逆向教学设计

摘要： 基于逆向教学设计的理论,融合SOLO分类理论和可视化理论,以人教版初中物理八年级下册第十二章第一节“杠杆”为例,探讨指向“精准可视化”的逆向教学设计与实施。

摘要： 逆向教学设计是学科核心素养落实与达成的有效路径。作为“以终为始”的教学设计,它聚焦3个核心问题,围绕3个主要环节,践行3个基本阶段,贯通3个关键要素。逆向教学设计表现出显著的教学特征:课程标准为出发点与归宿;明确指向核心素养;教学评价驱动与助推;利于大概念建构,促进深度学习;目标—过程—评价三位一体的统一。逆向教学设计为新课程改革背景下课标理念的落实与核心素养目标的达成提供有益的启示。

摘要： 传统的语文教学设计存在“过于注重目标,忽视教学过程价值;过于重视模式,忽视学生能力层级;囿于单篇教学,忽视单元整体架构”的三重困境。研究认为:为解决此问题,应围绕逆向教学设计的几个鲜明特点,如:增进深入理解,注重高阶思维;前置评价目标,注重任务驱动;更注重大概念,强调单元设计。通过采取科学确定大概念下的学习目标,科学确定与学习目标相匹配的评价方式,设计适性的学习体验和教学活动等实施路径,来深化教学改革,落实素质教育。

摘要： STEAM教育强调运用跨学科的综合知识去解决情境下的驱动问题,因此其教学评价要从知识、技能、情感等方面进行综合审视。UbD(Understanding byDesign)理论将教学设计分为“确定预期结果—确定评估证据—设计学习活动”三个阶段,用UbD理论进行STEAM教育的评价开发,能让评价体系指向实践成果、沟通合作、高阶思维以及知识技能四个维度。以“制作口罩收纳箱”项目为例,教师设定预期的学习结果,制定评价量规,设置任务设计中的评价节点,探索在STEAM教育中开发评价工具与组织评价的路径。

摘要： 应用逆向教学设计思路,梳理两节基于教、学、评一体化理念的省级优质课的教学设计。解读目标、确定课堂教学需解决的主要问题、开发评价要素、创设课堂活动,各阶段的高度一致性使教、学、评融为一体;在课堂教学具体实施过程中,真实任务、深度对话及技术支持成为学生学科核心素养发展和诊断的重要抓手,也为教、学、评一体化理念深入高中化学课堂提供了有效途径。

摘要： 当前小学英语故事课存在着“迁移低层,缺少与真实生活的链接”“思维浅层,缺少大概念的专家型思维”和“评价单层,滞后学生的表现性评价”等问题。在逆向教学设计理念的指导下,以外研社英语分级阅读第4级Bella’s Bike为例,教师从明确预期学习结果、确定恰当评估办法、设计相关教学过程三个阶段开展故事课教学设计,打通课堂与真实生活的关系,发展学生的迁移能力与专家型思维,丰富了故事课的表现性评价。

摘要： 为进一步深化信息技术与学科教学的融合创新,落实学科核心素养的培养,借助智能教学平台与工具,构建了一种面向精准教学的逆向教学设计模式并进行实证研究。该模式在数据层与技术层的支持下,从预期结果出发,强调以学习目标作为起点和归宿,使评价设计优先于教学活动设计,构建了按照“精准目标设定→精准评价设计→精准活动设计→一致性检验→教学实施→聚焦思维的课堂评价”顺序进行的教学设计实践路径。且通过实验班与对照班的学业成绩对比分析、基于SOLO分类评价理论的数学思维发展水平对比分析,以及线上学习行为与学习效果的相关性探究,证实该模式对提升学业成绩,发展数学思维水平,尤其中高水平的思维能力,改善学习效果具有显著作用。

摘要： 在新课改背景下,师生的课堂角色由传统的"教师主导"向"师生互动"过渡,这打破了教师从头到尾主讲、学生沉默静听的课堂模式。教师要把基础知识和实践技术能力相结合,培养学生积极参与课堂活动、自主建构学习的能力。逆向教学设计可以发挥学生的主观能动性,丰富教学内容,增进师生间的教学互动,同时有利于教师及时发现教学问题以便进一步改进课堂教学质量,符合新课标下学生核心素养培养要求,是高中英语写作和课程设计的必然选择。本文主要探讨在高中英语写作课程中,教师如何合理进行逆向教学设计。

