1、为什么要单元设计？
一、课程改革的需要——学科核心素养的落实
进入21世纪，全球政治、经济、文化、科技飞速发展，人类的知识获取方式、生活方式、经济运行模式、职业领域都发生了翻天覆地的变化。 新时代对提高全民素质和人才培养质量提出了新要求。 如何让今天的儿子适应未来的世界，是全世界教育面临的巨大挑战。
为迎接挑战，世界各国围绕21世纪个人生存和发展最为关键的“核心素质”（key）开展基础教育课程改革。 我国也不例外地启动了中国中学生核心素养培养的研究。
2014年，在深入总结21世纪以来我国普通中学课程改革宝贵经验、充分借鉴国际课程改革优秀成果的基础上，以修编为标志的基础教育课程改革推进项目普通中学课程标准即将启动。 中学课程修订注重中国中学生核心素养发展研究成果的转化与落地，聚焦各学科课程的精髓，充分挖掘中学生核心素养的独特价值。中学生核心素质的培养。
教育部2018年1月制定实施的《普通中学数学课程标准（2017年版）》中明确提出学科核心素养是学科教育价值的集中体现，是中学生通过学科学习、必备品格和关键能力逐渐形成的正确价值观。 中学数学的核心素养主要包括“物理概念”、“科学思维”、“科学探究”和“科学心态与责任感”四个方面。 中学数学课程应在义务教育的基础上，进一步促进中学生上述四种核心素养的培养和发展。
如何在课堂教学中落实学科核心素养，将成为未来学科教学研究的重中之重。 鉴于核心素养的特点：综合性、可迁移性、高层次性、情境性等，不少专家一致认为“单元教学”是学科核心素养实施的契机。 其中，华北师范大学钟启全院士说“单元设计的作用——借力课堂改革的支点”，崔允火院士发表系列文章，指出教学设计也必须从课时转向单元.
2、教学现状——课型设计占主导+教研以“三课”为主+作业与考试功能混淆
A。 课程设计占主导地位
在目前的教学实践中，班主任仍以按课时来设计教学为主，教学活动的基本单位也是课时。 因此，往往不重视各课时之间的联系，导致教学目标多数情况下只能停留在知识层面科学运动的快慢优秀教案，而过程与方法、情感、心态、价值观等方面的目标需要在常年的学习活动中一步步实现，很难在课堂上体现出来，往往容易被忽视。
另一方面，化学是一门强调逻辑思维的学科。 化学概念、物理定律、科学方法和科学思维之间有着密切的联系。 碎片化的知识，中学生很难通过学习构建完整的知识结构，更谈不上培养进行科学推理、参与科学探究、论证科学问题的能力。
b. 注重“三门课”的教研
PISA考试让北京的基础教育得到国际认可。 许多美国教育工作者来到北京。 他们发现，我们的教学和发展体系可能是青岛在 PISA 中取得优异成绩的重要激励因素。 目前，美国已从天津引进中学语文教材，互派班主任进行交流学习。
广州的汉语教师不仅用北京教材在日本给日本中学生授课，还把北京的教研带到了澳洲。 如今，美国一些市级教育局也在我区设立了教研员岗位。 该岗位的教师可以到区内各个校区上课，甚至可以到中学上示范课。
广州以“三课”（即课评、听课、课评）为主的教研实力很强，也很受教师欢迎，有助于快速获得直接、具体的教学经验。 多年来，围绕一个班级的教研活动，使班主任习惯了“班级设计思维”，忽视了单元的结构分析，如：知识的逻辑结构、学生的认知结构、教学活动结构、课后作业结构等，经常出现班级设计精益求精，但仍“只见行道树，不见森林”，更重要的是整体学习价值单元（尤其是核心素养的培养）缺失。
可见，从“标准化单元设计”出发，着重分析单元结构，挖掘单元教育的价值，在一定程度上切中要害，有利于解决存在的问题。
C。 家庭作业和考试功能混淆
在课程和教学检查中，发现不少中学喜欢搞校本操。 他们觉得教材中的习题量不够，自己买的习题册也未必能满足学校中学生的学习需要。 因此，学校为中学生设计了大量的校本习题。 仔细研究那些中学的校本教案，我发现很多校本教案相当于教案加习题。
考试要求在规定的时间内完成，并且要有知识覆盖，所以考试的时候会有一定的选择题和填空题，保证考试的覆盖面达到指定的范围。 甚至在一些中学考试中，为了防止中学生考试时答题混乱、批改困难，还有选填题。 结果，相应的作业中出现了大量这样的题。 既不能实现诊断功能，也不能实现诊断功能，更谈不上质量的提高。
