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高中物理”教—学—评””一致性逆向教学设计探索

发布时间：2026-11-09 01:22:40 最近访问：2026-11-09 01:22:40

本文发表于核心期刊《教学与管理》2024年5月，目前下载3158次，被引用61次。

摘要：“教-学-评”三个要素是相互影响、相互支撑和相互耦合的一个整体，逆向教学设计对促进“教-学-评”一致性具有特殊的优势，逆向教学设计强调以终为始、目标导向和评价先行，即从教学最终输出倒推输入内容和方式，并将评价嵌入到教学设计与实施的全过程，寻求达成目标的最佳路径与策略，本文构建了促进“教-学-评”的一致性的逆向教学设计框架，首先，基于KUDB确定教学目标，目标是实现一致性的关键；其次，设计与目标切合的评价证据；再次，设计挑战性的学习任务与问题；最后，开发能动性的学习活动。

关键词：“教-学-评”一致性；逆向教学设计；高中物理；深度学习。

在《普通高中物理课程标准（2017年版）》中明确提出“以评价促进学生的学习与发展”，倡导“教-学-评”的一致性，其中学业质量标准就是实施评价的重要依据。“教-学-评”本身就是一个有机整体，教师教的根本目的是促进学生的学，所以教学中要充分了解学情，做到“以学定教”，但在教学实施过程中学生究竟学的怎么样，有没有达到预期的学习效果？与预期结果之间还有多大的差距？还需要采取什么措施帮助学生学习？这些问题都需要基于评价来回答，做到“以评促学”。可见，教学是触发条件、学习是核心目的、评价是落实路径。如何在教学中避免“教-学-评”相互割裂、顾此失彼的问题？如何实现“教-学-评”的充分融合以有效落实物理学科核心素养？逆向教学设计是一条行之有效的路径，其能将预期目标、评价任务和教学活动有效整合在一起，实现“教-学-评”相互融通。

1.“教-学-评”一致性的分析

有学者将“教-学-评”一致性定义为在整个课堂教学系统中教师的教、学生的学和对学生学习的评价三个要素协调配合的程度。“教-学-评”的一致性，从整体来看，应当发挥它们的协同作用，作为一个系统让课堂教学成为有效教学，从局部来看，教是教师基于课程标准和学科核心素养的目标要求，充分发挥教师的主导作用，有效组织和引领师生间的活动；学是学生全身心参与到学习互动中，经历感知与体验、理解和批判、联系与建构、迁移和应用、评价与反思等学科实践过程，充分发挥学生的主体作用，达到深度学习的层次；评是基于教学目标明确评价方式、设置评价任务和评价标准，在完成评价任务的过程中收集和分析学生学习情况的信息与证据，及时的做出反馈和调整教学策略，实现以评促学、以评促教的目的。

“教-学-评”三个要素就像扭转在一起螺旋上升的三根绳子，取任何一个横截面，都可以看到它们融合在一起，三者相互影响、相互支撑、相互耦合，构成一个动态平衡的系统。“教-学-评”一致性的本质在于以评价实现教与学的统整，达成教学目标、学习活动与评价反馈之间的一致性。

2.促进“教-学-评”一致性的逆向教学设计思路

逆向设计是“以终为始”的设计，即从教学最终输出倒推输入内容和方式，寻求达成学习目标的最佳进阶路径与策略。逆向设计作为一种重要的教学思维方式和设计框架，回答了教学中三个基本问题：“我要带领学生去哪里（目标）？我的学生现在到哪里了（评价）？接下来怎么走（活动）？”威金斯和麦克泰格将其分为三个阶段，首先从课程标准和学生学情出发确定合理的学习目标，其次设计挑战性任务作为评估目标达成的证据，最后开发促进体验、探究、论证、迁移和反思的学习活动。

逆向教学设计对促进“教-学-评”一致性具有特殊的优势，逆向教学设计与传统教学的最显著不同就是评价先行，将评价嵌入到教学设计与实施的全过程中，让“教-学-评”一致性真正落实在教学中。因为其强调目标导向，并在教学目标确定后先思考教学目标达成的评价证据是什么，最后开发相应的学习活动。在逆向教学设计中，评价目标就是教学目标，学习活动是为实现教学目标而服务的，其有效避免了活动的形式化、盲目化和低效化。另外，将评价嵌入到教学的全过程中，充分发挥评价的诊断、促进、激励和反馈作用，是真正“以学生为中心”和“以学定教”的教学设计模式。

