《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出：科学课程需要培养的核心素养包括科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。探究实践是创新型人才的重要标志，主要包含科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力，其中科学探究是学习科学的重要方式
［1］。美国课程与教学专家格兰特·威金斯和杰伊·麦克泰格提出追求理解的教学设计，并指出最好的教学设计是“以终为始”，即从学习结果开始进行逆向思考。逆向教学设计包括3个阶段：明确预期的学习结果、确定合适的评估证据、设计和安排教学任务
［2］。教学的有效性取决于学生对预期学习目标的完成程度，当下的教学有必要将学科核心素养转化为清晰、可操作的教学目标
［3］。笔者选用浙教版科学九年级上册第四章第二节“探究唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”为例，探讨如何基于逆向设计进行初中科学的探究式教学。
1 逆向设计：连接教学目标、评估证据和教学任务
1.1 明确预期的学习结果
学生应该知道什么，理解什么，能够做什么？首先需要明确教学目标，这一过程始于对课程标准的深入审视，目的是根据科学核心素养中的“探究实践”这一维度界定学生预期的学习成果，期望学生在以下4个方面取得进步：①通过“口腔中咀嚼馒头时产生甜味”的真实情境，能提出科学问题并建立合理假设；②在设计研究方案时，能够正确识别变量，并选择合适的器材，运用控制变量法设计对照实验；③在实验操作时，能够规范操作，认真观察实验现象并如实记录；④能够根据实验结果进行分析论证、评价交流，认识唾液淀粉酶对淀粉的消化作用。
1.2 确定合适的评估证据
如何确定学生是否达到了预期的学习效果？可以通过哪些证据衡量学生的理解和掌握程度？逆向设计鼓励教师在设计教学时，像评估员一样思考，通过评估证据将学习目标具体化，并确定学生是否已经达到了预期的理解。本节课结合科学探究目标确定的评估证据见
图1。
1.3 设计和安排学习任务
学习任务是课堂教学的重要组成部分，明确了预期的学习结果和评估证据后，教师要设计和安排学习任务，实施教学设计。探究式教学环节主要包括提出科学问题，并针对科学问题进行合理猜想与假设；制订计划并搜集证据，分析证据并得出结论；对结果进行解释与评估；准确表达观点，反思探究过程与结果。依据探究式教学环节，笔者设计了五大学习环节，分别是“提出问题，建立假设”“设计方案，评价完善”“实验操作，搜集证据”“分析证据，得出结论”和“解释评估，表达交流”。
2 教学过程
2.1 提出问题，建立假设
教师布置任务：用1 min时间咀嚼一小块无糖馒头，品尝其中的美味。学生咀嚼馒头，品尝出了甜味。教师讲解馒头的主要成分是淀粉，没有甜味。接着提供资料：唾液由唾液腺分泌，正常人每日的分泌量为1.0~1.5 L。唾液的主要成分是水，占99%以上，其他物质约占1%，它具有消化食物、杀菌消毒和便于吞咽等作用。教师借此提问“甜味是否是唾液与淀粉发生反应生成的”，引导学生提出科学问题——唾液淀粉酶能消化淀粉吗？最终，建立合理的假设：唾液淀粉酶能消化淀粉。
设计意图：科学研究从问题开始，而问题通常是在细致的观察中或完成任务过程中产生的，真实情境是产生问题的摇篮。在本教学环节中，创设“口腔中咀嚼馒头时产生甜味”的真实情境，并借助资料引导学生识别可探究的科学问题“唾液淀粉酶能消化淀粉吗？”借此激发学生的探究欲望。这一情境的导入，不仅能够帮助学生自然地聚焦于核心问题，还能在教师的引导下，学会如何从复杂现象中提炼出具有探究价值的科学问题，并提出合理的假设，从而提升学生提出问题和建立假设的能力。
2.2 设计方案，完善评价
教师提供方案设计思考支架：①实验的自变量是什么？如何改变自变量？②实验的因变量是什么？如何观测因变量？③实验中有哪些无关变量？如何控制这些无关变量？教师提供1%的淀粉溶液、蒸馏水、0.4%的碘酒溶液、试管若干、烧杯、水浴锅、滴管等器材，而学生依据这些问题及器材，以小组为单位设计实验方案。
教师提供“方案设计评价量表”（
表1），要求小组根据评价量表修正自己的实验方案。方案设计修改后，邀请2组学生进行展示汇报。最后引导学生总结设计实验方案的基本要求，确定实验设计应包含3个变量：自变量、因变量、无关变量；4个操作步骤：准备实验（获取唾液、编号等）、操作自变量、控制无关变量、观测因变量。
