指向“精准可视化”的逆向教学设计与实施

李建锋

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。

关键词：逆向教学设计;精准;可视化教学;杠杆

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2022）4-0033-4

1999年，美国课程与教学领域专家威金斯和迈克泰在反思传统教学设计时，发现传统的教学设计往往依据教材和经验组织教学活动，注重完成既定的教学内容，但因缺乏教学目标导向而造成教学低效。基于此，威金斯和迈克泰提出了逆向教学设计模式，即“将教学过程分为三个步骤：确定预期的学习目标;制订如何证明学生实现了学习目标的手段与措施;安排各种教学活动，指导学习活动，达成学习目标”[1]。简而言之，即“确定预期结果—确定合适的评估证据—设计学习体验和教学”[2]。结合课堂实践，为追求优质的教学设计与实施，应在逆向教学设计的基础上，融合SOLO分类理论和可视化理论，使课堂教学更加精准、可视化和可测评。本文以人教版初中物理八年级下册第十二章第一节“杠杆”为例，做具体说明。

1    “精准”是逆向教学设计的衔接保障

国内教师开展逆向教学设计的实践研究，遵循“确定预期结果—确定合适的评估证据—设计学习体验和教学”三个步骤。但在三个步骤的衔接中，往往会存在一些困惑：如何把预期结果（教学目标）解构为学生的学习目标;如何把学习目标转化为可操作的评价方案;如何将评估证据与教学活动相融合。

1.1    从教学目标到学习目标的精准解构

1.1.1    分析教学素材，明确教学目标

教师制订教学目标，要综合分析教学素材，如课程标准、教材、近几年中考题目等。2011年版義务教育物理课程标准对本节课的要求是“通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件”。分析教材：“杠杆”是前面几章力学知识点的延续，也是学习滑轮和轮轴等简单机械的基础。通过整理近几年的中考题，发现“探究杠杆的平衡条件”“力臂的画法”“杠杆的分类”是考核的热点。

1.1.2    运用信息技术，了解学生认知

学生在小学六年级对“杠杆”有了初步的认识。为了更好地衔接小学知识并了解学情，教师利用“问卷星”编制题目，课前推送给学生完成，指引学生回顾小学科学知识。教师通过分析问卷，确定学生的前概念认知：知道像撬棍这样的简单机械叫杠杆;知道支点、用力点和阻力点;能简单区分省力杠杆和费力杠杆。

1.1.3    融合SOLO理论，解构学习目标

基于学情分析，融合SOLO理论，把教学目标解构为学习目标。SOLO层次主要包括前结构、单点结构、多点结构、关联结构、拓展抽象五个层次[3]。

借助SOLO分类理论，将教学目标解构为低阶认知和高阶认知两个阶段，共分成四个层级，进一步把每个层级的要求细化为可测量的学习目标（表1）。解构学习目标，有利于教师把握教学重难点，在教学中有的放矢，从而使课堂教学更加高效。

1.2    从学习目标到课堂评价的精准衔接

根据SOLO分类理论把教学目标解构为9个可测量的评价观测点（学习目标），再将9个评价观测点与物理核心素养、物理中考题和课本评价任务相结合，从而制订合理的评价方案（表2）。评价方案包含“评价观测点”“评价任务”“主要评价方法”“评价结果呈现与反馈”四个维度。

1.3    从课堂评价到教学活动的精准设计

首先，确定课堂评价方案，即确定学习目标达到的证据，再根据发现证据的需要设计教学活动，从而使教学成为发现证据的过程，实现课堂评价与教学活动的精准衔接，形成“教学—评价—教学”的螺旋结构。

1.3.1    创设情境，认识杠杆

教师利用PPT展示“阿基米德”的图片，引导学生猜测名言“给我一根杠杆和一个支点，我就能撬动地球”，进而引出课题——“杠杆”。教师追问学生“下列哪些物体（图1）是杠杆？”教师引导学生对比分析，总结杠杆的定义：能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。

1.3.2    类比模型，探究实验

教师播放PPT，呈现“跷跷板”模型，先讲述杠杆的平衡状态，再让学生把桌面的杠杆调成水平位置的平衡状态。小组完成探究实验：类比跷跷板游戏，用质量较大的钩码替代大人，质量较小的钩码替代小孩，调节钩码位置，使杠杆重新回到水平位置的平衡状态，记录实验数据，分析数据并得出实验结论。

