梁婷 李艳

摘要：UbD（Understanding by Design）是一种追求理解的教学设计模式，提倡“逆向设计”，即以目标为导向，教学评价设计优先于教学活动设计。本研究将UbD应用于初中Python编程教学，分析了现存问题，阐述了UbD的概念及应用于初中Python编程教学的可行性，最后围绕具体课例进行教学设计并开展实践研究，探索UbD在初中Python编程教学的应用经验，以期能够为初中信息技术教师更好地开展Python编程课程提供借鉴。

关键词：UbD;初中信息技术;Python教学设计;编程教育

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）07-0000-04

近几年，青少年编程教学成为热点，Python以其简单易学、语法简洁且突出逻辑思路[1]的特点成为初中编程教学的主要程序设计语言。但由于教学内容新，教师普遍缺乏教学经验，使得初中Python编程教学存在两大类问题：一是采用游戏化平台和开源硬件支持的Python课程，以活动或闯关任务教授新知，学生学习兴趣很高，但容易忽视对所学知识的梳理和内化，一旦脱离这些平台或硬件支持，知识迁移难以完成;二是纯代码的教学会让学生产生距离感，加之教学实例大多以数学问题为主题，脱离生活实际，学生更易产生抵触心理。

● UbD理论

UbD（Understanding by Design）是一种追求理解的教学设计理论，由Grant Wiggins和Jay McTighe于1998年首次提出，该理论提倡“逆向设计”，要求设计者首先确定预期结果，其次确定合适的评估证据，最后设计学习体验和教学活动，是对传统教学设计模式的一种翻转。此方法可以有效解决传统设计中的两个误区，即“以活动为导向的设计”和“灌输式学习”，让学生真正收获理解。[2]通过UbD追求理解的理念的引导，能使学生积极地对知识进行意义的建构和迁移，且UbD提倡基于真实生活情境的评价，对学生问题解决能力的培养有促进作用。

美国中西大学曾开展过一次教学实验，其实验结果证明了基于理解式的教学对发展学生持久性学习具有一定的优势[3]，信息学科核心素养包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任[4]等方面，持久性学习对以上核心素养的形成具有促进作用，可见，基于理解的教学模式有益于初中信息技术教学达成培養目标。编程教学的初衷也是培养学生理解并能够运用知识解决生活中的实际问题，因此，追求理解的UbD理论和学校教学任务以及编程教学的初衷都是吻合的。

● 基于UbD的初中Python编程教学设计

根据逆向教学设计相关理论，笔者针对Python内置模块turtle教学开展了基于UbD的逆向教学设计，其中主要包括以下三个步骤。

1.制订目标

结合江苏省教育厅印发的《江苏省义务教育信息技术课程纲要（2017年修订）》中“算法与程序设计”模块的教学目标——了解算法设计的一般方法，了解一种程序设计语言，尝试利用一种程序设计语言实现简单的算法，了解利用计算机进行问题求解的基本思想、方法和过程[5]，笔者使用目标制订模板设计了Python中turtle模块的教学目标，如表1所示。

2.确定评估证据

教师将学生放入真实的情境中，完成和生活相关的实例任务，并结合Python内置模块turtle教学内容，选取生活中的导航软件为主题，通过GRASPS要素工具建构如下表现性任务：请同学们作为软件工程师（角色Role）为学校（情境Situaition）设计服务于师生（对象Audience）的小金机器人（产品Perfomance）导航系统（目标Goal）;要求打开系统后会首先问用户“请问您想去哪里？”，待用户向系统输入“目的地”之后，小金会使用“御用导游”（海龟turtle）将线路图完整地绘制给用户，并输出回答“您好，目的地线路图已到达屏幕，请查收”（标准Standards）。

表现性任务的评价量规要结合任务的具体内容来确定其标准，根据小金机器人导航系统任务确定的具体评估证据如下：

（1）对任务进行分析和算法设计，并能用自然语言描述算法。

（2）能够完整实现Python编程的全过程，从打开IDLE、新建文件、编写代码并调试运行这三个主要过程的完成度来体现。

（3）代码编写正确，且格式规范。①符号均在英文状态下输入，格式规范整齐。②导入模块语句以及模块中方法的使用语句均编写正确。③输入和输出函数语句编写正确。

（4）有一定的创新度。除了表现性任务的评估证据，还需要配合传统的评估手段来完善对学生理解程度的评估，使用课堂随堂测试如选择题等形式评估学生对以下基本概念的掌握：①print（）和input（）函数分别实现输出和输入数据的功能;②turtle是Python内置模块，其中包含的方法fd（）、rt（）分别能实现前进和右转两个功能;③IDLE是Python的编程环境，“.py”是Python文件的拓展名。

