指向科學學科核心素養的單元教學目標設計研究
——以浙教版科學八年級下冊第四章“植物與土壤”為例

文∣鄭雅君

在當前以素養為本的教育發展背景下，傳統課時主義課堂教學的弊端逐漸顯現，傳統的教學模式會導致教學知識割裂、教學內容碎片化，難以形成完整的知識結構體系，不利于培養學生的核心素養、落實立德樹人的目標。學科核心素養的提出呼喚著課堂和教學設計的變革。鐘啟泉教授指出，“核心素養—課程標準—單元設計—課時計劃”是課程發展與教學實踐發展的方向，一線教師必須依據“核心素養”展開單元設計的創造。[1]單元教學設計強調將單元內容進行重構，從單元整體角度開展教學設計，注重各個環節的相關性，強調知識間的聯系，保證學生學習的完整性，符合新課程標準提出的培養學生科學學科核心素養的客觀需求。而在教學設計中，教學目標是一切目標的基礎，對于課堂教學具有導向性和評價性作用。教學目標的設計對于單元整體教學的成功與否至關重要，只有理解了教學目標，才能夠更加合理地安排和設計整個教學活動，而且具體的、可觀察的、可測評的目標也是進行教學評價的重要參考，是實現“教學評”一體化的重要保障。所以，如何基于科學學科核心素養進行單元教學目標設計，是以素養為本的教育發展背景下一線教師必須解決的難題。

目前，已有不少學者和教育工作者對單元整體教學進行了研究。王美芹等人指出，當前的單元教學設計中存在著重活動輕目標設計、照抄課標中相關要求作為單元教學目標、忽略隱性知識、直接將課標中目標匯總作為單元目標等問題。[2]也有不少學者對不同學科如何進行單元教學目標設計進行了探究。比如，魏惠等人進行了英語單元教學設計的目標設計的理念和實踐研究，總結了英語學科單元設計的要素與特征，梳理了單元目標設計的理論依據與實踐操作[3]；梁俊則從環節、方法和目的三個維度構建了單元教學目標設計的思路，并在實踐中對課時規劃進行了研究[4]；馮旭洋提出了語文學科領域開展單元教學目標設計的三個策略，即基于學科核心素養、基于單元結構、基于單元前測來設計單元教學目標[5]。但目前初中科學學科下的單元教學目標設計的相關研究不多，所以本文將立足于科學學科核心素養的培育，探討初中階段進行單元教學目標設計的思路和方法，以期為未來的教學和研究提供一定的參考。

一、科學單元教學目標設計的理論依據

布魯姆提出了教育目標分類理論，將目標分為“知識、理解、應用、分析、綜合、評論”六個水平層次，該框架被廣泛應用于認知領域的目標設計。在此基礎上，安德森團隊進行了結構和表述上的修正，提出了二維目標分類體系，分別是知識維度和認知操作維度，將知識劃分為事實性知識、操作性知識、程序性知識和元認知知識，在布魯姆目標教學的基礎上進一步把認知過程分為“記憶、理解、應用、分析、評價、創造”六個層次。但是以上的分類理論并沒有確定具體的表現條件和標準。馬杰提出，良好的教學目標要具備四個要素：第一是對象，即教學的對象——學生；第二是表現，目標的表述中需要說明學習者要達成什么目標，比如最終得到的產出或結果；第三是條件，需要說明預期結果的達成需要什么樣的條件；第四是標準，也就是說目標是可以通過可描述的外顯的表現來確定達成情況的。[6]因此，教師在進行單元教學目標設計時，必須考慮學習者需要表現出什么樣的行為，才能證明他們已經掌握了教學所需達到的知識或技能水平。因此初中科學單元教學目標設計要將布魯姆和馬杰的理論相結合，在布魯姆的目標分類理論的基礎上，指向科學學科核心素養的培育，對學生的行為表現、行為條件和行為標準這些單元教學目標的要素進行精準描述。