摘要： 传统的教学设计从内容出发,关注知识的学习,导致学生缺乏对学科整体的认识和对概念的理解。针对这一问题,开展逆向教学设计,立足课程标准,从学科大概念视角出发,经历确定预期目标、选择评估证据、设计学习活动三个阶段,实现教学评一体化。小学科学逆向教学设计立足大概念,进行单元设计;立足过程表现,进行论证解释;立足驱动任务,进行活动设计。

摘要： 理解经典人物形象,是名著阅读的重要内容。教师可在逆向教学设计理念的指引下,围绕人物,先确定预期阅读目标,再对检测阅读效果的评价任务进行精心设计,最后开展相关学习活动,观照学生的阅读过程及其结果,进而让学生充分理解名著人物,深化对名著的认识。

摘要： 本发明公开了一种基于相变材料的逆向设计光子仿真器及逆向设计方法，属于集成光子器件设计领域，包括：芯片，包括从下至上依次设置的硅衬底层、氧化硅层、平板光波导以及相变材料层；相变材料层未覆盖输入端口和输入端口；光调控模块，设置于芯片上方，可进行三维平移，用于对相变材料层中不同位置进行激光照射，以改变相应位置处相变材料的状态；信号光源，设置于平板光波导的输入端口一侧，用于输入激光信号；以及光电探测模块，设置于平板光波导的输出端口一侧，用于探测输出光信号的光功率，得到芯片的光学响应；优选地，平板光波导的输出端口还集成有非线性材料。本发明能够有效提高集成光子器件逆向设计的效率，并减少所需消耗的计算资源。

摘要： 本发明公开了一种基于逆向设计的片上模式转换器的设计方法，特点是包括设计片上模式转换器的初始结构从左到右依次为一个输入波导、一个多边形设计区域和一个输出波导并在设计区域上边界、下边界或上下边界分别插入若干个离散优化点x的步骤；利用三维时域有限差分法对模式转换器进行第一次正向传输模拟和第二次伴随模拟仿真，相应获取初始电场和伴随电场，算优化点的品质因数变化值△FOM的步骤；最后利用计算公式对若干个边缘优化点在y轴上的位置进行迭代计算，直至ΔFOM小于1×10‑5，即设计出所需的片上模式转换器的步骤，优点是耗时短、设计效率高且设计的产品具有尺寸小、损耗低、工作宽带大和转换效率高。

摘要： 一种超紧凑谐振腔的逆向设计实现方法，根据光学反射镜的初始条件，将解空间划分为若干个面积相等的亚波长单元，通过迭代更新亚波长单元的材料并计算对应的折射率分布的梯度矩阵，直至评价函数的值达到所需要的目标值。本发明充分利用材料的折射率变化，即光学逆向设计了包含TE0‑TE1反射镜以及TE1‑TE0反射镜的超紧凑谐振腔，实现在反射率与传统的反射镜相同的情况下，尽可能的减小器件的占地面积，进而提升集成光学器件的集成度。通过逆向设计优化谐振腔的结构，不仅减小了谐振腔的尺寸，还能实现较高的耦合效率。

摘要： 本发明属于光子晶体纳米束技术领域，具体为一种基于神经网络的双模共存纳米束腔的逆向设计方法。本发明实现了根据目标透射谱对双模共存纳米束腔的结构设计：设计分为训练逆向神经网络模型和调用逆向模型进行结构设计两个阶段。首先训练阶段，通过时域有限差分方法获取用于训练的数据；之后通过建立结构为输入、透射谱为输出的全连接正向网络；把该正向网络与一个透射谱为输入、结构为输出的网络进行拼接训练逆向网络。逆向网络训练好后，第二阶段则可以把满足双模特征的目标透射谱作为逆向模型的输入，从而快速得到双模光子晶体纳米束腔的结构参数。本发明克服了传统器件设计中，由于高维空间搜索范围大导致的设计复杂度高问题，提高了结构设计的效率。