促进“教-学-评”一致性的高中物理逆向教学设计框架如图1所示。

基于乔纳森的学习环境设计理论，“教-学-评”三个过程都会受学习境脉（外在）和学习者认知基础（内在）的影响。上述教学模式中，首先基于课程标准、学生学情和教材内容确定教学目标，主要包括：知道什么、理解什么、能做什么和成为什么四个方面，即KUDB目标描述结构，目标是实现“教-学-评”一致性的关键。在目标确定后，设计相应的目标评价证据，即在具体的学习任务中学生理解到什么层次和能做什么说明目标达到了，明确评价方式、评价任务和评价标准，通过评价任务和评价标准使得目标可测量。然后开发具体的学习活动落实教学目标，在这个过程中评价任务本身就是学习活动，有效的实现评价嵌入学习活动中，并且开发的学习活动是为目标服务的，具有很强的靶向性，这就避免了威金斯和麦克泰格所说的“活动导向性学习”。在学习活动后，根据互动过程中学生的实际表现，评估学习的实际效果，分析其与目标之间的距离，如果目标没有达成，需要及时的调整、改进和优化教学策略，这个反馈过程是在课中、课后不断持续进行的，也就是促进“教-学-评”一致性是一个动态过程。

3.促进“教-学-评”一致性的逆向教学设计实践

下面，以人教版高中物理新教材选择性必修第三册第一章“实验：用油膜法估测油酸分子的大小”教学为例进行具体分析。本实验是高中物理21个必做实验之一，蕴含着化零为整、类比、理想化模型和转化等物理思想，对培养物理学科核心素养有重要的作用。

1.确定合理的教学目标

学习目标的确定要基于课程标准、教材内容和学生学情，新课标对本实验的学业要求是：（1）知道测量微观物理量的思想和方法，能通过科学、合理的操作获得实验数据，并能在实验中体现减小误差的方法；（2）能运用恰当的方式处理数据并得出正确结论。学生通过教材前面一节内容的学习已经理解了分子动理论的相关知识，虽然学生知道分子很小，但究竟在什么数量级，需要进行实验探究。

埃里克森和兰宁提出了KUD目标描述结构，即知道什么（K）、理解什么（U）与能做什么（D），我国学者陈倩将其扩展为 KUDB目标描述结构，即知道什么（K）、理解什么（U）、能做什么（D）与成为什么（B），如图2所示。

其中，知道什么用以描述学习者所需要知道和掌握的基本知识和基本技能，这是进一步深入学习和形成物理观念的基础；理解什么用以描述学习者对基本知识和基本技能之间关系与物理意义的认识，这是科学思维发展与进阶的过程；能做什么指向迁移应用所学解决实际问题，这是学科探究与实践的过程；成为什么用以描述学习者所形成的必备品格以及价值观的内容，这是形成科学态度与责任的过程。本节课确定的教学目标见下表1：

表1“实验：用油膜法估测油酸分子的大小”教学目标

基本依据	KUDB目标描述层次	教学目标内容
课程标准教材内容学情教情	知道什么（K）	（1）物体是由大量分子构成的，分子的尺寸很小；（2）计算一滴油酸体积和通过方格纸估算面积的方法；（3）油酸分子的物理性质。
理解什么（U）	（1）测量分子直径的实验原理和模型建构的过程；（2）实验方案的论证和一些操作背后的意义；（3）实验结果存在误差的原因。
能做什么（D）	（1）能小组合作完成一滴油酸溶液体积的测量、均匀撒痱子粉和测出油膜的面积。（2）能将化零为整等思想迁移到生活中解决问题。
成为什么（B）	（1）能进行团队合作和学会沟通；（2）在实验操作过程中执行论证过的实验方案，能严谨认真的完成实验过程，实事求是的分享所得结果。

2.设计切合的目标评价证据

评价的方式对教与学的过程评估和反馈非常重要，要基于教学目标类型，设计切合目标的评价任务，收集相关证据，对学生的学习情况进行“定位”。新课标在“评价建议”中专门对于评价方式进行了说明，不同的教学目标应该对应不同的评价方式，具体如图3所示，知道层次（K）的目标采用传统的测试方法就可以，对于部分需要深度理解（U）、迁移应用（D）和价值观念层次的目标需要基于表现性任务来评价。

本节课对应的评价方式和评价任务见下表2。

表2 “实验：用油膜法估测油酸分子的大小”评价方式与任务

目标层次	评价方式	评价任务
知道什么（K）	问答法测试	（1）一滴油酸的体积很小，直接读不出来，如何测量一滴油酸的体积？（2）对于不规则的平面图形，有什么办法可以估算出它的面积？
理解什么（U）	表现性评价	（1）为了策略油酸分子的直径，小组合作设计不同的方案，并进行科学论证；（2）为什么要将油酸稀释？为什么要洒薄薄的一层痱子粉？（3）实验测得的油酸分子直径和理论计算的分子直径有一定差距，分析其中的原因。
能做什么（D）	表现性评价	（1）实验中用手机拍摄学生操作过程中的视频，对一些操作注意事项进行点评；（2）高中物理中我们还学过那些微观量的测量？总结微观量测量的基本思想方法。
成为什么（B）	表现性评价	（1）利用拍摄的视频，对团队合作和操作过程的精彩瞬间进行点评；（2）对每个小组得到的实验数据进行说明，表扬学生实事求是的态度。