现在很多中学三天练一套功法，很多都是重复的功法。 老师们还是不满意，说已经说了很多遍了，中学生还是犯错误，虽然中学生更加不满意，没有兴趣。 这样的学习有用吗？ 我曾经和一位大学老师交流过这个问题，他告诉我：“现在的大学生很奇怪，他们的问题一模一样。只要把一个已知解的数学问题换成一个真实的情境问题，中学生显得很无奈，可见一斑。 可见，这些年不切实际的考试，让我们的作业、评价等都走在了应试的路上。
3. 待解决的问题——落实学科教育价值，实现结构化教学，促进教学评价的一致性，提高校本教研质量
二、单元教学设计课堂实例分析
单元教学设计，从大的方面来说，需要做好四个方面的规划。
1.规划单元内容——原则上根据教材章节规划新讲课，适当划分或调整
新课不建议乱搞教材章节规划单元，否则老师需要花费大量时间和精力为单元重新配置相应的资源。 鼓励班主任认真研读教材章节编排，理解教材编排目的，选择适合章节的主要任务，将单元学习能力有机整合、结构化，突出思想单元设计。 其实有些内容还可以根据自己的中学情况和学生情况进行适当的调整。
接下来，将无锡目前使用的教材章节与人教版进行比较，大家就会更加清楚这些教材化的调整。 如右图所示：
第一章第四节周期性运动，南京现行教材与人教版不同。 北京现行教材把“圆周运动”、“振动”和“波动”综合在一起，指出它们的共同特点——周期性，故名《周期运动》。 这样，对学习内容的要求也就不同了。 我们主要从动作描述的角度讲，相关的动力学部分放在扩展课程中，供部分中学生继续学习。 但在2017年版新普通中学数学课程标准发布并统一标准后，北京市现行教材的编排明显存在本章内容过多的问题。
据悉，让我们来看看即将使用的人教社选1课本前两章的编排情况。
我发现我把现在的无锡教材《常变直线运动》第一章分成两章，一章叫“运动描述”，另一章叫“匀变直线运动研究”，慢下来学习节奏，让中学生尽早适应中学量化研究的要求。
在“运动描述”中，包括质点、参考点； 时间、位移； 位置变化速度的描述-速度； 速度变化-加速度的描述。 我们从中学生学习的角度来探讨这些内容。 在规划大任务的时候，我们也觉得可以做一些改变和调整，更有利于中学生的学习。 我们发现在运动的描述中，运动的速度更容易让中学生观察和理解，为什么要介绍速度变化的快慢？ 本内容不适合直接观察，强行给中学生看。 中学生在下一章的学习中还需要继续加深理解。 是否可以将此内容调整到第二章？ 右边的图片是我们尝试过的。
按照大单元教学设计的理念，我们也把这个内容分成了两个单元。 第一单元叫《基于现代信息技术的运动研究》，相当于运动的描述，着重记录运动的st图像和vt图像，不急于介绍加速度的概念。
加速度的概念放在第二单元，我们用task的方式写题目，叫做“study of ”。 为什么会想到“研究落体的运动”来开始我们对匀速运动的研究呢？ 大家知道，自由落体运动是生活中典型的匀速直线运动，所以本单元从对落体运动的研究中推导出匀速直线运动定律，并最终将该定律应用到生活中各种运动的分析中。 在对落体的研究中，发现了落体定律，进而进一步提出了“匀速直线运动”，进而进一步提出了加速度的概念。
目前，重庆部分中学也对这两章的教学进行了一些实验，鼓励中学生用现代手段重走伽利略的研究道路，感受物体沿不同斜坡坠落的vt图像，寻找律，并引出匀变速线运动的概念和加速度的概念。
另外，本课介绍的内容是将原来的传统章节“机械能守恒定律”拆分为两章，如右图所示，主要是基于大单元设计的思路任务。
我们发现，从小学到初中的中学生，往往对能量的认识比功更直接。 中学生也学习了功的知识，但是功是很具体的。 中学生了解到前面讨论的问题是能量而不是功之后，首先要明确一件事——爬楼过程中的力学作用和作用，以及单元教学设置。 还先讲动能、引力势能、弹性势能、机械能，再讲功，引力功与引力势能变化的关系，再讲功率。 主要是了解真实情况下爬楼梯过程中的机械功、机械能以及功与能的关系。
在后一章中，我们设立了“摆系统能量转换”的研究任务，主要通过中学生的自主研究，发现一定条件下的机械能守恒定律。 明天化学活动的两场讲座是本单元的第一场和最后一场。 既然是钟摆系统，我们的主题就围绕“钟摆”展开。 第一节课以“放”开始，最后一节课以“放”结束。
周世平老师明天没有用“摆锤”实验，因为时间不够，中学生也不知道怎么用这个技巧。 其实这节课最后要呈现的运动项目是中俄韩妹子荡吊床（它的明显特点是荡得越高，荡得越高）。 这些吊床练习非常有趣。 只要她在吊床上挺直身子，随着荡秋千的节奏站起来，就可以荡起来，依靠运动员做功，将体内的生物能转化为机械能。
