楊海青
(阜陽市第三中學 安徽 阜陽 236000)
基于課標證據(jù)論述的研究探討學生應用證據(jù)能力的培養(yǎng)(一)
楊海青
(阜陽市第三中學 安徽 阜陽 236000)
多維度、深層次地研究了普通高中物理課程標準(征求意見稿)的各組成部分對證據(jù)意識的論述及要求,又深入分析研究了全國課標卷近幾年對學生證據(jù)意識的考查情況,基于這兩個方面的指引和啟示,探討了學生證據(jù)意識培養(yǎng)的課堂教學策略問題.
高中物理課程標準 證據(jù)意識 全國課標卷 證據(jù)意識培養(yǎng)
《美國百科全書》中把科學理解為:“科學為系統(tǒng)化的實證知識.”我國物理教育泰斗趙凱華先生在《新概念物理讀本》序言中有這樣的論述:“科學是建筑在證據(jù)和理性思維(邏輯思維)的基礎之上的.”[1]著名特級教師課標組核心成員黃恕伯老師預見:“在各個探究環(huán)節(jié)包括考試環(huán)節(jié)都滲透證據(jù)意識的培養(yǎng),這是新課程深化的一個方向”.[2]因此,研究證據(jù)意識以及探討如何培育學生的證據(jù)意識、發(fā)展學生應用評估證據(jù)的能力對于提升學生物理學科核心素養(yǎng)是很有必要的、更是很有意義的.
物理學基于觀察與實驗,建構理想模型,應用數(shù)學等工具,通過科學推理和論證,形成系統(tǒng)的理論體系和研究方法[1].“科學推理與論證”,科學是實證的,它是可以通過證實的、證偽的方法來得出結果,而且可以重復多次,是可檢驗的.可見科學本身是講求證據(jù)與推理的.強烈的證據(jù)意識和高水平的求證能力是物理課程性質(zhì)規(guī)定的,是學生物理學科素養(yǎng)的題中之意[3].
物理學科核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”、“科學思維”、“科學探究”、“科學態(tài)度與責任”4個方面構成,其中科學思維、科學探究對證據(jù)意識和應用證據(jù)的能力都做了重點的論述,研究分析如表1所示.
表1 有關“證據(jù)”論述的簡錄
發(fā)現(xiàn)、探尋證據(jù),基于證據(jù)做判斷分析推理的重要的思維方式,科學論證是一種基于科學知識、證據(jù)和推理以證實、辯明主張的實踐活動.科學論證能力是學生進行科學論證所必需的能力,是通過論證活動表現(xiàn)出來的一種復雜的綜合能力.科學探究是指提出科學問題,形成猜想和假設,設計實驗與制訂方案,獲取和處理信息,基于證據(jù)得出結論并作出解釋,以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力.因此科學探究的過程從一定意義上說就是基于強烈的問題意識,尋找證據(jù),鑒別證據(jù)真?zhèn)?,推理判斷,最后評估交流證據(jù)的過程.科學態(tài)度與責任方面,科學是正確的,是有證據(jù)作證明的.因此科學態(tài)度與責任第一位就是講究證據(jù),依據(jù)證據(jù),尊重事實!
我們認為,強烈的證據(jù)意識,孕育強烈的問題意識,外化為強烈的質(zhì)疑精神;高水平的探尋、應用、評估證據(jù)的能力是學生質(zhì)疑能力和創(chuàng)新能力的重要標志.
在課程目標上,高中物理教學應進一步促進學生物理學科素養(yǎng)上的養(yǎng)成和發(fā)展,經(jīng)歷科學探究的過程,掌握科學探究和科學思維的方法,發(fā)展科學探究能力.可見物理課程的目標追求是讓學生有證據(jù)意識,具備尋找、收集證據(jù)的方法,鑒別、運用證據(jù)的能力和交流評估證據(jù)的探究能力.課程目標是這樣進行分維度闡述的:科學思維維度--具有使用科學證據(jù)的意識和評估科學證據(jù)的意識,能運用證據(jù)對研究的問題進行描述、解釋和預測;具有批判思維的意識,能基于證據(jù)大膽質(zhì)疑,從不同角度思考問題,追求科技創(chuàng)新.科學探究維度--具有設計探究方案和獲取證據(jù)的能力;具有分析論證的能力”.科學態(tài)度與責任維度——“能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解,實事求是,不迷信權威”.
物理學科核心素養(yǎng)和高中物理課程目標是一致的,一致性的一個重要體現(xiàn)就是對學生證據(jù)意識的要求及培養(yǎng)目標上.從某種程度上講,物理學科所追求的關鍵能力就是證據(jù)意識,探尋、判斷、運用、評估證據(jù)的能力.
高中物理課程內(nèi)容有3個欄目:內(nèi)容標準、舉例和活動建議.這3個欄目都直接闡述或間接涉及了證據(jù).研究簡錄如表2所示.
表2 有關“證據(jù)”論述的簡錄及簡析
因此,證據(jù)意識,應用、評估證據(jù)的能力不僅是課程目標,而且是課程內(nèi)容.
為了實現(xiàn)這種目標,《高中物理課程標準》在“模塊教學提示”方面(如《物理·選修1-1》的教學提示“……增強證據(jù)意識和規(guī)律意識,提高建模能力和科學論證能力”)、“學業(yè)要求”方面進行了大量的、反復的強調(diào)性闡述,尤其還表現(xiàn)在“學業(yè)質(zhì)量標準”和“實施建議”兩方面,讀者可以自查,我們不再重復摘述了.