3.设计挑战性的学习任务与问题

挑战性任务是落在学生“最近发展区”内，承载着教学目标的、较复杂的问题、实践活动或项目，它向上承接教学目标与评价任务，向下统领着学习活动，是实现目标、评价和活动联通的有效抓手。问题是对任务的细化和具体化，尤其是一些核心问题，直接指向教学目标，在问题的解决的过程中收集学生的表现证据，并对核心知识理解和思维发展情况进行评价，问题解决过程本身就是学习过程。由此可见，任务和问题对促进“教-学-评”一致性都有重要的作用，是逆向教学设计中需要重点关注的环节。

本节课的主要任务和关键问题如图4所示。

情境1：一个直径为10^-3mm 左右的水雾，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，水分子的个数竟然比地球上人口的总数还多好几倍！

提出问题：分子都很小，采用什么方法估测分子的大小呢？

任务1：借助“曹冲称象”的故事，明确实验思想方法。

学生都知道“曹冲称象”的故事，这个故事体现了“化整为零”的转化思想，现在测量看不见、摸不着的微观分子，又该如何测量呢？应该采用“化零为整”的思想。其实这个思想在测量一页A4纸的厚度、计算洛伦兹力的大小和用双缝干涉测量光的波长等实验已经有所应用。

设计意图：基于“曹冲称象”的故事，融入中国优秀传统文化，受这个故事启发，明确“化零为整”的思想，将微观量转化为宏观量进行测量。这些思想方法能将高中物理很多知识整合在一起，形成结构化的意义网络。

情境2：在前一节课的学习中，通常将液体和固体分子近似为球状模型。为了帮助学生提出实验方案，给每个小组提供一个用量筒装的若干绿豆，如图5所示。

任务2：建立物理模型，对学生提出的实验方案进行科学论证。

每个小组根据所给的绿豆，合作讨论，提出一些测量绿豆直径的实验方案。

预期方案1：拿出n个绿豆来，排成一条直线，测出n个绿豆的总长度L，再除以n.

预期方案2：测出这些绿豆的总体积V，然后数一数绿豆的总个数N，用V除以N得到每一个绿豆的体积，根据球体的体积公式得出绿豆的直径。

预期方案3：测出这些绿豆的总体积V，除以量筒的底面积，得到绿豆的总高度，然后数一数绿豆的层数m，用总高度除以m.

引导学生对所得到的3个方案进行科学论证，分析那种方案适合用来测量分子的直径。其中，方案1和方案2都需要知道个数，对于测量肉眼看不见的分子不可行，方案3也要知道分子总层数，如何进行改进呢？如果是单分子层就可以了，根据生活经验，油飘在水面上会形成油膜，为了便于测量，选用分子直径较大的油酸（C₁₇H₃₃-COOH）作为被测对象。

模型建构：油酸的羧基（-COOH）为亲水基，和水分子之间存在引力，另一部分为憎水基，和水分子之间存在斥力，将其加入水中很容易形成单分子油膜，建构的物理模型如图6所示。

设计意图：通过用绿豆类比，打开学生的思维，发挥学生的想象力，提出多种可能的方案，然后从微观分子角度对不同方案进行科学论证和改进，并通过构建物理模型，提出本实验可用的实验方案。

在具体操作中引导学生提出关键问题：（1）如何形成单分子油层？（2）如何测量油酸的体积？（3）如何测量油膜的面积？

为了帮助学生理解为什么要洒痱子粉和将油酸稀释，可以设计两个对比小实验：（1）将一滴纯油酸滴在水槽中，发现什么也看不见（因为油酸是无色的）；（2）在水槽中洒一层薄薄的痱子粉后，滴一滴纯油酸滴在水槽中，发现痱子粉几乎全部被排得水槽边沿。

为了形成单分子油膜，需要利用媒介（酒精），将油酸稀释成1：1000油左右的油酸酒精溶液。同样采用“化零为整”的思想，计算一滴油酸酒精溶液的体积，从而求出一滴溶液中含有的纯油酸体积。对于不规则平面图形的面积可以采用已知边长的方格纸进行估测。