小学生玩的吊床，主要是靠大人在前推的过程中做功，不断补充能量。 让中学生在钟摆研究过程中了解和感受建模和守恒的条件。 本单元的最后一课到此结束，让中学生真正认识功与能的关系，而不仅仅是机械能守恒的问题。 这就是为什么我们会对教材章节进行调整。
2、营造真实场景——贴近中学生生活，减少学习体验，激发学习兴趣
去年5月16日，我在南京中学听取了化学课程标准组专家黄树波老师的报告。 他把“中学数学实情教学”讲得很透彻。
里面引用了黄老师的四句话，希望大家能够真正体会到在单元教学中创设情境的重要性。 那么我们如何设计用于创建真实场景的创意呢？
首先，让我们看看今天的教材编写与原来的有何不同。
广州正在编辑的教材，如左图
学习牛顿第一定理就是一个拔河图，单元内容围绕这个真实情况展开。
PEP教材，如下图，也有很强的情境意识。 每个部分都以一个场景和一个问题开始。 通过天安门前的照片展示长安街上的车辆。 面对这种真实情况，讨论车辆的位置等问题，理解时间，建构位移等概念。
我们来看看“摆系统能量的转化”中创建的场景，如右图：
一开始提出了一个目标，就是要找到摆系统中能量转换的不变量。 任务以“你有没有观察过锤饰、秋千、珠宝落地钟等物体的运动？……”为任务。 老师让中学生从颠簸实验开始研究，让场景的创作更加接地气。
让我们看另一个反例。 在运动描述的学习中，以中学生非常熟悉的场景作为学习的切入点，如：运动APP。 现在有些同学喜欢在同学圈发图——今天跑了多少步，运动轨迹是怎样的？ 有很多参数。 我们将从这里开始研究运动APP记录的是什么东西，然后从这里规划两个重点： 1. 位置——从位置A到位置B，位置的变化量； 2. - along which route 要走的路，具体路线。 这样，中学生很容易理解时间、力矩、位移、距离等概念。
一个单元就是一个情境，可以把本单元的学习内容串联起来。 作为课堂，也可以结合生活中熟悉的情况引入。 比如徐老师一开始就做了隆鼻实验，引出明天的学习任务，揭示为什么隆鼻实验是安全的。 以后，中学生在课堂上学习的钟摆，才是真正生活中的钟摆。 有泡沫做的摆锤、乒乓球、铁球、塑料球、树枝供中学生自主选择。 通过中学生对不同摆的研究，了解机械能守恒的条件，感受模型构建的重要性。
本单元的最后一节课由北京崇明学校的周世平老师主讲。 因为这门课很全面，按照我们的设计，就是为了突出核心品质。 中学生应该学会用上面学到的知识对真实问题进行分析，但在课后，也应该是对生活中放置的问题（吊床）的解释。 由于时间关系，这堂课最后没有呈现，但我们在书中提供了相关资料。
周老师用“魔法饼干罐”来引题，乒乓球自由落体、高空抛物线、竞技运动“钢管短跑”系列都是对真实问题的研究，串联起这堂解题课.
3.设置有挑战性的任务——任务目的明确，挑战能激发兴趣
这里的任务与活动不同。 任务目标比较明确，有时中学生被动跟着老师做活动，活动完成后中学生不知道活动的目的和意义。 其实问题不能简单的用“任务”代替我们过去说的“活动”，关键是要明确任务应该如何安排，如何鼓励中学生积极参与完成任务。
任务首先要有明确的目标。 看看我们已经编好的一些单元任务，比如“坠落物体的研究”。 以前单位的名称一般是“恒变直线运动”，只是告诉你学什么，现在我们用“落物研究”来说明这个单位。 任务是与教师和中学生一起研究生活中最常见的运动（物体掉落），找出这种运动的特点和规律，然后对其进行促进和迁移，并将其应用到分析和研究中。其他相关运动。 任务用于整个学习单元。
任务也充满挑战。 中学生对简单的任务不感兴趣。 中学生只是模仿再做，学不会深入。 因此，需要设置具有挑战性的任务，这也是深度学习理论中提倡的一种策略。 例如，有一项名为 IYPT 的国际学生竞赛。 去年已经是第32届，北京两年前就引进了这项赛事。 每年，国际社会都会提前一年公布17道竞赛题目，都是针对学生比较难的现实问题进行研究。
