梁 旭

(浙江省教育廳教研室，浙江 杭州 310012)

隨著《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》頒布,如何在高中物理教學(xué)中加以落實(shí)?在落實(shí)時(shí)會(huì)遇到怎樣的困惑,這是每個(gè)高中物理教師關(guān)注的問題,也是必須想辦法解決的問題,筆者談?wù)勛约旱南敕ǎ?/p>

1 如何表述教學(xué)目標(biāo)

一般來說,知識(shí)是人類對(duì)物質(zhì)世界以及精神世界探究的結(jié)果．物理學(xué)科的每一節(jié)新授課,甚至習(xí)題課和復(fù)習(xí)課都會(huì)有一定量的新知識(shí)需要學(xué)習(xí)．在教學(xué)目標(biāo)研制時(shí),教師們會(huì)遇到一個(gè)困惑的問題——核心素養(yǎng)包括知識(shí)嗎?如果不包括,教學(xué)目標(biāo)的框架是怎樣的?如果包括,知識(shí)內(nèi)容應(yīng)該歸屬哪個(gè)素養(yǎng)?

從核心素養(yǎng)的定義——“正確的價(jià)值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力”來看,知識(shí)似不屬于核心素養(yǎng)．按照國際經(jīng)合組織(OECD)“素養(yǎng)不只是知識(shí)和技能,它是在特定情境中,通過利用和調(diào)動(dòng)心理社會(huì)資源(包括技能和態(tài)度)、以滿足復(fù)雜需要的能力”的說法,素養(yǎng)應(yīng)該包括知識(shí)．其實(shí)不同國家對(duì)核心素養(yǎng)的表述都有所不同,我們根據(jù)教學(xué)實(shí)際的特點(diǎn),來分析幾種表述方式的利弊．

1.1 “知識(shí)+素養(yǎng)”形式

案例1.“閉合電路歐姆定律”教學(xué)目標(biāo)，如表1.

這種表述方法的好處是教師比較容易理解和把握,存在的問題主要有兩個(gè):一是將知識(shí)與物理觀念分離,容易使人認(rèn)識(shí)不到物理觀念建立的基礎(chǔ)是知識(shí)的積累;二是《課標(biāo)》對(duì)物理觀念的提升太概括,只有物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀和能量觀,使得物理觀念部分的內(nèi)容太簡單和籠統(tǒng),無法對(duì)實(shí)際教學(xué)起到指導(dǎo)作用．

表1

1.2 物理觀念包含知識(shí)形式

案例2.“閉合電路歐姆定律”教學(xué)目標(biāo)，如表2.

表2

這種表述方法的好處是把教學(xué)目標(biāo)統(tǒng)一在核心素養(yǎng)的框架中．這種將知識(shí)歸屬物理觀念做法與《課標(biāo)》中“物理觀念”的質(zhì)量水平描述“(1)初步了解所學(xué)的物理概念和規(guī)律,能將其與相關(guān)的自然現(xiàn)象和問題解決聯(lián)系起來;(2)了解所學(xué)的物理概念和規(guī)律,能解釋簡單的自然現(xiàn)象,解決簡單的實(shí)際問題;(3)了解所學(xué)的物理概念和規(guī)律及其相互關(guān)系,能解釋自然現(xiàn)象,解決實(shí)際問題;(4)理解所學(xué)的物理概念和規(guī)律及其相互關(guān)系,能正確解釋自然現(xiàn)象,綜合應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)解決實(shí)際問題;(5)能清晰、系統(tǒng)地理解物理概念和規(guī)律,能正確解釋自然現(xiàn)象,綜合應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)靈活解決實(shí)際問題”是一致的．這種表述認(rèn)為概念和規(guī)律等物理知識(shí)是較低水平的物理觀念(具體觀念、子觀念),是構(gòu)成大的、完整的物理觀念的組成部分．這種表述的不足也是明顯的,會(huì)讓人對(duì)知識(shí)與物理觀念的差異認(rèn)識(shí)不清．

1.3 把核心素養(yǎng)作為腳手架方式

如果我們用建造房子來比喻制定教學(xué)目標(biāo),建造房子的過程需要腳手架,但房子建造完成后,腳手架也拆除了．教師把“知識(shí)+核心素養(yǎng)”的框架作為制定教學(xué)目標(biāo)時(shí)的“腳手架”,使自己能夠比較全面地確定教學(xué)目標(biāo),在表述時(shí)則去掉這一框架.

