基于逆向思維的“巖石與土壤”單元作業設計

〔摘" "要〕" 單元作業設計整合了內容的系統性和評估的綜合性，有助于促進學生深度理解，提升教學規劃與質量評估效能。本文基于“教學評一致性”的原則，遵循逆向思維的設計要求，以單元為基本單位，通過立足基礎知識、創設情境任務、豐富多元形式以及優化評估策略等方法凸顯科學單元作業設計的創新性，力求把科學課程對學生核心素養的培養要求轉化為具體的作業方案，落實學生科學素養發展。

〔關鍵詞〕" 小學科學；逆向思維；目標導向；單元作業設計

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）13" " 0088-03

作業設計是助力“雙減”政策落地的重點內容，也是當前義務教育教學改革探討的重要議題。隨著項目式學習的實施，人們也開始關注單元作業的設計與實施問題，但大多數作業被局限在教學中以練習題為主的總結性評價，未能體現出“教學評一致性”的理念。基于逆向設計的理論倡導以學習目標為導向，反向規劃學習任務獲得能證明學生達到預期學習目標的證據，強調學習體驗必須與預期學習結果和評估標準相一致。該設計方式能夠促使教師更準確地設定教學目標，更有效地評價學生的學習成效，并設計出更具有針對性和實際效果的單元作業。本研究以單元作為設計基本單位，將逆向設計的思維應用于作業設計中——先確定學習目標，然后找到評估目標是否實現的證據，再依據證據的獲取途徑設計作業內容。

一、依托課標教材，精準把握作業目標

新課標為教學活動提出了宏觀指導和要求，而作業目標則是這些標準在具體教學實踐中的落實，是學生完成任務后預期達到的水平，能夠為作業設計提供指導方向，包括作業的內容形式、層級難度、過程反饋等。作業目標應與課程標準保持一致，共同指向學生的核心素養和關鍵能力。教師要把單元內容要求、學業要求與作業目標聯系起來。本文以教科版科學四年級下冊“巖石與土壤”單元為例，其作業設計思路是挖掘巖石和土壤本身的研究意義與文化價值，進而引導學生形成觀察的科學方法認知并初步建構巖石與土壤在特征、組成、類別等方面的科學概念。

逆向設計理論強調以理解為導向，其核心目標包括：掌握關鍵知識與技能；實現知識意義的建構；在新情境中遷移應用所學內容。這種目標設計理念使單元作業目標的設計將更有目的性，更關注學生的實際學習成果，而不是僅僅關注完成特定的教學內容。“巖石與土壤”單元對應的是學科核心概念中的“地球系統”，相應的單元子概念為“巖石風化形成了土壤，土壤為動植物提供生存場所”。學生在實際學習過程中要思考這些問題：為什么要研究巖石與土壤？如何觀察、描述巖石與土壤？推測大自然中的巖石會如何變化？巖石與土壤和人類生產生活有什么關系？結合課程標準與教材內容，本文確定以下單元作業目標：通過科學探究實驗推理與比較，用科學語言描述和記錄不同巖石、礦物和土壤的特征；理解不同的特征結構對地質功能的影響；通過模擬實驗和數據分析，推理并書面描述巖石風化形成土壤的具體過程及其與土壤特征的聯系；了解地質資源在生產和生活中的重要意義，樹立合理開采和利用地質資源的意識；形成對研究巖石、土壤等事物的好奇心和求知欲。

二、依據學生需求，巧妙設計評估證據

單元作業需要以真實的情境為線索，將整個單元的作業內容有機地融入其中。作業的完成過程實際上是知識的精細化建構、合理化應用的過程。教師需通過適當選編、改進和重組作業，收集學生對知識理解與掌握情況的證據，并借助“留痕”管理追蹤學習過程，以此獲得能夠評價作業目標完成情況的“證據”。本單元作業以“廣東地質探險”為情境主線，通過設計包含基礎認知、分析實踐和綜合應用等不同認知層級的作業類型，以及個人研究、實地考察、模擬實驗和制作成果等不同任務形式的作業類別，讓學生從一個全新的科學角度認識家鄉的地質資源，從而增強他們對地質學的興趣和理解（如圖1所示）。

基于“廣東地質探險”情境主線的單元作業主題與內容

三、引領思維成長，細致規劃作業活動

根據預期的學習目標和相應的評估證據，教師要以作業為載體，創設自主學習的學習環境和更多即時性評價機會，實施作業完成過程的階梯化，使學生能夠在完成作業活動中獲得認知發展，實現深度學習，培養核心素養。因此，對作業的具體設計與編寫可以采用以下方法。

（一）把握基礎知識選編習題

基礎性作業是對單元學習內容的總結，幫助學生掌握和鞏固基礎知識及基本技能。新課程標準所倡導的核心素養、創新能力、探究式學習等教育理念，與傳授基礎知識和進行記憶練習等傳統教學方法并不沖突，實際上，它們可以相輔相成，共同促進學生的全面發展。

作業題目：如下圖，將三種質地的土壤分別裝入漏斗中，然后把水緩慢地倒入三個漏斗中。

在實驗過程中，改變的條件是（""""）。

根據上圖，土壤滲透性最好的是（""""）。

三種土壤滲水能力不同可能的原因是___________________。

西瓜的根系有明顯的透氣性，適合生長在松軟且滲水性能好的土壤中。但是種植園里還未被種植的土壤是保水性較強的土壤，請問如何改變土壤的性能，使其能夠種上西瓜？

本題設計以素養為導向，強調知識的遷移與環境適應性。本題由四個小題組成，難度依次遞增，幫助學生聯系初始狀態和目標狀態，從簡單地根據實驗結果做出判斷，到分析結構本質與功能、穩定與變化的關系。學生經由前面題目的引導，思維經過多步轉化，縮小了問題的解釋范圍，最終回答問題。