设计意图：这三个问题是完成本实验的关键，通过两个对比实验，为学生的思考搭建“思维支架”，并在与学生的互动中，分析学生的理解和思维发展情况，为后面的实验操作打好基础。

任务3：小组合作，进行实验操作、数据记录与处理。

引导学生四人一组，利用所提供的实验器材，完成油酸分子直径的测量，并将所得到的数据和全班同学一起分享。这里需要留给学生充足的时间，因为这个实验一些环节操作需要慢慢来。

为了便于分享数据，每一组同学将得到的数据直接写在黑板上，并与其它小组的数据进行比较。

设计意图：实验操作、数据记录和数据处理环节是培养学生团队合作、沟通表达的很好载体，也是发挥学生主观能动性和对学生进行表现性评价的好机会，教师要在这个过程中做好观察、记录、引领和及时反馈。

任务4：进行理论计算和实验误差分析

根据前面一节所学的阿伏伽德罗常数和微观量的估算方法，将油酸分子作为球体模型，可以从理论上估算油酸分子的直径大小。已知油酸的摩尔质量为282g/mol，常温下油酸的密度为0.89 g/cm³，结合阿伏伽德罗常数得到油酸的直径约为1×10^-9m，而实验测量的结果大多在1.4×10^-9m左右.引导学生分析两者有较大差距的原因。

在理论上，油酸分子不是球形。在实验中，存在一些误差，主要是酒精易挥发、痱子粉洒的过厚等。

设计意图：通过理论计算与实验测量结果的比较，引导学生对建立的微观理论模型进行批判性反思，另一方面促进学生对引起实验误差的原因进行多维分析，提升学生的推理能力。

4.开发能动性的学习活动

学习活动是教师、学生和环境互动的表现，开发的学习活动要突出学生的主体地位，激发和唤醒学生的主体意识，让学生充分投入和沉浸其中，发挥学生的主观能动性。也就是学生在开发的活动场域中是主动和愉悦的，而不是被动和消极的。逆向教学设计视域下的活动具有很强的靶向性和教学意图。

基于教学中的核心任务和关键问题，本节课开发的主要学习活动主要有4个，见下表3。

表3 “实验：用油膜法估测油酸分子的大小”学习活动设计

活动层次	活动内容	师、生作用	活动意图
活动1：设计实验方案并论证	（1）引导学生小组合作设计尽可能多的实验方案；（2）对不同方案进行评价和论证。	教师：引导学生提出并论证方案；学生：与同伴合作，有证据的表达自己的观点与评价别人的观点。	培养学生团队合作、交流表达、科学论证能力和证据意识。
活动2：分析实验关键环节	（1）提出得到单分子层油膜的做法；（2）提出计算一滴油酸溶液体积的操作方法；（3）分析如何看见油膜轮廓和估算其面积。	教师：基于两个对比实验，提供思维支架；学生：沉浸式参与其中，积极思考，表达自己的想法。	提高学生的分析推理能力和模型建构能力。
活动3：小组合作实验探究	（1）小组分工完成实验操作；（2）对实验记录的数据进行处理并得出结论。	教师：观察和引导实验操作过程；学生：小组合作完成实验操作，处理数据。	培养学生的严谨认真、实事求是的科学精神。
活动4：实验误差分析	（1）理论上，自主计算出油酸的分子大小，与实验结果比较；（2）反思实验过程，分析误差的可能来源及影响。	教师：组织学生计算与讨论；学生：利用已学知识理论计算，提出观点并相互交流与评价。	提升学生理论与实验相结合和实验误差分析能力。
活动5：查阅精确测量分子直径的方法	本实验是传统估测分子大小的经典实验，引导学生课后查阅资料，了解利用现代技术精确测量分子大小的方法及原理。	教师：明确课后拓展的问题和要求；学生：查阅、收集和整理资料，并与同学分享交流。	从传统到现代、从课内到课外，拓展学习的时空。

综上，促进“教-学-评”一致性的根本目的是落实新课程理念，真正提升学生的物理学科核心素养。教学目标是实现“教-学-评”一致性的关键，首先，基于课程标准、教材内容和学情教情确定：知道什么、理解什么、能做什么和成为什么四个维度的教学目标；其次，基于教学目标类型，设计多元化的评价任务，收集目标达成的证据；再次，开发感知与体验、理解和批判、联系与建构、迁移和应用、评价与反思等能动性的学习活动；最后，在教学中要时时根据学生的实际表现，判断其与目标之间的差距，不断调整教学路径与策略，在动态变化中促进“教-学-评”的一致性。不仅在一个课时中，在一个单元、一个主题、一个学期的教学设计与实施中，都需要做到“教-学-评”一致性。