案例3.“閉合電路歐姆定律”教學(xué)目標(biāo)，如表3.

表3

這種表述方法的好處是“不爭”,回避了知識(shí)與物理觀念之爭．這種方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)來說也沒有問題,因?yàn)榻虒W(xué)目標(biāo)已經(jīng)體現(xiàn)了知識(shí)與核心素養(yǎng)的具體要求．這種表述的不足會(huì)體現(xiàn)在評(píng)價(jià)時(shí),因?yàn)槲锢韺W(xué)科核心素養(yǎng)的水平劃分及學(xué)業(yè)質(zhì)量水平表述是按照物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任來區(qū)分的,教學(xué)目標(biāo)屬性的不明確,會(huì)使教學(xué)與評(píng)價(jià)之間的聯(lián)系缺失．

上述3種表述教學(xué)目標(biāo)的方式,教師可以選擇使用,如先選用第3種,過一個(gè)階段后,在1、2兩種中選擇一種．

2 如何確定素養(yǎng)內(nèi)容與水平

在將核心素養(yǎng)與教學(xué)實(shí)際結(jié)合時(shí),核心素養(yǎng)的水平劃分和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平表述無疑對(duì)確定教學(xué)目標(biāo)和評(píng)價(jià)目標(biāo)有著重要的作用．要使教學(xué)評(píng)價(jià)與教學(xué)相適應(yīng),就應(yīng)該使評(píng)價(jià)的素養(yǎng)內(nèi)容與水平與教學(xué)目標(biāo)相匹配,這就要求教師能夠掌握確定素養(yǎng)內(nèi)容與水平的方法．

2.1 依據(jù)思維過程和層級(jí)關(guān)系逐步確定素養(yǎng)內(nèi)容和水平

圖1

案例4.如圖1所示,照片中的汽車在水平路面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知圖中雙向四車道的總寬度約為15m,行駛汽車的長度約4m,假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍,則運(yùn)動(dòng)的汽車

(A) 只受重力和地面支持力作用.

(B) 最大速度不超過15 m/s.

(C) 最大速度不超過25 m/s.

(D) 所需的向心力由重力和支持力的合力提供.

表4

如何確定求解問題所應(yīng)該具有的素養(yǎng)內(nèi)容和水平?首先應(yīng)該將問題求解的思維過程清晰地表達(dá)出來(如表4),根據(jù)表達(dá)內(nèi)容與物理學(xué)科素養(yǎng)的水平劃分(見《課標(biāo)》附錄2)之間的聯(lián)系確定素養(yǎng)內(nèi)容與水平．對(duì)于比較難以確定的內(nèi)容,需要依據(jù)素養(yǎng)層級(jí)進(jìn)行分析,逐級(jí)確定．

例如,上面案例中“如何得到半徑呢?從車的長度估算,不會(huì)超過30 m,從車道寬度估計(jì),不同方向估算會(huì)有不同值,可能是照片產(chǎn)生了失真”這一對(duì)問題求解的思維過程表述具有明顯的探究性質(zhì),應(yīng)屬于“科學(xué)探究”,根據(jù)科學(xué)探究對(duì)“問題”、“證據(jù)”、“解釋”和“交流”的具體表述,進(jìn)一步確定其屬于“問題”這一要素,仔細(xì)閱讀關(guān)于“問題”5個(gè)水平的表述,確定“真實(shí)情境,不同角度、作出科學(xué)假設(shè)”與問題求解思維過程的表述比較相符,進(jìn)一步確定屬于水平5．

又如上面案例中“聯(lián)系到不同位置車道寬度不同,攝影時(shí)站成橫向一排時(shí)失真幾乎沒有,與初中透鏡成像結(jié)論相同,得到半徑約為90 m”這一對(duì)問題求解的思維過程表述明顯屬于科學(xué)思維,根據(jù)科學(xué)思維對(duì)“模型建構(gòu)”、“科學(xué)推理”、“科學(xué)論證”和“質(zhì)疑創(chuàng)新”的具體表述,進(jìn)一步確定屬于“科學(xué)論證”,仔細(xì)比較“科學(xué)論證”5個(gè)水平的表述,確定“能恰當(dāng)使用證據(jù)證明物理結(jié)論”與問題求解實(shí)際比較相符,進(jìn)一步確定屬于水平4．

2.2 明確物理觀念的內(nèi)容

圖2

案例5.如圖2所示,在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1=800和n2=200的兩個(gè)線圈,上線圈兩端與u=51sin(314t)V的交流電源相連,將下線圈兩端接交流電壓表,則交流電壓表的讀數(shù)可能是

(A) 2.0 V. (B) 9.0 V.

