摘 要：基于物理四維核心目標(biāo)高中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量分為五級水平，是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)評價(jià)的重要依據(jù)。創(chuàng)設(shè)物理問題情境進(jìn)行教學(xué)，對培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用，也是高中物理課堂教學(xué)的主流方式。學(xué)業(yè)視角下問題情境的創(chuàng)設(shè)可以從明確情境四維目標(biāo)價(jià)值、定位問題目標(biāo)等級、拓展問題空間、關(guān)注情境階段性與整體性功能等角度展開。

關(guān)鍵詞：學(xué)業(yè)質(zhì)量；評價(jià)；問題空間；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）10-0010-4

高中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面及其表現(xiàn)水平為主要維度，結(jié)合物理課程內(nèi)容的要求，依據(jù)不同學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)的關(guān)鍵特征而制定的。高中學(xué)業(yè)質(zhì)量根據(jù)問題情境的復(fù)雜程度、知識和技能的結(jié)構(gòu)化程度、思維方式或價(jià)值觀念的綜合程度等劃分為由低到高逐漸遞進(jìn)的五級水平，每一級水平皆包含物理學(xué)科素養(yǎng)的四個(gè)方面[1]。另一方面，物理課程標(biāo)準(zhǔn)也明確，創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵的作用，教學(xué)脫離了問題情境，物理概念無處抽象、物理模型難以轉(zhuǎn)化、物理探究無法展開、科學(xué)態(tài)度缺乏體驗(yàn)，物理核心素養(yǎng)目標(biāo)就是“無源之水無本之木”。基于“新課標(biāo)”的教學(xué)改革中，我們不斷地進(jìn)行反思性教學(xué)探索，愈加清晰地感受到：問題情境是課堂教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的“牛鼻子”，而學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)視角下優(yōu)化問題情境是牽好牛鼻子、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)達(dá)到學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的關(guān)鍵著力點(diǎn)。

1 問題情境的“初心”與“困境”

當(dāng)前，基于問題情境以問題研究為平臺的建構(gòu)性教學(xué)成為課堂教學(xué)的主流，現(xiàn)有的情境教學(xué)的理論也給出了創(chuàng)設(shè)問題情境的誘發(fā)性、真實(shí)性、接近性、合作性、沖突和諧統(tǒng)一性、層次性等六項(xiàng)原則。物理教師普遍都認(rèn)識到教學(xué)情境有兩大功能——為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供認(rèn)知支點(diǎn)以及激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)心向[2]。教學(xué)實(shí)踐中，很多教師都在積極關(guān)注問題情境的價(jià)值特征，并且在問題情境的價(jià)值擴(kuò)充方面下教學(xué)功夫。

但是，問題情境的教學(xué)愿景一旦與物理教學(xué)實(shí)踐中的現(xiàn)實(shí)問題碰撞就會發(fā)現(xiàn)有很多困境。主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：第一，問題情境脫離教學(xué)目標(biāo)，片面放大情境的認(rèn)知或情態(tài)功能，教學(xué)目標(biāo)與問題情境之間割裂，導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)流于形式；第二，問題情境遠(yuǎn)離學(xué)生的認(rèn)識水平，師生對于情境的理解、探究在兩個(gè)高極差的層面活動，導(dǎo)致問題情境激發(fā)不出教師預(yù)期的反應(yīng)；第三，問題情境隔離了教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)，加劇教學(xué)重難點(diǎn)之間的離散程度，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容成為圍繞孤立情境點(diǎn)的問題積累，難以形成穩(wěn)定的知識結(jié)構(gòu)；第四，問題情境背離了多元開放教學(xué)方式的追求，僵化的呈現(xiàn)方式、分析方式和拓展方式讓情境變成了“電灌”的幫兇。

2 學(xué)業(yè)質(zhì)量視角下問題情境的創(chuàng)設(shè)策略

物理特級教師吳家澍曾告訴我們：“教學(xué)的問題一定要回歸教育哲學(xué)思考，要反思為何教、為誰教、教什么、怎么教”。充分研究問題情境的教學(xué)理論價(jià)值與教學(xué)實(shí)踐困惑，不難看出問題的根源還是在教學(xué)的原本問題上：問題情境脫離教學(xué)目標(biāo)本質(zhì)是情境價(jià)值觀產(chǎn)生偏差，問題情境遠(yuǎn)離學(xué)生的認(rèn)識水平本質(zhì)是師生觀的錯(cuò)位，問題情境隔離了教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)本質(zhì)是課程觀的固化，問題情境背離了多元開放教學(xué)方式的追求本質(zhì)是教學(xué)觀缺乏生命氣息[3]。而學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)主體、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的維度都作出了規(guī)范，學(xué)業(yè)質(zhì)量視角下創(chuàng)設(shè)問題情境策略可以從以下幾點(diǎn)展開。

2.1 價(jià)值觀——基于學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)明確情境四維價(jià)值指向

考慮到物理學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)維度展開的，而創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用。設(shè)計(jì)、選擇問題情境時(shí)可以先考量情境在物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度方面的價(jià)值分量，分析情境的價(jià)值分力與合力，教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)再圍繞學(xué)業(yè)質(zhì)量反向考量實(shí)現(xiàn)四維價(jià)值的情境選擇。

