实验教学是国家课程方案和课程标准规定的重要教学内容，是培养创新型人才的重要途径
［1］。《义务教育课程方案（2022年版）》在第五部分“课程实施”的“改进教育评价”中明确提出：“全面推进基于核心素养的考试评价，强化考试评价与课程标准、教学的一致性，促进‘教—学—评’的有机衔接。”
［2］“教—学—评”一致性在国内外早已提出并用于实践，而新一轮教学改革中提出的“教—学—评”一致性的创新点是服务新课标的核心素养导向。学生的学和教师的教的一致性是“教—学—评”一致性的重要含义
［3］。“教—学—评”一致性是一种理念而非一种模式，针对不同的教学内容会有不同的表现形式。
“三步两定”教学设计模式就是“教—学—评”一致性理念在实验课教学中的一种演绎，适用于“物质的密度”“物体运动速度”“影响电功率大小的因素”“压力作用效果的影响因素”等先定性再定量实验课的开展。运用“三步两定”教学设计模式进行实验课教学设计的步骤：第一步，综合课程标准、教学资源、学情设计指向核心素养的学习目标；第二步，从生产生活中寻找素材，结合教材实验开发匹配学习目标的实验任务，帮助学生从定性实验研究逐步深化为定量实验研究；第三步，设计融入评价任务的教学环节，使教、学、评围绕教学目标展开。综合运用多种评价方式（尤其是过程性评价）能够促进学生的核心素养在实验的设计、操作、观察、汇报等诸环节中逐渐养成，从而顺利达成预设的教学目标，体现教学高效的特点。实验课的“三步两定”教学设计模式如
图1所示。
笔者以“探究影响压力作用效果的因素”为例，依据“三步两定”模式进行教学设计，希望对教学有所帮助。
1 明确素养导向的实验教学目标
从教学视角看，“教—学—评”一致性的实现前提是“教学—学习—评价”的环环相扣，即围绕共享的教学目标展开，则教师的教、学生的学、各种评价之间才不会发生偏离。清晰、具体、可观、可测的学习目标，能为整个教学树立一座“灯塔”，让课堂教学有了“归宿”，同时学生有了前往目的地的方向。“教—学—评”一致性的理论模型如
图2所示
［4］。
素养导向的课时教学目标的确定路径：学期教学目标—单元教学目标—课时教学目标。路径具有整体布局的特点，即先对一个学期（最好是一个学段）有一个总的目标，再将学期教学目标分解到单元教学目标，单元教学目标再通过一个个具体的课时目标来实现。课时目标可从核心素养的4个方面去描述，每个教学目标的描述内容包括：学习内容是什么，通过什么方法学习到什么程度，如何评价完成情况。“探究影响压力作用效果的因素”实验课的教学目标如下。
【科学观念】通过体验和观察，知道什么是压力的作用效果；设计实验并探究压力的作用效果与哪些因素有关，能运用影响压力作用效果的因素解释相关现象；在实验基础上推导出压强的计算公式，知道国际单位中压强的单位及意义；能利用压强公式计算出具体的压强值。
【科学思维】通过实验，练习控制变量法、转化法的技能；能基于定性实验结论，推理、论证定量关系的可能性。
【探究实践】能运用生活用品及实验器材设计实验并实施实验；能通过分析问题和探究活动得出结论。
【态度责任】在实验中初步体验科学探究的过程，积极参与互动，乐于同他人合作交流，具有实事求是、勇于创新的精神，充分体验成功的快乐。
明确可评、可测且指向核心素养的教学目标是实现课堂“教—学—评”一致性的前提。课时教学目标是否明确可行的标准：具体、可操作、可评价，凸显核心素养总目标。实验课更关注实验设计、科学方法和实验技能。
2 开发匹配目标的实验任务
“教—学—评”一致性的教学设计关键技术，是“逆向设计”
［3］。实验任务是实验教学的载体，在“教—学—评”一致性的框架中，实验任务附着了评价标准的学习任务，而评价标准是学习目标、质量指标的具体化，即实验任务要说清楚要做什么和做到怎样程度两个维度，以此保障评价具有导向作用、诊断作用，并达成改进教学的目标。
2.1 定性实验，形成初步概念
人的认知序结合教学内容的知识序，就能得出达成教学目标的教学序。因此，实验课教学往往先进行定性实验，帮助学生初步形成对事物的整体认识。在定性研究任务的开发中，可用多种方式说明任务完成的内容和要达到的要求。例如，用课件直接展示以下实验要求。
【学习任务一】设计方案并实验。
请观察教师提供的器材（4块立方体铜块、面粉、气球、海绵块、塑料小桌子）或你身边的其他物品，然后借助它们用控制变量法对你的猜想进行检验。要求：以4人为一小组展开讨论并记录实验结果，实验结束后派代表进行展示。学生从提出假设、选择实验器材、简述操作步骤及现象、得出结论4个环节记录实验过程。“学习任务一”的过程评价量表如
表1所示。
