“固體、液體和氣體”單元逆向教學設計

〔摘 要〕 “以終為始”的逆向教學設計為科學學科核心素養的落地生根提供了一個可行的路徑。筆者以粵教版科學三年級下冊“固體、液體和氣體”單元為例，進行了指向核心素養的小學科學逆向教學設計探索，先確定預期的學習目標，再根據學習目標確定合適的評估證據，最后根據目標和證據，設計相應的學習體驗和教學，再反思目標是否實現，一環扣一環，促使學科核心素養有效落地。

〔關鍵詞〕 小學科學；逆向教學設計；“固體、液體和氣體”

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 24 046-048

要實現核心素養的真正落地，科學課堂就要緊緊圍繞培養學生的核心素養來開展教學。這是個復雜而系統的過程，傳統的灌輸式教學或活動式教學顯然不能滿足這一需求。逆向教學設計為科學學科核心素養的落地生根提供了一個新的視角和抓手。

一、科學學科核心素養和逆向教學設計

（一）科學學科核心素養

《義務教育科學課程標準（2022版）》（以下簡稱《課程標準》）聚焦于學生核心素養的發展，培養學生適應未來發展的正確價值觀、必備品格和關鍵能力，為學生的終身發展奠定基礎。科學學科核心素養包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等方面。這就要求學生不僅僅需要掌握科學知識，還要在這過程中掌握分析與綜合、比較與分類等基本的思維方法，掌握觀察、實驗、測量等基本的科學方法，形成科學探究的意識并具有初步的科學探究實踐能力，經歷一系列的學習進而形成個體的科學態度，養成正確的價值觀和社會責任感。

（二）逆向教學設計

格蘭特·威金斯和杰伊·麥克泰格在《追求理解的教學設計（第二版）》中提出了“逆向教學設計”這一變革性的教學理念。“逆向”在于它與傳統的教學設計相反，強調設計者應當優先思考要實現的學習目標是什么，何種表現能夠證明學生實現了學習目標，再去精心策劃學習活動來實現目標，即由教學目標確定評估證據再到策劃活動，這種“以終為始”的三段式逆向設計，從學習結果出發，教學活動始終圍繞教學目標來進行，使得教學更加有效。

（三）逆向設計與培養學生核心素養的關系

傳統的教學總是依照教材內容和教參，苦苦思考該如何設計教學活動才能讓這節課有科學味道，讓學生有所收獲，甚至在教學活動中求“新”、求“異”，而忽略了教學的目的到底是什么。新課程改革強調發展學生的核心素養，逆向設計為培養小學科學學科核心素養開啟了新的道路。注重結果導向的逆向教學設計，啟發教師以素養為導向進行教學設計，緊扣核心素養來確定預期的學習結果，以此作為教學設計的出發點和落腳點來規劃學習課程，就為核心素養的落實奠定了基礎。此外，逆向教學設計致力于幫助學生理解重要思想并實現遷移，只有當學生能夠自主地把獲得的知識和技能遷移到新的情境中，才能獲得真正持久的理解。只有真正掌握知識和技能并學以致用，才能適應未來社會的需要，這更為核心素養的落實提供了保障。

二、基于核心素養的小學科學逆向教學設計案例

逆向教學設計以單元為基本單位，把教學單元放在更大、更連貫、更結構化的課程中進行教學設計。在單元設計中，教師應側重單元知識的內在邏輯聯系，使學生在實際的任務和環境中能有效運用知識和技能解決問題，真正提升科學學科核心素養。筆者以粵教版科學三年級上冊第三單元“固體、液體和氣體”教學為例，對指向核心素養的小學科學逆向教學設計進行了研究與探索。