1.3.3    妙用口诀，突破难点

力臂的认识和作图是本节课的难点。教师首先介绍杠杆在水平位置平衡时的力臂。再设疑：如果杠杆不在水平位置平衡，动力臂和阻力臂又该怎样画？教师引导学生充分讨论分析，得出力臂即是“支点到力的作用线的距离”。教师手握直角三角板的斜边，让力的作用线与一条直角边重合，缓慢移动直角三角板，使另一条直角边经过支点O，并巧用 “转角（直角边）遇到爱（支点）”的口诀，画出杠杆不在水平位置平衡时的力臂（图2），从而由简入深、层层递进，突破力臂的作图。

1.3.4    联系生活，明辨杠杆

PPT呈现不同类型的剪刀，创造生活情境：你会用哪把剪刀修剪花木？教师联系生活，设置情境，引导学生总结杠杆的类型，既营造了课堂的氛围，也体现了“物理来源于生活，也服务于生活”的理念。

2    “可视化”是逆向教学设计的高效保障

在物理知识抽象之处创设可视化情境，一方面，遵循了初中生认知的客观规律，有助于学生跨越思维最近发展区;另一方面，知识可视化有利于达成物理学科核心素养，知识抽象之处通常出现在物理学科的核心知识呈现之时，是初中物理教学的重点或难点[4]。借助“可视化”理论和工具，把逆向教学设计的教与学活动高效落实到位。

2.1    学情信息的可视化

利用“问卷星”软件开展学情调查，把学生认知以答题正确率、答题的选项分布等方式反馈给教师，帮助教师掌握学情，调整教学设计，实现学情信息的可视化。

2.2    教学策略的可视化

利用SOLO分类理论把教学目标解构成学习目标，并以表格的方式呈现，有助于教师在课堂教学中帮助学生循序渐进地建构知识，促成教学策略的可视化。

2.3    概念构建的可视化

“力臂”的概念是本节课的难点。首先，学生利用杠杆尺模拟跷跷板在水平位置平衡，但在分析数据时，学生对“力臂”的认知思维仍停留在支点O到动力作用点的距离。接着，教师引导学生用弹簧测力计改变某一个力的方向，观察力的大小变化，并分析原因。提出问题：实验数据表格中的距离指的是什么？这个距离一定在杠杆上吗？然后，抽象出模型，让学生主动建构力臂的概念。其次，对于学生来说，“力臂”不在杠杆上的画法是具有较大的难度的。教师先呈现杠杆（图3），再利用PPT动画（或擦掉杠杆）使杠杆暂时“消失”（图4），只给学生呈现支点O和两条力的作用线。学生联系数学知识，较容易理解此时“力臂”就是支点O到两条力的作用线的最短距离，并结合 “轉角（直角边）遇到爱（支点）”的口诀画出“力臂”，促成概念建构的可视化。

2.4    实验数据的可视化

学生在完成探究实验后，把实验数据输入到Excel表格中。教师引导学生分析实验数据，帮助学生纠正（F1+L1=F2+L2）的错误认知，并巧妙地利用Excel的计算功能，快速呈现（F1L1）和（F2L2）的所有值，顺利总结出杠杆的平衡条件，实现实验数据的可视化。

3    总结与反思

逆向教学设计主张“目标先行，评价优先”的思想，而指向“精准可视化”的逆向教学设计可帮助教师较好地衔接和落实教学设计。经过实践检验，将逆向教学设计的概念延伸为“逆向精准可视化教学设计”（图5），即综合逆向教学设计、可视化工具、SOLO分类理论，达成指向“精准可视化”的逆向教学设计。

参考文献：

[1]威金斯，迈克泰.理解力培养与课程设计——一种教学和评价的新实践[M].么加利，译.北京：中国轻工业出版社，2001：13.

[2]张旭东，孙重阳.由峰至原：中学化学逆向教学设计的探讨与实践[J].化学教学，2019（3）：41-45，49.

[3]彼格斯，科利斯.学习质量评价：SOLO分类理论可观察的学习结果结构[M].高凌飚，张洪岩，译.北京：人民教育出版社，2010.

[4]熊华，卢天宇，郭美华.试论思维可视化运用于初中物理教学的要点——以“凸透镜成像的规律”为例[J].中学物理教学参考，2016，45（22）：13-15，2.

（栏目编辑    邓   磊）