摘要： 机器学习的网络提供生成式设计。不是模仿典型的人类设计过程，而是对逆向模型进行机器训练，以根据要求生成设计。对模拟模型进行机器训练，以相关于所生成的设计的要求来恢复性能。在优化中使用这两种机器训练模型，该优化根据逆向模型输出设计来创建其它设计并用模拟模型来测试那些设计。在这个循环中使用机器训练模型来探索多种不同设计，减少了探索的时间，因此可以为设计工程师带来更优化的设计或使其更好地开始设计。

摘要： 本发明公开了机器人辅助纳米晶自动表征加速材料的智能化逆向设计，具体公开了以下设计方法；S1)采用高通量制备平台，进行小剂量实验，S2)构建小剂量实验数据库；S3)设计决策优化盘；S4)检测决策优化盘不同反应条件获得的纳米晶体的纵向等离子共振吸收峰、吸光度比值、半峰宽值，并筛选与目标形貌特征最接近的实验条件作为进一步放大条件；S5)进行放大实验，并获得各组实验的纳米晶体的形貌特征；S6)在逐级方法的中反应体积以及对应的形貌特征参数之间建立方程。本发明通过机器人辅助纳米晶自动表征加速材料在纳米晶放大实验中进行实践，实现了智能化逆向设计。

摘要： 本发明公开了一种二维弹性绳的逆向设计方法，包括以下步骤：设定弹性绳所受外力组合F以及目标形状，将弹性绳一端固定，作为固定端，另一端为自由端；设弹性绳总长L，将所述弹性绳等分为n段其中，最接近固定端的一段作为l1，顺次递增，直至最接近自由端的ln；然后，选取邻近自由端的两段ln和ln‑1，求解两段之间夹角θn；再然后，增加考虑靠近自由端的第ln‑2段，求解ln‑1、ln‑2段之间夹角θn‑1；最后，依次增加段数进行求解，直至所有段弹性绳，求解出所有的θ值，得到所有的夹角值结合每段长度，求解出未受力变形前的形状。

摘要： 本发明公开了一种基于等效电路空间映射的片上滤波器逆向设计方法，属于射频集成电路领域。本发明所述方法基于等效电路模型将CMOS毫米波滤波器性能参数和结构参数之间的非线性关系分成两个部分：借助奇、偶模理论实现从性能参数到等效电路元件值的映射，该过程以理论推导为主，并通过电路辅助调谐的方式进行；建立人工神经网络(ANN)模型，输入向量为等效电路元件值，输出向量为结构参数。本发明设计中通过空间映射，避免了传统建模设计方法中对散射参数离散化采样的缺陷；与正向优化相比，能显著降低设计所需的时间。本发明为CMOS毫米波片上无源器件的智能化设计提供了新方法，在5G通讯用毫米波电路的设计优化中极具应用价值。

摘要： 本发明公开了一种转向器用齿轮齿条逆向设计方法，根据需求选取竞品齿条、齿轮和装载齿条齿轮的壳体，基于竞品进行制造，具体包括以下步骤：（1）测算竞品的齿条、齿轮、装载齿条齿轮壳体的参数：1）通过三坐标法测量壳体、齿轮和齿条的啮合中心距及交错角；2）通过目视测算齿轮和齿条的齿数；3）使用轮廓仪测量获取齿轮和齿条的法面压力角；4）通过目视测量齿轮和齿条的旋向，测量后，初选适当直径的量棒，借助量棒利用三坐标测量齿条的螺旋角，测算完毕后利用步骤1）测得的交错角和测得的旋向、测得的齿条的螺旋角计算获得齿轮的螺旋角；5）通过多齿求平均的方法测算齿条的端面齿距。

摘要： 本发明公开了一种基于稀疏度计算的硅基光学微环滤波器逆向设计方法，该方法包括：S1、确定级联微环滤波器中各个微环的初始半径和级联微环滤波器的各个耦合系数；S2、根据初始半径和耦合系数，利用传输矩阵法得到级联微环滤波器的传输频谱；S3、计算级联微环在不同频点处的稀疏度，并进行求和；S4、基于求和得到的稀疏度，按照稀疏度最大的优化目标对微环半径进行迭代，并利用迭代的微环半径重新计算耦合系数，并返回步骤S2，直至达到最大迭代次数，得到最终的微环半径和耦合系数。本发明根据设计目标来设计微环结构，提高了硅基级联微环滤波器设计的自由度，提高了滤波器设计效率。