(C) 12.7 V. (D) 144.0 V.

表5

很明顯,在問題求解的素養(yǎng)要素分析時(shí)(如表5),物理觀念中的部分表述“能從物理學(xué)的視角解釋一些自然現(xiàn)象,能應(yīng)用物理知識(shí)解決一些實(shí)際問題”與科學(xué)思維中的表述“能對(duì)比較簡單的物理現(xiàn)象進(jìn)行分析和推理,獲得結(jié)論”十分雷同．一般來說,觀念是人們?cè)陂L期的生活和生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中形成的對(duì)事物的總體的綜合的認(rèn)識(shí)．雖然從歷史的角度,觀念也會(huì)發(fā)展變化,但在特定的某一階段,觀念是相對(duì)穩(wěn)定的．思維是人類所具有的高級(jí)認(rèn)識(shí)活動(dòng),是對(duì)輸入信息與腦內(nèi)存貯知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行一系列的心智操作過程．觀念是解決問題的“工具”,思維是應(yīng)用觀念解決問題的“操作過程”．從對(duì)教師理解更加有利的角度,筆者認(rèn)為物理觀念的內(nèi)容應(yīng)該界定在觀念本身,而運(yùn)用觀念進(jìn)行心智操作,達(dá)成對(duì)問題解決的過程屬于科學(xué)思維的范疇．

有人會(huì)說:《課標(biāo)》在學(xué)業(yè)質(zhì)量水平和核心素養(yǎng)的水平劃分表述時(shí)都是認(rèn)為物理觀念包括觀念及觀念運(yùn)用．筆者認(rèn)為觀念形成和觀念應(yīng)用其實(shí)是觀念形成的兩個(gè)階段,是從教學(xué)法角度描述觀念教學(xué)的過程,并不是觀念本身．理論只有同實(shí)踐相結(jié)合,才能得到檢驗(yàn)和發(fā)展．《課標(biāo)》提出的物理核心素養(yǎng)無疑對(duì)立德樹人有積極的導(dǎo)向作用,但是面對(duì)豐富和具體的教學(xué)實(shí)踐,不能僵化地照搬理論,而是要依據(jù)實(shí)際進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整．

2.3 對(duì)核心素養(yǎng)的水平劃分有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行拓展

圖3

案例6.在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,為了探究3根材料未知,橫截面積均為S=0.20 mm2的金屬絲a、b、c的電阻率,采用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路．M為金屬絲c的左端點(diǎn),O為金屬絲a的右端點(diǎn),P是金屬絲上可移動(dòng)的接觸點(diǎn)．在實(shí)驗(yàn)過程中,電流表讀數(shù)始終為I=1.25 A,電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x的變化如表6.

表6

表7

(1) 繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線.

(2) 求出金屬絲的電阻率ρ,并進(jìn)行比較．

在問題求解所需的素養(yǎng)分析時(shí)(如表7),“根據(jù)U-x表達(dá)式,結(jié)合圖像斜率意義,得到金屬絲a、b、c的電阻率”這一操作屬于科學(xué)思維,而且對(duì)應(yīng)水平不是很高．在科學(xué)思維的模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新4個(gè)要素中,屬于科學(xué)推理．由于核心素養(yǎng)的水平劃分中對(duì)科學(xué)推理水平2(3)的表述為“能對(duì)比較簡單的(常見的)物理現(xiàn)象進(jìn)行分析和推理,獲得結(jié)論(并作出解釋)”,這一表述限定了對(duì)象是物理現(xiàn)象,使我們確定素養(yǎng)內(nèi)容時(shí)碰到了困難．筆者認(rèn)為,與豐富的教學(xué)實(shí)際相比,物理現(xiàn)象這一限定太狹窄了,應(yīng)該拓展．在學(xué)業(yè)質(zhì)量水平2(3)中相對(duì)應(yīng)的表述為“能對(duì)比較簡單的(常見的)物理問題進(jìn)行分析和推理(進(jìn)行分析,通過推理),獲得結(jié)論(并作出解釋)”,顯然,這一說法的適用性就比較廣泛．另外,物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分對(duì)物理觀念的表述,沒有學(xué)業(yè)質(zhì)量水平表述的具體和明確,對(duì)此,我們可以參考學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的表述,拓展核心素養(yǎng)的水平劃分中的部分表述．