预估学生可能出现的实验状况，设计好预案。在该评价任务中，学生可能出现以下情况：用气球作为实验对象，当用力压气球时，气球形变加大，得出结论——压力越大，压力的作用效果越明显。其不足之处是没有控制受力面积一定，这是学生容易忽略之处。实验设计的这些错误，反映出学生对控制变量法的理解和运用不足，以及学生思维的缺陷，而这恰恰彰显了习得科学方法和实验品质的重要性。
在学生进行“学习任务一”时，教师通过巡查了解学生设计的可取之处、设计的不足之处、实验操作的规范性等，同时对有困难的学生进行适当点拨；根据评价的信息，诊断学生的实验水平，并据此改进实验教学。
2.2 定量深入，寻求普遍规律
当学生完成定性探究后，即可由定性到定量，精准探究影响某一科学量的各个因素。在揭示影响压力作用效果的因素有压力大小和受力面积后，继续追问，压力大小和受力面积大小对压力的作用效果有怎样的影响？哪个影响更大？压力的作用效果用物体的凹陷程度来表示，由于是定量实验，凹陷程度也要有具体的数值，因此需要选择在压力作用下能产生形变且程度需清晰可测的方法。通过比较，学生选择了松散的面粉作为形变的对象，因松散的面粉细腻、被压凹陷后形变明显且能维持形变。学生通过思考后完成表格制作，记录实验数据。
【学习任务二】交流讨论。
请各小组利用面粉、立方体铜块、刻度尺等器材合作完成实验并记录结果。
2.3 迭代实验，精准实验探究
在如何减小实验误差的思考和实践过程中，学生锻炼了运用所学知识解决问题的能力、推理论证的能力，逐渐养成实事求是、精益求精的科学态度。在预估学生可能采取的实验设计方案和操作步骤后，教师设计对应的评价方式，引导学生深入实验。
【学习任务三】完善实验。
增大凹陷程度的方法是：________________；让面粉凹陷深度的读数更方便、准确的方法是：___________。
引起误差的因素主要有：铜块陷入面粉的深度不易测，面粉的凹陷程度不明显；在放置铜块时，存在人为的施力因素；不能同时将压力、受力面积的影响形成对照；等等。实验设计暴露了学生的原有认知和操作水平，对此教师组织学生分析操作可能出现的结果以及实验数据的偏差后，找出纠正的方法，进而设计并完成迭代的实验，比较前后效果。
最后，学生设计出如
图3所示的实验装置，并将刻度线和对应的数值直接标注在铜块侧面，便于读取铜块陷入的深度；用转动铁杆的方式均匀地将3组铜块压到面粉上，就排除了直接放置铜块存在的人为施力因素；3组铜块分别为两块平叠、一块平放、两块竖直叠放，形成对照组。在迭代实验研究过程中，教师的教与学生的学一致、学生的学与评价一致、教师的教与评价一致。
3 安排嵌入评价任务的教学活动
整个实验教学其实有两条线：一条是内容教学线，另一条是评价线，两条线互相纠缠，才能生发出多元多维的评价。实验课中的教学活动可由若干个实验任务构成，各实验任务的排序有两种方式：一是纵向的由浅入深，由定性到定量；二是同一层次不同角度的并列实验，多角度探究同一问题，整体认识事物。另外，每项实验任务均经历“明确学习目标—完成评价任务—反馈学习成效—确定下一步评价任务”的闭环过程，一堂实验课形成一个大的闭环。评价是课堂推进的“导航系统”，它不断地检测学生的学习进程质量，不断地对学生的学习进行积极反馈，以便及时调整教学过程。在实验的各个环节，对学生的表现进行评价，最终对实验的成效进行评价。
以“探究影响压力作用效果的因素”一课为例，首先创设教学情境，对图钉一头大、一头尖的原因进行分析，即从学生熟悉的生活场景中发现与该课相关的素材；然后关联该课的实验探究内容，学生先自主探究后合作学习，用现有的器材设计并完成实验；最后汇报实验过程和结论，反思实验过程并迁移运用所学知识。学生的实验和汇报过程就是一个评价过程，在评价学生实验和汇报的同时完成教学任务。接下来的定量实验部分也是相同的模式，由学生分析处理数据并推导出压强的计算公式，最后学生用得出的结论解释、解决实际问题，如此形成一个小的学习过程的闭环。
“教—学—评”一致性理念指导下的“三步两定”实验教学设计模式遵循“学习目标—评价任务—教学活动”的路线，使学习目标、评价任务与教学活动成为一个整体，具有内在的统一性。同时，“教—学—评”一致性是“三步两定”教学设计模式要实现的目标，从而为课堂的有序开放指明了方向。“有序”，因为它聚焦学习目标；“开放”，即在目标明确的前提下，可以基于各种活动的融合开展课堂教学。课堂教学不是剧本演出，由此决定教师需要对学生的表现进行预期，但这与教学实际中出现超预期以及和预期不相符的情况并不矛盾，这也正体现了形成性评价与过程评价在素养导向的教学中的重要性。
2024年浙江省丽水市教育科学研究课题“初中科学实验课教—学—评一体化范式研究”(2024SY178)
京公网安备11010202008535号
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