逆向设计·三环推进：初中科学探究式课堂学教范式探究

吴明军|浙江省杭州绿城育华学校初中部

《义务教育科学课程标准（2022 年版）》指出，探究和实践是科学学习的主要方式，教师要加强对探究和实践活动的研究与指导，整合启发式、探究式、互动式、体验式和项目化等各种教与学方式的基本要求，设计并实施能够促进学生深度学习的思维型探究和实践。因此，探究实践既是培养科学观念与思维的重要途径，也是培养创新精神与实践能力的有效手段。但当下初中科学探究式课堂教学仍存在情境创设老套、学情把握不够、评价方式单一、重实操轻反思等问题，导致探究趣味不足、探究跨度过大、探究推进困难、探究实效欠佳。针对这一现状，笔者经过大量课堂教学实践，采用评价量表前置的逆向教学设计，打破传统教学思路“教学设计→课堂教学→课后评价”的固有顺序，以终为始，在明确教学目标后，先考虑教学效果的评价（教学目标达成的具体标准细则），再设计教学探究活动，并将评价贯穿整个课堂探究过程，使探究活动始终紧密围绕教学目标和评价标准进行，促进“教—学—评”一体化的达成和学科核心素养的形成，进而总结出一个有效的学教范式（如图1所示）。

图1 初中科学探究式课堂学教范式

一、逆向设计导方向：构建初中科学探究式课堂评价量表

在设计探究式课堂教学活动时，教师要先设计评价探究活动的标准和细则，再以此引导学生明确一项探究活动结束后应该学会什么技能，以及应该如何对自我的探究操作作出准确的判断，进而有意识地进行探究式学习活动。

（一）构建评价量表为任务导向

在设计评价量表时，教师要按照探究实践的六个基本环节，精心设计表现性评价任务以检测学生的科学探究能力，细致设定评价指标下的评价细则以引导学生科学探究推进的方向，确立优秀能力标准细则以实现标准引领下的设计。以“探究影响液体蒸发快慢的因素”为例，其评价量表如表1所示。

表1 “探究影响液体蒸发快慢的因素”评价量表

（二）前置评价量表为探究护航

1.前置评价，确立探究方向

在逆向教学设计中，评价不是探究式教学流程的最后一步，而是第一步。教师要把探究要素的评价分析形成量表，并将其放置在探究开展之前，以此作为科学探究开展的指导。

2.过程评价，保证探究质量

在课题探究的过程中，教师可主要借助形成性评价量表去规范探究活动，并辅以口头评价、学生小组内的互相评价等多元评价方式，从而有效支撑活动的开展，推动探究活动有序进行，保证探究活动具备较高质量。

3.组间互评，经验反思分享

各学习小组在完成探究活动、得出结论并完成实验报告后，教师可以引导各学习小组交换实验报告，每小组阅读至少两组学生的实验报告，再依据实验报告评价量表（如表2所示）进行组间互评，对实验报告进行评估，与被评价小组组员进行交流并给出评价的理由。

表2 “探究影响液体蒸发快慢的因素”实验报告评价量表

二、三环推进促实效：初中科学探究式课堂学教范式的践行

笔者从情境创设、问题驱动、反思迁移三个环节，逐级推进探究式课堂的实施，下面具体说明。

（一）一环：巧设生动情境，开启探究之门

1.演示趣味实验，真实呈现探究课题

教师可针对浙教版义务教育教科书《科学》（以下简称“浙教版《科学》”）中的探究性课题，整合教材以外的资源，创设探究情境。比如，设计生动有趣的引课小实验，不仅能激发学生课堂学习的兴趣，还能抓住学生的注意力，引导学生快速进入课堂状态。

【案例1】“汽化”教学片段之一

为了让学生体验汽化现象，笔者在上课前一分钟用毛笔蘸酒精在提前准备好的水写布上书写了“汽化”两个字，放置在讲台显眼位置。等到正式上课说出这节课的主题时，“汽化”两个字已经消失不见了。于是笔者装作疑惑不解，并借机提出问题，引发学生思考。

师：老师用酒精写的字跑到哪里去了？

生：跑到空气中去了。

师：写字的酒精在消失的过程中状态发生了怎样的变化？

生：从液态变成了气态。

师：科学上把像刚才这样的液态酒精变成气态酒精的过程称为“汽化现象”。

借助有趣的课前演示实验，笔者在轻松又不失探究意味的情境下引领学生进入了新课。

2.播放精选视频，直击课堂探究要点

对不少科学探究课题中的研究对象，学生由于比较熟悉，往往会缺乏新鲜感，比如空气。对这类课题进行探究时，教师需要充分激发学生的学习兴趣，比如播放一段精心选择的精彩视频，引导学生进入情境，使其产生积极主动探究的欲望。

【案例2】“空气组成成分的探究”教学片段

在开始课堂探究前，笔者播放了一个视频——《未来最后一罐无污染空气的拍卖会》。学生看完视频若有所思，于是笔者借机提出问题：“这罐无价的没被污染的空气含有哪些成分？”

通过一段既有趣味又具有启发性的视频，不仅能直接切入课堂探究的要点，而且能调动学生积极思考：“没有被污染的空气里到底有哪些成分？我们现在的空气有没有被污染？哪些物质进入空气会造成污染？我们该如何防治空气污染？”学生的认知思维立刻被打开，课堂探究的氛围一下子就调动起来了。

3.分享时事新闻，开门见山聚焦课堂

浙教版《科学》中有不少课题与当下影响人们生活的事件有关，教师如果能借助大家熟悉且都经历过的时事新闻热点，开门见山地引出探究课题，进而让学生在已有的经历和感受下去分析探究主题的原理和相关知识要点，就可以使课堂教学高效聚焦。