（一）階段一：確定預期的學習結果

1.預期學習目標。“固體、液體和氣體”單元教學目標由科學學科核心素養和科學課程目標統整而成。

科學觀念：物質一般有三種狀態，固態、液態和氣態，在不同的狀態下表現出不同的特征。物質都占據一定空間。同一種物質的不同狀態可以互相轉換。

科學思維：通過觀察比較，認識并歸納固體、液體和氣體的特征。在探究過程中初步學會判斷和推理，能在科學事實的基礎上作出解釋。

探究實踐：能夠針對“氣體有質量嗎”“空氣占據空間嗎”等問題展開合理的猜想并設計探究方案。能夠在探究中搜集、分析證據，并得出結論。能開展簡單的探究實驗，并對結果進行解釋與評估。

態度責任：關注生活，培養在科學探究中對現象及其發生的條件、過程、原因等方面的興趣。體驗科學探究的樂趣，培養細心觀察、動手操作、注重證據及認真思考的科學態度。培養與他人合作的良好習慣，養成實事求是的態度。

2.預期的學習結果。預期的遷移：能根據物質的狀態對周圍的物體進行分類。能夠用簡單的儀器測量一些物體的體積，并使用恰當的計量單位。

預期的理解：氣體和液體的流動性在生產生活中的應用。壓縮空氣在生產生活中的應用。空間與物質的關系。大自然中水的各種狀態。

預期獲得的知識和技能：學生將會知道，固體有確定的形狀、體積和質量。液體有確定的體積和質量，液體的表面在靜止時會保持水平且具有流動性。氣體有確定的質量，有流動性，但沒有確定的形狀和體積，空氣能被壓縮。固體、液體和氣體都占據一定的空間。水在自然界中有水、冰、水蒸氣三種狀態，并且可以相互轉化。

學生將能夠：測量液體的體積并記錄。利用證據說明氣體占據空間。

3.學生需要思考的基本問題。物質有哪些狀態？如何測量水的多少？空氣的體積會變嗎？它們占據空間嗎？水有幾種狀態？

（二）階段二：確定合適的評估證據

1.表現性任務。選用合適的方法觀察比較、發現并歸納固體、液體和氣體的形狀特征。設計并利用工具證明固體、液體和氣體有質量。正確操作測量一杯水的體積并準確讀數。設計能夠證明固體、液體或氣體占據空間的小實驗。探究水的三態轉化，觀察生活中水的狀態變化現象并作出解釋。

2.其他證據。能夠舉例——生活中的固體、液體和氣體。實踐檢驗——檢查砂鍋是否漏水。技能測試——測量不規則形狀的物體體積。實例應用——壓縮空氣在生活中的應用。作出解釋——水在自然界中以各種形式的狀態存在的原因。

3.學生的自我評價和反饋。自評在觀察比較、分析歸納和推理判斷等科學思維的養成。反思在制訂計劃、分析證據和動手操作等探究過程的表現。自評在合作探究實驗中的配合意識和技能展示。組內互評進行合作探究時，是否明確分工、主動配合。自評對物質世界探究的興趣。

（三）階段三：設計學習體驗和教學

這一階段的教學設計要始終以階段一預期的學習目標為導向，參照階段二的評估證據來設計。

1.將各種物品進行分類切入。學生通過觀察對比，根據物質的狀態對物體進行分類：固體、液體和氣體。

2.小組合作探究。比較固體、液體和氣體的形狀。摸一摸、捏一捏，觀察比較發現：固體均有固定的形狀，不能流動。把液體倒進不同容器里，觀察比較發現：液體沒有固定的形狀，能流動。用氣球、塑料袋等收集空氣，再用針扎一小孔，觀察比較發現：氣體也像液體一樣沒有固定的形狀，會流動。

3.實驗探究。把物體傾斜放置后，你有什么發現？

4.實踐活動。檢驗砂鍋是否漏水。

5.小組合作探究固體、液體和氣體的質量。先掂一掂，猜想物體是否有質量。討論如何證明固體、液體和氣體有質量。利用簡易天平進行測量得出結論。

6.小組合作探究物體的體積。比較哪個杯子里的水更多，選擇合適的量筒測量并準確讀數。設計方法測量不規則形狀的物體體積。猜想：氣體有確定的體積嗎？如何證明？動手操作：推拉注射器活塞，觀察并描述實驗現象。討論：哪些地方利用了壓縮空氣。