曾经有一道题翻译成“跳舞的硬币”。 描述的问题是把一个空的玻璃瓶放在冰箱里冷冻，然后拿出来科学运动的快慢优秀教案，用硬币盖住瓶子。 过了一会儿，你会看到硬币在瓶子周围跳来跳去。 这就是“跳舞币”。 中学生要先进行实验，再进行相关研究。 而中学生根据描述做实验时，往往不成功。 多做几次后，他们无意间发现，当瓶口有水时，硬币将瓶口封住，可见实验现象。 中学生发现了这个谜。 很兴奋。 可见，这个液膜是实验的关键，也是以后可以研究的重点。 作为题目，不直接给出，降低了中学生研究的难度和挑战。
中学生自己研究，努力实现后，兴奋不已，后续研究的兴趣和动力都迸发出来。 可见，该任务在一定程度上具有挑战性，也能激发中学生的学习积极性，更积极地参与学习。
为此，我们在设计单元任务时特别注意这两方面。 喜欢：
任务1分析电子地图中的运动信息（1学时）。 分析确实是一项任务。
Task 2 实验室获取运动信息并绘制运动图像（2学时）。 这不太像。 前面我们改成学习获取运动信息和绘制运动图像的技巧。 学会这个技能就是任务的完成。
任务3 百米“飞人”博尔特跑多快（2课时），现改为“分析百米‘飞人’博尔特跑多快”，学习使用视频分析技术来分析100米运动员的比赛。 这也是一种分析技术，相当于我今天给大家说的软件形象，不过是专业教练员对竞技比赛的分析技术和技巧。
在明天展示的每一节课中，老师还布置了一些具有挑战性的任务，鼓励中学生积极参与学习。 其中，在周世平老师的课上，中学生表现得更加积极主动。
周老师设计的任务，“神奇的饼干罐”任务，一开始就能显着激发中学生的兴趣。 做一个，中学生的学习情绪就会急剧上升。 接下来，乒乓球自由落体的研究能不能算是自由落体？ 主要目的是学习一门视频分析技术，为完成前面的任务做铺垫。 对于高空抛物现象，请小伙伴们当侦探，用分析软件分析高空抛物视频，猜猜物体被扔到哪一层楼……，中学生学习热情高涨，积极主动完成了一项又一项任务。
4、改造单元评价——过程评价促进学习主动求质量评价
学习评估仍然是课程改革过程中的一个难题。 无论是强调学习的过程评价，还是质量评价，都比较困难。 明天，徐老师做了一些尝试，在学习过程中减少评价，促进中学生的学习，但你可能感觉不多，为什么呢？
因为评价量表就是中学生所在的地方，本来想利用现代课程交互平台进行实时统计，明天及时反馈，但是因为网速不够给力，课堂卡在了某个地方，而且班主任只能让你看小图，没有任何作用。 在现代社会，没有网络，没有电，这可能是一件很可怕的事情。 就连我们公开课的教学效果，也直接依赖于网络和电力。
现在过程评价量表的设计还是复杂得无法统计，但是评价量表设计得好，可以帮助中学生学好。 我们做了一些研究，包括小学和初中的案例，我们来看一个中学。 这是周士平老师做的一个关于自由落体运动的微型项目研究。
开始的时候，他想着学完匀速直线运动，再布置中学生学习这种自由落体运动。 通过中学生的研究，进而进行课堂交流，完成自由落体运动规律的学习，把学习的主动权交给中学生。 他把中学生分成几个小组，让中学生做很长的作业。 过了好一会，他才收起来看了看。 疗效并不好。 中学生做的研究资料不完整，课堂上很难还原。 他只提供了研究结果。
周世平先生回顾了自己分配的任务，发现有的任务要求不明确，有的需要流程指导。 有一次，第二门课上到这个阶段，他设计了一个详细的作业要求，下了一个评价量表，如右图。
结果，再次收到的作业明显好于上一节课。 可见，布置这么长的作业，需要班主任在前期做详细的规划。 班主任如何评价中学生长时间作业的质量，应该设计成一个量表提供给中学生。 中学生可以比较尺度，进行自主研究，规范中学生的研究过程。 鼓励中学生收获科研成果。
另外，学期结束后，人教社也举办了这样的活动，也是一个研究项目。 活动计划很详细，提供的指标就是告诉中学生这个东西怎么做，也有类似的做法。 因此，可以将一些过程评价直接提供给中学生，让中学生在学习的同时对照评价量表反思自己的学习过程，从而促进更有效的学习。
我们的研究成果已编成班主任用书和学习用书两本书，可以作为您贯彻新课程标准，开展基于核心素质大单元课堂教学实践的重要参考，大场景，大任务素材。
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▲《普通中学化学新课资源丛书》编委
顾问：张民生朱木菊
校长：崔云火、卢志平
副书记：杨向东 张铁道 刘红云 杨晓哲
-in-Chief: Xu
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