國家通過高考的形式對學生的素養(yǎng)進行考查,我們通過高考試題的分析就能發(fā)現(xiàn)國家層面的人才觀及人才的價值取向.這里基于近幾年全國課標卷的分析,探尋對證據(jù)意識能力的考查形式和深廣度,為課標找體現(xiàn),為教學尋方向.
證據(jù)意識及發(fā)現(xiàn)、鑒別、運用、評估證據(jù)的能力,屬于學生的綜合素養(yǎng),是學生核心素養(yǎng)的重要組成部分.培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度,形成正確的價值觀,是高考一直提倡的.從這個角度說,每年每份高考試卷都一定會考查,有的試題間接考查,有的試題直接考查.間接考查主要是化歸為對學生推理能力的考查,這是深層次的考查,研究發(fā)現(xiàn)此次考查主要分布在選擇題、計算題兩類題型.直接考查可化歸為對學生實驗能力的考查,這是顯性化的考查,主要分布在實驗題中.
黃恕伯老師在《2016年物理高考備考的思考》的講座中對新課標Ⅰ卷物理試題的能力結構(心智技能)做過研究,如圖1,2,3所示(體例說明:橫軸為題號、縱軸為難度系數(shù); 推理:用兩個物理規(guī)律推出結論).教育部考試中心《高考理科試題分析(2016年版)》關于2015年新課標Ⅰ卷物理試題的能力定位為推理能力或有推理能力的試題有:14,15,16,17,19,20,21,22,24.中學生推理能力的考查是證據(jù)意識能力的間接考查,考查量5~7題,分值很高,比重很大;考查難度,不均衡但總體較難.實驗題也有所涉及,如第24題計算題經(jīng)常性的考查.
圖1 2012年新課標Ⅰ卷物理試題的能力結構(心智技能)
圖2 2013年新課標Ⅰ卷物理試題的能力結構(心智技能)
圖3 2014年新課標Ⅰ卷物理試題的能力結構(心智技能)
從能力考查的角度看高考物理實驗試題,考查的是學生實驗探究能力,診斷的是學生物理核心素養(yǎng)中的科學思維和科學探究的維度.實驗探究能力簡單的說就是人為控制物理條件,綜合運用多種物理實驗器材和實驗思想、策略觀察物理現(xiàn)象或獲取數(shù)據(jù)的實驗證據(jù),基于證據(jù)做出假設推理得出物理性的實驗結論.這樣的探究過程簡言之即用何種策略獲取證據(jù),給予證據(jù)推理出何種物理結論,怎么評估證據(jù).因此實驗能力、科學探究的第一前提是證據(jù),核心還是證據(jù).近幾年新課標Ⅰ卷物理實驗試題關于證據(jù)、推理考查的研究,如表3所示.從表中我們不難發(fā)現(xiàn),考查頻率很高,設問提示語明顯且指向性強,常常和實驗能力整合性考查.
表3 近幾年新課標Ⅰ卷物理實驗試題關于證據(jù)、推理考查的研究
物理課程標準從各個組成部分、不同維度,多個層面論述了證據(jù)意識,探尋、判斷、運用、評估證據(jù)的能力,從頂層上做出導向性、倡導化的設計.全國新課標代表卷多年一貫的一卷多題多次的考查,做出強調(diào)性的指引.高中物理教材尤其人教版,在物理觀念的形成過程、物理模型的建構過程,物理規(guī)律的探尋中特別注意培養(yǎng)學生的證據(jù)意識及應用證據(jù)的能力.教材在實驗探究中力圖體現(xiàn)基于尋找證據(jù)的科學探究,引領學生在發(fā)現(xiàn)問題、尋找證據(jù)、合理推理的探究過程中,體驗物理學家對問題認識不斷深化的過程和感悟科學探索的精神.從認知心理學的視角看,尋找證據(jù)的過程,應用證據(jù)的方式是重要的科學思維方式.而且,尊重事實和證據(jù),有實證意識和嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度[4];擺事實,講證據(jù),基于證據(jù)的推理是理性思維的重要體現(xiàn).在一定程度上可以說:強烈的證據(jù)意識和高水平的證據(jù)應用能力是學生物理核心素養(yǎng)高的體現(xiàn),是學生學習認知能力強的標志.因此,我們要積極開展基于學生證據(jù)意識培養(yǎng)及證據(jù)能力提升的物理教學,使物理教學的教學過程成為一個證據(jù)探尋的過程,用各種教學手段、教學資源、教學策略智慧地獲取證據(jù),基于證據(jù)在物理情境教學中建構物理概念,發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,構建物理原理.在培養(yǎng)證據(jù)意識,提升學生證據(jù)發(fā)現(xiàn)、診斷、運用、評估能力的過程中提升物理學科核心素養(yǎng).
1 趙凱華,張偉善.新概念高中物理讀本(第一冊).北京:人民教育出版社,2006.1
2 《高中物理課程標準(征訂意見)》
3 中國教育學會.中國教育學會關于征求對《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)(征求意見稿)》意見的通知.http://www.pep.com.cn/xh/zyh_174090/tz/201605/t20160505_1264857.shtml
2017-03-03)