7.探究固體、液體和氣體是否占據空間。通過故事《烏鴉喝水》和小魔術“浸不濕的紙”，知道固體、液體和氣體都占據一定的空間。小測驗：設計能夠證明空氣占據空間的6db92173dd7938afa32fdf74b83fb9efbdc0d7c3f968bb12cd1c818b2886294e其他小實驗。

8.口述測驗。生活中有哪些固體、液體和氣體？

9.探究水的三態變化。學生根據經驗設法將水變成冰，再將冰變成水，觀察狀態變化。將盛有水的燒杯蓋上培養皿，放置在陽光下一段時間，觀察現象并解釋。小測驗：觀察生活中水的狀態變化現象，并嘗試作出解釋。思考：在自然界中，水會以不同的狀態存在嗎？舉出實例并解釋。

10.歸納特征。歸納固體、液體和氣體的特征。

三、指向科學學科核心素養的逆向教學設計啟示

逆向教學設計突破了傳統教學的局限，從以下幾個方面推動了教學質的改變，更有利于培養學生的科學核心素養。

（一）突出目標導向

區別于傳統的根據教科書內容來確定教學目標，逆向教學設計以成果為導向，依據科學學科核心素養和《課程標準》來確定學習目標，再思考用什么樣的工具來驗證目標的完成情況，最后設計相對應的學習活動。整個過程環環相扣，學習目標可測、可見，設計者能及時回看目標是否合理、評估是否有效，并及時調整教學活動，學習目標得以貫穿始終，促使學科核心素養真正落地。

（二）關注學生的理解

區別于傳統的“灌輸式”教學，逆向教學設計強調以理解為先，將大概念轉化成基本問題，再將細碎的問題結構化。通過這一設計，學生在不斷提問、探究中自主建構起知識體系，實現理解意義，并能遷移應用到新的情境和挑戰中，實現“知識為本”向“素養為本”的轉變。

（三）“教—學—評”有效整合

區別于傳統的通過課后作業、期中期末考試等單一的評價方式，逆向教學設計先考慮評價方案再設計教學活動，將評價貫穿于課堂，在學習過程中及時搜集學生的表現證據并反饋與指導，促進學習的真實發生，提高教學的有效性，助力核心素養的有效落地。

（四）強調單元整體設計

區別于傳統的單課時教學設計，逆向教學設計強調以單元為整體進行教學設計，重構單元內容，以單元學習目標為導向，化零散的知識為結構化、層次化的相關聯的知識體系，是一種真正以學生為中心，以發展學生的素養為導向的學習設計。

四、指向科學學科核心素養的逆向教學設計反思

好的教學設計是反復修改出來的，即使是環環相扣的逆向教學設計也不例外。逆向教學設計的真正應用是個復雜的過程，需要設計者不斷完善教學設計方案。只有不斷實踐、不斷調整，才能形成一個優秀的教學設計。

新課程改革強調發展學生的核心素養。逆向教學設計轉變了固有的教學設計思維模式，對促進課程改革具有重要的借鑒意義。如何更好地將這一理念用于我們的課堂教學，編寫科學的單元預期目標、尋找適切的評價工具、開發有效的學習活動等，需要每一位教育工作者孜孜不倦地探索與實踐。

【本文系福建省2022年度教育科學“十四五”規劃立項課題“基于逆向設計的農村小學科教學實踐探究”的階段研究成果之一，課題立項批準號FJJKZX22-628。長泰區科學工作室專項課題“基于科學核心素養的課堂學習評價研究”的階段研究成果之一，課題立項編號：Ctmskt22027】

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]季洪旭.單元教學探索：給予理解的逆向教學設計案例[M].上海：華東師范大學出版社，2019.