3.教学活动的设计

在明确的目标引导和评估标准下，笔者对教学活动进行了设计（如下页表2），并采用WHERETO元素来检验设计的有效性和参与性。

● 基于UbD的初中Python编程教学实践

在基于UbD的初中Python编程教学设计参考下，笔者选取了苏州某中学初二年级的一个班级开展了教学实践，并利用易加学院平台授课。教学实践班级的学生均系统地学习过APP INVENTOR，有一定的编程基础，不过尚未系统学习过任何程序设计语言。易加学院平台是原易加互动平台的升级版，该平台基于网络环境进行教学，教师可以使用内置的教学环节在线备课、发布课程和作业，并查看学生的学习记录以及作业完成情况等，学生也可以查看并学习课程，完成任务并提交作业。

1.备课阶段

在前学环节，教师使用达成目标模块发布本课任务，使用微云课模块放置《导航机器人》视频;在共学环节，使用课堂训练模块发布算法和程序设计的成果，使用学习任务模块分步骤引导学生完成任务并辅以学习提示;在延学环节，使用课堂训练模块布置拓展任务，使用思维导图模块总结课堂内容。

2.授课阶段

教学实践班级学生均有易加学院平台学习经验，且具备利用平台开展自主探究学习的能力。在课堂导入阶段，学生进入平台，从阅读任务开始，观看微课并讨论完成算法设计，教师同步指导，并选取1～2个典型例子进行全班点评，随后学生完善自己的算法并自评分数。

在完成课程任务及拓展任务阶段，学生利用平台上的任务清单、学习提示和资源开展自主探究学习，学有余力的学生则继续拓展任务的学习。教师在这个过程中担任指导者的角色，随时观察学生完成任务的情况，及时解答疑问并对典型的疑难点进行全班演示讲解。在总结阶段，教师使用思维导图呈现本课大纲，学生填写纸质的课堂自我评价表，回顾本课所学。

3.学生数据

教学实践班级学生共38人，任务成果提交38份，任务成果包含三个部分，即Python代码、运行结果及turtle绘图结果。

教师根据表现性任务评估证据计算学生的任务成果得分，以4分作为满分值，得到38份成绩，其中一份0分为无效成绩，因此实际收集37份有效成绩。其中，使用37份成绩计算出班级平均分为2.9分;使用图表进行分析，约67.5%的学生成绩在平均分左右，仅有约0.1%的学生成绩能够接近满分。另外，根据易加学院平台课程报告数据，学生在课程学习各个环节的参与度为86%。

● 总结与展望

从教学效果来看，在基于UbD的教学设计引导下，学生课程学习参与度较高，充分发挥了其作为学习主体的主观能动性，促进了学生对知识的理解和意义建构;过半数的学生可以在任务完成中达到平均分水平，但是高分段学生比例较少，因此建议教师对学习能力较强的学生要有更多的延伸指导，激发其求知欲;对于课堂自我评价，超半数的学生给自己评定了优秀等级，说明学生对学习的自我评价较高，这对后续学习的积极性是至关重要的。

从教学目标设计来看，UbD提供了明确有效的模板来指导目标设计，其中强调的大概念是指需要学生深入持久理解的知识，这启示了教师在制订目标时要由大到小，从大的目标出发，在大概念的引导下，细化到多个小目标。

从教学评价设计来看，UbD提倡的逆向教学设计中指出教学评估设计应早于教学活动设计，这样学生将更加明确为何而学以及如何表明自己已经掌握了所学，更有利于学生积极地投入课程学习;在评价方式上，UbD提倡多元化，鼓励学生自评，反思自己对知识的理解和学习方法等，发挥元认知策略的作用。

UbD是一种有别于传统教学设计习惯的教学模式，使用UbD进行教学设计对于一线教师来说是一个挑战，因此，在国内推广UbD教学模式可能还需要较长的时间。建议一线教师合理地分配时间，尝试运用新模式进行教学设计，这对提升学生的知识理解水平和教师的个人能力都是有帮助的。

参考文献：

[1]中华人民共和国中央人民政府.国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[2]劉承林.计算思维培养视角下高中python课程教学模式探究[D].济南：山东师范大学，2019.

[3]Grant Wiggins & Jay McTighe.Understanding by Design （Expand 2nd Edition.）[M].Alexandria VA：ASCD，2005.

[4]赵晓琳.UbD理论在美术教学中的实践研究[D].济南：山东师范大学，2019.

[5]江苏省义务教育信息技术课程纲要（2017年修订）[EB/OL]. http：//www.tn.czedu.cn/html/article3058722.html.

[6]葛盼盼.依托易加互动任务驱动教学模式的小学信息技术课堂探究与应用[J].中国现代教育装备，2019（12）：22-25.