设计意图：在学习活动中，教师需提供恰当的思考工具，组织有效的活动形式，适时提供指导和反馈，以促进学习的有效发生，在帮助学生获得知识的同时，更要指导学生学会学习。在本环节中，教师提供问题思考支架，并引导学生运用控制变量法设计方案，从而提高方案设计的效率和质量。从效果看，让学生利用给定的器材设计方案，有利于降低方案设计的难度。教师提供“方案设计评价量表”，引导小组采用合作方式评价并优化方案，并让学生总结实验设计的基本要求，有助于学生在后续探究式学习中更科学地进行实验方案的设计。
2.3 实验操作，搜集证据
教师提供“实验操作检核表”（
表2），让学生重点阅读“操作行为要点”“评定细则”和“扣分原因”。每个小组推荐一名学生当评价官，其余学生合作完成实验，并及时记录实验现象。实验完成后，各小组的评价官依次汇报实验操作的不规范之处，教师借此强调实验操作需规范才能保证实验结果的准确性。
设计意图：在“实验操作，搜集证据”这一环节中，“实验操作检核表”促使学生在实验操作前明晰操作标准，有利于学生更规范地进行实验操作，提升现象和数据采集的精确性和可靠性。此外，在实验实施过程中，注重引导学生开展团队协作与合理分工，以此锻炼学生的合作技能与沟通交流能力。
2.4 分析证据，得出结论
教师提供“科学的语言表达实验结果”格式示范（如：我们组在某试管中加了……看到的现象是……说明该试管中的淀粉……而在某试管中加了……看到的现象是……说明该试管中的淀粉……根据2支试管的对照，可以得出……），引导学生学会用科学的语言表达实验结果。
学生汇报实验结果并得出实验结论，如
图2所示。教师追问：实验结果是否支持前面的假设？每一组的实验结果都相同吗？若有不同，请解释实验结果不同的原因，并思考后续的改进策略。
设计意图：科学观念的形成往往根植于对经验事实的深入分析与推导。在此环节中，精心设计了“科学的语言表达实验结果”作为一种高效的交流策略，旨在培养学生条理化、逻辑化分析实验结果的能力，通过准确的表述，逐步得出实验结论。这一过程不仅加深了学生对实验现象的理解，而且显著提高了他们的分析论证能力，为学生科学素养的全面发展奠定了坚实基础。
2.5 解释评估，表达交流
教师追问：该实验结论是否可靠？证据是否充分？同时提供资料：唾液由99%的水和1%的其他成分组成，这些成分中的有机物包括唾液淀粉酶、黏多糖、黏蛋白及溶菌酶等，无机物有钠、钾、钙、氯和硫氰酸根离子等。在实验设计中，若仅以唾液与蒸馏水作为对照，仅能说明唾液能消化淀粉。因此，教师应引导学生进一步思考如何才能验证唾液淀粉酶消化淀粉，并补充说明：科学家进行了大量的研究，提纯唾液中的某种成分（后来被命名为唾液淀粉酶）进行实验，才能得出唾液淀粉酶能消化淀粉的结论。
设计意图：科学结论的得出往往需要多种证据的支持，因此需要引导学生对实验结论进行评价和修正。学生被鼓励运用批判性思维审视初步结论，收集更多相关证据，对结论进行必要的调整与完善。这一过程不仅培养了学生的批判性思维，还激发了他们的创造性见解，使他们能够在不断迭代与优化的过程中，最终得出更加严谨、可靠的科学结论。
3 总结与反思
探究实践作为科学学科的核心素养，其重要性不言而喻。本节课是一节典型的探究式教学课，采用逆向设计理论来架构教学设计。首先，依据科学探究的核心要素，清晰地界定预期的学习结果。其次，根据目标确定了合适的评估证据，确保教学活动有的放矢。结合学情，考虑到方案设计和实验操作是学生的重难点，因此针对性地开发了“方案设计评价量表”和“实验操作检核表”，这两大评价量表助力学生科学探究能力的发展。最后，依据评价证据设计教学活动。在“分析证据，得出结论”“解释评估，表达交流”环节，运用科学语言表达结果的交流策略，能够提升学生的分析论证能力，培养学生的批判性思维。此外，本节课还巧妙融合了多元化的评价方式，包括学生的自评、同伴间的互评以及教师的专业点评，这种全面而多样的评价机制不仅丰富了课堂互动，也进一步体现了评价的公正性与有效性。
本节课的设计与实践和新课标所倡导的“教学评一体化”理念高度契合，非但精准地实现了教学目标与评价体系的无缝对接，还促进了学生科学核心素养的全面发展，为初中科学教学的深化改革与核心素养培养目标的落地生根提供了有力支撑。
2020年浙江省教师教育规划立项课题“证据教学：科学本质视域下的初中科学教学研究”(ZX2020107)
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