【案例3】“传染病防治措施的探究”教学片段之一

在之前教学与“传染病”有关的内容时，笔者首先展示新闻：根据Worldometer 实时统计数据，截至北京时间2022年1月10日，全球累计确诊新冠肺炎病例307 685 974 例，累计死亡病例5 505 491例（海外网1月10日电）。

师：为什么新冠肺炎患病人数会不断快速增长呢？

生：因为新冠肺炎病毒有传染性。

师：生物学上把类似新冠肺炎这样的疾病称为传染病。今天我们就以新冠肺炎为例来探究如何防治传染病。

通过生活热点创设问题情境，激活学生的问题意识，进而生成新问题，并引发学生探究的欲望和动机，是开展课堂有效科学探究的重要起点。

（二）二环：基于问题驱动，突破探究难点

1.基于生活化问题，掌握学习重点

学生熟悉且亟须解决的现实生活问题往往更能引起他们的共鸣，激发他们的探究热情和对科学的学习兴趣。教师要善于运用此类问题，为学生开展科学探究搭建向上攀爬的阶梯。

【案例4】“汽化”教学片段之二

为了能顺利开展“影响汽化发生的因素有哪些”的课堂探究，笔者设置了层层递进的生活化问题情境，具体如图2所示。

图2 层层递进的生活化问题情境

精心设计问题情境，不仅能打开学生的思路，还能迅速带领学生进入课堂，达成互助探究学习状态。

2.基于开放性问题，突破学习难点

开放性问题能帮助学生发散思维，因此利用开放性问题展开教学，对提升学生探究实践的参与度，突破课堂教学的难点，以及培养学生的探究能力、创新思维能力都有重要的作用。

【案例5】“传染病防治措施的探究”教学片段之二

问题：为了预防新冠肺炎疫情的流行，我国政府部门和普通民众采取了哪些积极措施？请各小组进行讨论、总结，最后将结论贴在白板上展示。

教师提出开放性问题，让学生从熟悉的生活现象出发，收集资料、小组讨论、归纳总结、小组展示。此时，教师只要稍加引导，学生便可得出防止传染病传播的措施，从而使课堂教学的难点问题得到有效解决。

（三）三环：迁移应用，体验成功

1.解释现象原理，新知得以巩固

教师要引导学生发现现实生活中与探究课题相关的现象，鼓励学生用刚学过的知识去解释现象背后的科学原理。因为通过听课习得的知识，学生并不一定能真正理解，而在适当情境下，学生若能利用所学知识去解释科学现象背后的科学原理，则意味着学生已经真正掌握了知识。

【案例6】“汽化”教学片段之三

在课堂教学结束前，笔者提出倡议：“请同学们结合今天所学知识找找生活中利用了‘影响液体蒸发的因素’去解决实际问题的例子，并给出合理解释。”以下展示部分学生的举例及解释。

生1：农民晾晒潮湿谷物时要把谷物摊开。解释：摊开后增大了液体的接触面积，有利于水分的蒸发。

生2：洗完头使用吹风机吹头发会干得更快。解释：吹风机吹出的热风加快了湿头发周围的空气流速，同时热风升高了水的温度，这些都有利于水分的蒸发。

在利用所学知识去解释生活现象背后原理的过程中，学生在课堂中获得的知识便得以有效巩固，学生对科学原理的理解也会更深刻。

2.解决实际问题，验证体验成功

在探究式课堂教学的总结反思阶段，教师要创设恰当的问题情境，引导学生根据所学知识去解决生活中的实际问题。

【案例7】“汽化”教学片段之四

学生在经过“汽化”的课堂学习后，已经基本理解了汽化快慢的影响因素以及汽化与热量变化的关系，但学生是否真正掌握了这些知识，还需要通过运用知识解决问题来进一步巩固。

师：在落后的热带地区，如何只利用陶土瓦罐、湿毛巾去得到凉爽的水？请利用所学的知识设计出合理的方法，并解释其原理。

生：将水装在陶罐中，再用湿毛巾裹住陶罐放在太阳下晒，陶罐中的水就会慢慢变凉。解释：湿毛巾中的水分在太阳的照射下快速蒸发，同时吸收陶罐以及罐内水的热量，从而使水的温度下降。

当学生能顺利解决问题或给出问题的正确解答时，他们心中的成就感就会油然而生。这会进一步增添学生探究科学的信心和乐趣，使其更乐于参与后续的科学探究学习。由此，一堂探究课的实效性就得到了体现。

三、初中科学探究式课堂学教范式研究的反思及展望

在从评价机制、评价工具和探究环节等方面对初中科学探究式课堂学教范式进行初步整理和构建的过程中，笔者认识到要落实探究式教学的成效，至少还需要注意以下三点。

其一，探究精准的评价机制。评价量表只是科学探究活动评价的一个维度，如何真正做到评价先行，使评价导向能有效开展，还需要创建更多维的评价机制和更精细化的评价细则，这仍需在实践中不断探索、反复琢磨。

其二，探究精细的评价工具。当前评价科学探究过程所用的评价量表只是探究过程评价工具中的一种，而如何拓展构建更适用、更精细的评价工具，让评价更精准细致，或如何找到多种评价工具的最优组合，仍需要更多思考和探索。

其三，探究精构的学教范式。“评价前置”下的探究式教学要求转变原有传统的学教方式，而如何构建以评价为导向的课堂，让学生的探究学习具有更强的操作性、更明确的目的性和更高的实效性，仍需要教师在教学实践中不断尝试和创新，从而在学生主体、教师指导以及真实课堂之间建立更高效的联系。