”則賦1 分，若能回答出線段的“唯一性”則賦2分。

（三）規劃教學活動

規劃教學活動，即規劃合理的學習路徑，并保證該路徑圍繞學習目標展開。為此，在“基于核心素養的單元教學設計原則”和“學習路徑”的指導下規劃教學活動，分為四個階段：

1.創設大情境

空間幾何與我們生活的現實世界密切相關。就“空間角”單元而言，現實情境可以清晰直觀地呈現物體間的位置關系，而從這些情境中抽象出來的數學模型可以幫助學生進一步抽象出幾何元素間的位置關系。

“線線角”教學中［15-16］，以巴黎圣母院為背景，引導學生用磁力棒搭建巴黎圣母院模型，再抽象成數學模型，進而抽象出線與線的位置關系。

“線面角”教學中［17］，仍沿用上述磁力棒模型，并從中抽象出直線與平面的位置關系。但考慮到磁力棒模型不易動態變化，在之后帶領學生探索發現線線角的“存在性”和直觀感知線線角的“合理性”時不具有可操作性，因此，改用小棒和泡沫板來構建數學模型。

“面面角”教學中［18］，考慮到磁力棒模型中雖然含有面面角，但從中抽象出的平面不具有直觀性，因此改用賀卡模型。

2.提出大問題

“空間角”單元包含三個核心課時，盡管每一課時關注的空間元素不同，但核心問題沒有改變，即如何刻畫空間幾何元素間的相對傾斜程度，這也體現了角的本質。因此，本單元的大問題緊緊圍繞“相對傾斜程度”展開，即“如何刻畫異面直線間的相對傾斜程度”“如何刻畫直線與平面間的相對傾斜程度”“如何刻畫平面與平面間的相對傾斜程度”。

3.經歷知識發生發展的過程

為了解決大問題，教師需要設計合適的、符合學生認知規律和知識發生發展規律的、指向學習目標的學習任務序列，也就是學習路徑。

經過三次教學設計、兩次教學實踐、多次教學研討和測試訪談，不斷修訂、完善學習路徑，形成了最終的“空間角”單元學習路徑（見圖3）。

圖3 “空間角”單元學習路徑

盡管“線線角”“線面角”和“面面角”的教學內容有所差異，但學習路徑中蘊含的本質沒有發生改變，即圍繞著數學抽象展開，將“空間角”轉化為“平面角”：探索發現角的“存在性”，直觀感知角的“合理性”，理性論證角的“唯一性”，最終用數學語言表述角的概念。

4.形成大概念

教師帶領學生從現實情境與數學模型中抽象出幾何元素，提出“如何刻畫幾何元素間的相對傾斜程度”這一大問題，進而探索角的“存在性”、感知角的“合理性”、論證角的“唯一性”、表述角的概念，帶領學生經歷完整的“空間角”的概念抽象過程，進而深刻理解空間角概念。從內容大概念的角度而言，就是理解“空間角”這個概念——角是對幾何元素間相對傾斜程度的度量；從過程大概念的角度而言，“空間角”概念的抽象過程，就是數學概念的形成過程，其中所體現的核心思想就是數學抽象。

三、檢驗：“四大”單元教學設計模式的教學效果

為檢驗“四大”單元教學設計模式的教學效果，亦即檢驗學習目標的達成情況以及學習路徑是否合理，我們進行了縱向比較和橫向比較。其中，縱向比較是為了探查單元教學前后兩個實驗班學生數學抽象水平的變化情況；橫向比較是為了探查單元教學后實驗班和對照班學生的數學抽象水平。

（一）縱向比較

考慮到數學抽象主要體現為“學會遷移”，因此，選取A、B班學生單元前后測中“學會遷移”水平題目（前后測中該水平的題目相同）的得分情況進行分析。

分析平均得分發現（見表2），兩班學生后測平均分均高于前測平均分。配對樣本t檢驗表明，A班學生前測和后測成績存在顯著性差異（t=-2.68，p＜0.5）。盡管B班學生的單元前后測比較差異并不顯著（t=-1.737，p＞0.5），但結合前后測分數、學生的課堂表現以及教師的授課感受仍認為A、B班學生在數學抽象能力方面均得到了一定程度的提升。

表2 實驗班學生單元教學前后得分對比

（二）橫向比較

選取實驗班和對照班學生單元后測中“學會遷移”水平題目的得分情況進行分析。分別統計實驗班和對照班學生的平均分（見表3），可以發現實驗班學生的得分遠遠高于對照班學生的得分。獨立樣本t檢驗表明，實驗班學生和對照班學生的單元后測成績存在顯著性差異（t=5.991，p＜0.1）。

表3 實驗班和對照班學生單元教學后測得分對比

由此可見，相較于傳統教學方式，基于“四大”單元教學設計模式開展的“空間角”單元教學更有助于培養學生的數學抽象素養。

四、建議：“四大”單元教學設計模式的實施策略

（一）宏觀統籌大格局

統籌大格局的關鍵是要明確學習目標，明確學習目標的關鍵是確定大概念，提煉學科大概念可從三個維度入手：基于學科視角，聚焦學科本質；基于課程標準，依據學科教材；基于學生發展需求［19］。這就要求我們讀懂課程、讀懂學科、讀懂學生，進而在單元學習目標的統領下，合理規劃教學活動，設計學習路徑。

（二）有效構建大情境

核心素養是在特定情境中表現出來的知識、能力和態度，因此，核心素養的培養需要重視情境的構建，只有有效的情境才有利于學生感悟、理解、形成和發展核心素養。有效的情境，就是基于知識發生發展并包含著大問題的情境，就是隱含著知識來龍去脈的情境，就是基于學生認知發展水平的情境，就是將學生拋錨在其中、沉浸于其中的情境，就是學習發生的源頭與平臺。作為單元教學的大情境，并不需要保證每個課時的情境完全相同，但需要保證不同情境間的邏輯自洽，保證問題提出、概念引出的自然而然、水到渠成。

（三）精準定位大問題

課堂中教師提出的“大問題”，是課堂的“課眼”，文本的“文眼”，是課堂教學的主線。它強調的是問題的“質”，能給學生的獨立思考和主動探究留下充分的探究空間。大問題是單元教學向前推進的原初動力、第一動力，是知識發生發展的本原問題。為了精準定位大問題，教師需要精準把握單元知識，理清知識背后蘊含的思想、方法，明了知識的探究需要經歷怎樣的過程，而最為重要的，是要明確這些知識“為什么發生”“何以發生”？大問題必須具有一定的開放性和自由度、層次性和遞進性、挑戰性和探究性。

（四）完整經歷大概念

史寧中教授曾說：“以知識為本的教育在本質上是結果性的教育，這樣的教育是缺少智慧的。而智慧又表現在過程之中，通過過程表現出來的智慧，也只能通過過程進行教育?！保?0］因此，培養學生核心素養的教學一定是凸顯過程的教學，一定是帶領學生經歷知識發生發展過程的教學。核心素養是學生自己反思和悟出來的，反思和悟的對象是知識，更是思想與方法，而思想與方法則嵌入在過程之中。學生正是在這樣的過程中發現概念、感悟概念、理解概念、深化概念，從而促進核心素養的培養。

概括而言，核心素養視角下的“四大”單元教學設計模式為教師單元教學能力的提升、教學觀念的轉變以及學生核心素養的培養提供了一種可能的途徑，即大格局告訴我們如何整體構建大概念，大情境告訴我們大概念在哪里發生，大問題告訴我們大概念為什么發生，知識的發生發展過程告訴我們大概念如何發生?！?/p>