二、構建基于標準的單元教學目標設計框架

經過對已有相關文獻的研究，在初中科學教學的實際背景下，本文確定了基于科學學科核心素養進行單元教學目標設計的一般程序，如圖1所示。

圖1 基于科學學科核心素養進行單元教學目標設計的一般程序

進行單元教學目標設計的首要任務就是在科學學科核心素養的統領下對課程標準進行重構，以課程標準為核心，從單元角度出發，根據單元主題對課程標準整體把握，找到與主題相關的內容標準，深挖教材對于培養學科核心素養的價值，合理進行重構。

為達成學生認知與能力的進階，單元教學目標設計的過程需要遵循一定的原則。為了保證學習的連續性，防止知識割裂，我們要立足于整體，確保單元教學目標和課時教學目標一致，防止課時教學偏離目標。學科核心素養倡導的教育具有全面性的特點，是面向全體學生的，這就要求教師在制定目標時要依據學生的不同特點精心設計，實現學科核心素養的階段性培養目標。除此之外，為達成“教學評”一體化，首先要對學生的表現進行預設，在此基礎上確定評估證據并設計教學，這就要求教學目標是具體的、可操作的、可評估的。

明確依據，并在設計原則指導下進行的單元教學目標設計總共分為四個程序。首先，要在科學課程標準的指導下，依據教材內容和學生學情提煉核心問題。其次，要著眼于為解決核心問題所要掌握的知識和發展的能力以及情感，這就要求我們整合關聯性知識，在教材的基礎上進行教學資源的開發，挖掘教材內容的實質，找尋知識點之間的關聯，適當調整教學順序，適當增加相關的拓展性資料，對教材內容進行重構，形成具有整體性和關聯性的單元，在此基礎上形成單元教學目標。再次，根據單元的核心問題、基于培養學生學科核心素養的需要設計課時驅動型問題，通過一系列問題引出每個課時的任務，通過解決每個課時任務最終解決單元的核心問題，在此過程中達成對知識的深度理解。最后，由于單元教學目標的實現得益于清晰的課時目標，這就要求我們分析單元內容，從單元內容體系中分解出不同的次級知識要點，在單元目標下對每一課時的目標進行分解，形成課時教學目標，以達成科學學科核心素養的培育，形成單元教學的具體目標。

三、科學單元目標設計的實踐操作

在科學學科核心素養的統領下，教師要從傳統的課時主義教學中走出來，從三維目標的設計轉向從單元角度出發的教學目標設計。而指向科學學科核心素養的單元教學目標設計，最關鍵的還是將理論付諸實踐，以具體案例的設計與實施，檢驗和完善單元教學目標的設計理論。因此，本文將在上述設計依據以及指導原則的基礎上，以浙教版科學八年級下冊第四章“植物與土壤”為例進行基于科學學科核心素養的單元教學目標設計。

(一)提煉核心問題，構建單元知識體系

當前劃分教學單元的依據主要有以下幾種：一是根據教材章節形成單元；二是參考課程標準中的主題構建單元；三是圍繞特定科學問題的解決構建單元；四是基于能力培養構建單元。隨著新一輪課程改革的持續推進，教學更關注學生的能力和素養發展，為了更好地達成這個目標，教學應更關注在真實情境下，讓學生解決復雜的非結構化問題，在此過程中實現知識的積累、能力的提升和價值觀的塑造。因此本文將圍繞特定科學問題的解決構建單元。

為構建單元知識體系，我們需要研讀教材，依據學科核心素養的要求，根據知識的邏輯，將相關的知識內容結構化。“植物與土壤”是浙教版科學八年級下冊第四章的內容。本章的主要內容有土壤的主要組成和形成、土壤的結構和類型、土壤的形狀與植物的生長、植物的根系和根尖的結構和功能、植物細胞的吸水和失水等，其知識體系結構如圖2所示。