2.2 師生觀——基于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平等級定位問題情境目標(biāo)

圍繞核心素養(yǎng)的學(xué)業(yè)質(zhì)量從以人為本、回歸生活、注重發(fā)展的教育理念出發(fā)把物理各方面核心素養(yǎng)分成了5個(gè)等級，那么問題情境目標(biāo)也應(yīng)該充分考慮學(xué)生的各方面能力基礎(chǔ)與發(fā)展目標(biāo)，而后基于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平正確定位。不同教師其個(gè)性特質(zhì)不同：靜態(tài)師生觀主張教學(xué)中教師是平等中的首席，問題情境目標(biāo)定位偏向“如何評價(jià)學(xué)生學(xué)到相應(yīng)水平”，趨于著力情境的層次化；動態(tài)師生觀主張課堂上的共同發(fā)展，問題情境目標(biāo)定位偏向“如何解釋和改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)”，趨于著力情境的連續(xù)化。

2.3 課程觀——基于學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)拓展情境問題空間

學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)明確了“學(xué)到不同水平的不同表現(xiàn)是什么”，它要求教師從課程的高度明確物理課堂教學(xué)中學(xué)生的認(rèn)知、思想、情感交流活動現(xiàn)狀?；趯W(xué)業(yè)成就表現(xiàn)拓展問題空間就是要通過判斷學(xué)生的認(rèn)知現(xiàn)狀、思維含量、情感反應(yīng)展開問題情境還未展開的相應(yīng)問題“激發(fā)態(tài)”。新課程觀認(rèn)為課堂可以而且應(yīng)該是動態(tài)生長的[4]，基于學(xué)業(yè)表現(xiàn)成就就是要更加恰當(dāng)、充分地激發(fā)問題，更好地實(shí)現(xiàn)“評價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)”。

2.4 教學(xué)觀——基于學(xué)業(yè)質(zhì)量要求關(guān)注問題情境的階段性與綜合性特征

葉瀾教授“新基礎(chǔ)教育”課堂教學(xué)觀呼吁“把課堂還給學(xué)生，讓課堂煥發(fā)生命活力”，物理學(xué)業(yè)質(zhì)量的總體要求是從物理學(xué)科角度培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”?；趯W(xué)業(yè)質(zhì)量要求，課堂教學(xué)創(chuàng)設(shè)情境，一方面應(yīng)該結(jié)合課堂教學(xué)的階段性教學(xué)特點(diǎn)激發(fā)課堂活力，可考慮創(chuàng)設(shè)懸念問題情境（引入）、創(chuàng)設(shè)信息情境（探究）、創(chuàng)設(shè)生活情境（激情）、創(chuàng)設(shè)求異情境（導(dǎo)思）；另一方面更需要圍繞“全人”要求著力情境價(jià)值的綜合性、反思性特征[5]，可以更多地強(qiáng)化情境的生活性、時(shí)代性、實(shí)用性。

3 基于學(xué)業(yè)質(zhì)量創(chuàng)設(shè)問題情境的教學(xué)設(shè)計(jì)

下面以人教版選修3-1“焦耳定律”水平2要求的教學(xué)設(shè)計(jì)為例展示我們關(guān)于本節(jié)課問題情境的創(chuàng)設(shè)策略與設(shè)計(jì)思考。

3.1 基于學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水平2四維教學(xué)目標(biāo)

3.1.1 物理觀念

基于生活用電情境分析形成初步的電流熱效應(yīng)的觀念；從能量守恒的視角解釋電動機(jī)卡死引發(fā)火災(zāi)的現(xiàn)象；能應(yīng)用焦耳定律分析通電導(dǎo)體發(fā)熱量問題。

3.1.2 科學(xué)思維

能在熟悉的問題情境中建立常見的純電阻電路物理模型；能對比簡單的控制變量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析推理焦耳定律結(jié)論；能使用電動機(jī)卡死電流變大的證據(jù)表達(dá)“非純電阻電路”中歐姆定律不適用的觀點(diǎn)；能對焦耳定律這個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律質(zhì)疑，并在純電阻電路模型中基于能量守恒觀念理論驗(yàn)證。

3.1.3 科學(xué)探究

能觀察身邊的用電現(xiàn)象提出能量轉(zhuǎn)化和電發(fā)熱的物理相關(guān)問題；能根據(jù)問題情境猜想電發(fā)熱的因素并提出探究方法、方案；能對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析得到初步的結(jié)論；能陳述控制變量實(shí)驗(yàn)研究焦耳定律的過程和結(jié)果。

3.1.4 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

通過探究生活中用電的問題認(rèn)識到物理學(xué)是基于人類有意識的現(xiàn)象探究形成對問題的描述與解釋，并需要實(shí)踐的檢驗(yàn)；有興趣且實(shí)事求是地研究電動機(jī)電發(fā)熱問題；認(rèn)識到焦耳定律與用電安全、規(guī)范有關(guān)，了解關(guān)于電熱的STSE關(guān)系。