（二）創設情境聚焦實踐任務

單元作業的設計應更注重學生知識體系的構建、綜合素質的提升以及自我發展的過程，鼓勵學生積極參與實踐活動，通過親身體驗獲取知識或加深對知識的理解與應用，這樣的教學方式是將教材理論與社會實踐相結合的有效途徑。因此，實踐性作業要求學生面對真實或模擬的問題情境，幫助學生看到學習內容與現實世界之間的聯系，增加學習的實用性。在實踐中，學生需要創造性地思考，評估不同的方法和結果，這有助于培養他們的批判性思維，鍛煉他們分析問題和找到解決方案的能力。

作業任務：我們發現巖石的分布十分廣泛，很容易找到。沙一般分布在水流邊、沙漠等地；黏土一般分布在土壤中。有學生認為“巖石經過風化作用形成沙和黏土”，你同意這個觀點嗎？請你設計一個模擬實驗驗證這個觀點。（提示：可以借助“其他材料”來模擬自然界的風化作用）

在本單元的教學中，學生已經在課堂實踐中對比梳理了巖石、沙和黏土的特征，初步建立了巖石破碎后形成沙和黏土的認知。但這個演變過程是漫長的，且土壤的成分是復雜的，教師應避免直接考查學生對科學理論的機械記憶，轉而提供驗證觀點的實踐機會，讓學生認識到科學理論的可驗證性。本題采用自主開放的實驗方案設計，通過思考“設計的實驗方案是否科學合理且規范可行？”“設計的實驗方案能否觀察得到實驗結果？”“實驗結果能否作為有效證據推理得到實驗結論？”等問題，增強學生對實驗目的的理解和對實踐操作的認知。

（三）注重科普閱讀拓寬視野

科普閱讀作業一般包括各個科學領域中科學術語的解析、科學方法的介紹、科學思維的滲透和科學精神的感染，能夠有效提高學生整體的科學素養。課后作業增加科普閱讀，能夠讓學生接觸到課本之外的科學知識，能幫助學生加深印象，拓寬科學視野。如在實際教學中，對“腐殖質”的介紹常常被簡要帶過，其對學生來說是比較陌生的詞匯。借助科普閱讀可以深化課堂教學，強化學生對知識點的理解，也可以從多角度對課堂內容進行思考。同時，在面對大量科普信息時，學生還需學會如何篩選和評估信息的可靠性和準確性，增強批判能力和提升信息素養。教師要依據課標規定的認知水平要求，尊重學生的身心發展規律，并且綜合學生的閱讀能力和閱讀風格等，選擇合適的閱讀材料。如低年級學生適用以非連續性文本為主的閱讀材料，如繪本等，旨在激發其閱讀興趣。對中高年級學生要注重閱讀技巧的培養，指導其合理利用閱讀工具與手段，形成良好的閱讀習慣。

（四）豐富成果呈現多元評價

作業評價是一種控制學習質量的手段，可以幫助學生識別自己的學習進度和理解程度，增強學習信心和動力；也可以幫助教師追蹤教學目標的實現情況，據此調整教學策略。因此，單位作業評價應該圍繞學習目標開展，根據不同的作業類型選擇不同的評價方式。常規練習作業可以采用傳統的作業評價方式，考查學生的基礎知識和技能水平；實踐類作業需要從方案設計、過程表現和完成情況等多個維度關注作業的生成過程和相應的作業成果，評價學生的各項能力和科學思維的發展；閱讀類作業可以通過閱讀日志、閱讀反思、分析報告、續寫故事等形式獲得學生的閱讀進度和感受，以及評價其將閱讀材料與實際問題結合的綜合應用能力。

作業任務：地質館計劃開展一次公益教育活動。為吸引更多的觀眾，館長決定向全市中小學生征集地質科普漫畫。請你發揮創意，自擬主題，創作一個與它們相關的四格漫畫故事。

判斷依據：采用學生互評與公開競選的方式進行（見下表）。

四、基于逆向思維的單元作業設計反思

逆向思維要求教師在設計作業前先確定學習目標，使作業設計過程有方向可依，有重點可抓，減少無效或重復性作業。這種“以終為始”的方法有助于教師更清晰地確保作業與課程目標的一致性，實現作業繼課堂教學之后的鞏固與延伸，從而更有針對性地提升學生的科學素養。同時，逆向思維促使教師在設計作業時能夠考慮如何評估作業的效果，了解學生的學習進度和理解程度，以及如何根據評估結果進行調整。此外，教師在進行作業設計時要注重設計開放性、靈活性問題和探究性任務，這些任務要求學生主動探索和解決問題，從而促進學生的自主學習能力。基于生活經驗或成長發展的作業任務能夠提高作業的實用性和吸引力。逆向思維有助于推動教育創新，提升教育質量。然而，實踐過程中仍存在挑戰，教師需持續更新教學理念并優化設計策略，以促進學生核心素養的發展。

【本文系珠海市教育科研規劃課題2024年度資助項目課題“基于逆向設計的小學科學單元作業設計研究”成果，課題編號：2024ZHGHKT177】

參考文獻

[1]盛群力，何曄.意義學習，理解為先：UbD模式對課堂教學改革提出的新建議[J].課程教學研究，2013（8）：22-31.

[2]楊維坤，邱小健.基于學科實踐的小學單元作業設計[J].教學與管理，2024（2）：62-66.

[3]周振程.單元整體視角下小學科學單元作業的優化設計[J].教學與管理，2024（11）：65-68