圖2 “植物與土壤”內容結構

火星與地球相鄰，是類地行星之一，因為與地球有相似的環境特點，一直被視為適合人類遷徙的星球之一。那么，如果我們遷徙到火星，我們面臨的一大難題就是改造火星土壤使其適宜農作物的生存。教學中需要讓學生知道，土壤是植物生存的重要場所，是植物營養物質的重要來源，并了解地球土壤的成分，對比火星與地球兩者土壤，對月壤進行改造。學生以初中生視角參與前沿的科學研究，有助于提升學習內驅力，樹立科學研究的精神。因此，本文選定該問題為核心問題，結合第四章第一、二、三節(課時)的內容，以該核心問題為中心對本單元內容進行重構。

(二)設計基于學科核心素養的單元預期目標

在以素養為本的教育發展背景下，我們必須認識到，學科核心素養作為我們的培養目標，有時并不能在一節課中完整地體現。學科核心素養的培育也不是一蹴而就的，需要在課堂中不斷滲透，逐步落實，這就要求教師要明確本單元學科核心素養的重點，明確學生通過本單元主題的學習要達到的知識和素養水平，以此為依據設計教學活動。單元預期目標是學生能夠通過本單元的學習獲得知識和素養。“植物與土壤”單元是以地球系統以及生物體的穩態與調節為核心概念，通過本單元的學習，學生應知道植物需要無機鹽和水來維持生命活動，制造和獲取養分來維持自身的生存，而其中的重要營養來源就是土壤，學生還應知道土壤作為地球系統的組成要素，又是地球系統演變的結果，為植被提供了生存的空間和所需的營養物質。本單元教學中涉及實驗探究和項目設計，對學生科學觀念、科學思維、探究實踐能力、科學態度均有重要的培養價值。據此，本單元教學的水平表現、知識類別和核心素養目標如表1所示。

表1 單元教學預期目標

(三)設計層級問題鏈

單元的基本問題是單元的核心任務，而課時驅動性問題是實現基本問題的途徑，通過對驅動性問題的解決進而達到對單元基本問題的解決。要解決課時的驅動性問題，需要思考學生在本課時要掌握哪些知識和能力，這就成為設計課時教學目標的依據和出發點。本單元的核心問題是如何改造火星土壤用以種植植物，要解決此問題，提出的課時驅動性問題如圖3所示，首先要知道地球土壤和火星土壤有什么成分區別，土壤與植物生長之間的關系如何，農作物生長如何從土壤中獲得營養物質，如何改造模擬火星土壤，如何證明改良后的模擬火星土壤對于農作物生長的有效性。

圖3 單元課時驅動性問題

(四)表述具體教學目標

單元教學目標確定后，仍需要對單元教學目標進行分解，保證每一課時的學習目標落到實處，從而落實單元教學目標。恰當的單元教學目標必須陳述學生在原有基礎上的發展變化和單元內的課時學習規劃，在充分考量學生的學習基礎和已有經驗的基礎上，對課時教學目標進行表述。單元學習目標并非每一課時對應一個學習目標，有些目標需要多課時達成，目標設計就要體現整體性和漸進性。本單元的課時教學目標的具體表述如表2所示。

表2 單元課時安排及課時目標設計

四、結語

學科核心素養相關政策的出臺倒逼教學設計的改革，隨著新課程改革的不斷深入，以落實學科核心素養為宗旨的單元教學研究不斷地開展，而指向科學學科核心素養的單元教學設計是落實立德樹人目標的必然訴求。開展初中科學單元教學目標設計的相關研究可以為一線教師提供進行單元目標設計的可視化路徑，在一定程度上可解決教師在實際應用中出現的問題。但是要將單元教學真正推廣到課堂中，需要廣大教師轉換傳統教學的理念，嘗試從系統的視角出發，重構教材教學內容，在嘗試中不斷地總結經驗，不斷地反思進步，而首要任務就是單元教學目標設計。與傳統教學不同，教師需要深挖每一課時的學科核心素養教學價值，進行單元的調整或者是教材的重構，從傳統的三維目標中走出來，一步步走向學科核心素養培育的目標。