設(shè)計(jì)說明：基于學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)，立足問題情境強(qiáng)調(diào)學(xué)業(yè)質(zhì)量特定水平2標(biāo)準(zhǔn)與教學(xué)內(nèi)容的融合，強(qiáng)調(diào)用評價(jià)的視角看學(xué)生素養(yǎng)表現(xiàn)。合理設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)有必要把握學(xué)業(yè)質(zhì)量四維素養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合重難點(diǎn)物理教學(xué)內(nèi)容的問題情境來制定。

3.2 基于情境問題空間的教學(xué)過程

3.2.1 引入情境——“電能都到哪里去了？”

導(dǎo)語：這是我們辦公室一位老師的辦公桌的一角，雙排插座上密密麻麻地插滿了各種用電器，放在旁邊的就有電水壺、電風(fēng)扇、手機(jī)充電器（如圖1），大家考慮一下這三種用電器消耗的電能都到哪里去了？

學(xué)生回答：電爐通電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（供“熱”）； 電動機(jī)通電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（供“力”）； 電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（存“電” ）。

再引導(dǎo)：三種電器都有電能的“轉(zhuǎn)化”，而前面的學(xué)習(xí)中我們明確了能量轉(zhuǎn)化必然伴隨著做功過程，那么電能轉(zhuǎn)化的過程是什么在做功呢？

預(yù)設(shè)：是電流做功，是電荷做功，是電場力做功......

“轉(zhuǎn)化”引導(dǎo)：從力的角度來看，做功涉及某力對某物，這里應(yīng)該是恒定電場力對自由電荷做功，W=Fs=Eqs；從能量的角度來看，計(jì)算電場做功的方法還有W=Uq。

設(shè)計(jì)說明：引入情境是本課的“母問題”情境，是后面“問題串”的“奇點(diǎn)”。生活化的問題情境貼近學(xué)生的生活實(shí)踐，更貼近學(xué)生的知識起點(diǎn)；另一方面，生活化的問題情境更能激發(fā)學(xué)生的問題探究激情。

3.2.2 建模情境——用電器都是“導(dǎo)體”

建模引導(dǎo)：如圖2所示，對于所有的用電器，兩端電壓為U，工作電流為I，都可以抽象成導(dǎo)體模型，一段時(shí)間t，電流做功是多少？

總結(jié)：電流在一段電路中所做的功W等于這段電路中的電流I、電路兩端的電壓U、通電時(shí)間t三者的乘積。

設(shè)計(jì)說明：從真實(shí)用電器情境抽象到一般通電導(dǎo)體，幫助學(xué)生順暢地建立物理模型，體會物理思維方法的普適性。

3.2.3 “情態(tài)”情境——“浙江品牌的自豪”

銜接引導(dǎo)：我們再來看看插座上電器的銘牌，都是咱們浙江的產(chǎn)品，如圖3所示，都有“3C”標(biāo)志，它們的“電功”是多少呢？

預(yù)設(shè)學(xué)生回答：電器上不會標(biāo)明“電功”因?yàn)椤半姽Α迸c時(shí)間有關(guān)；標(biāo)明的是功率，表示單位時(shí)間消耗的電能。

總結(jié)：電流在一段電路上做功的功率P等于電流I與這段電路兩端的電壓U的乘積。電器標(biāo)明的是“額定功率”，與額定電壓（電流）對應(yīng)，須區(qū)別于“實(shí)際功率”。實(shí)際功率與實(shí)際工作電壓（電流）對應(yīng)。

應(yīng)用活動：投影家庭常用電器的額定功率，讓學(xué)生估測教室里立式空調(diào)的額定功率，讓學(xué)生下課后觀察對照銘牌，并與自己的估測值比較。

設(shè)計(jì)意圖：基于信息情境滲透安全教育，“3C標(biāo)志并不是質(zhì)量標(biāo)志，而只是一種最基礎(chǔ)的安全認(rèn)證”；滿目浙江品牌，激發(fā)家鄉(xiāng)自豪感；引出“功率”概念的同時(shí)，滲透“功率”與“電功”的區(qū)別。

3.2.4 實(shí)驗(yàn)探究情境——“宿舍管理員的扣分理由”

轉(zhuǎn)換：PPT投影學(xué)生宿舍小風(fēng)扇插頭未拔被扣分的情境，引導(dǎo)學(xué)生談“宿舍管理員的扣分理由”。

預(yù)設(shè)：電線發(fā)熱，火災(zāi)隱患；存在疑問，因?yàn)楣β什淮蟆?/p>

轉(zhuǎn)換引導(dǎo)：電流通過導(dǎo)體會發(fā)熱，你猜想電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)呢？

預(yù)設(shè)：電流、電阻、時(shí)間等因素。

實(shí)驗(yàn)探究討論：基于控制變量法的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，動畫實(shí)現(xiàn)學(xué)生的設(shè)計(jì)，如圖4所示的虛擬實(shí)驗(yàn)方案（考慮到部分學(xué)生初中已經(jīng)有所了解）。

引導(dǎo)：物理學(xué)家焦耳對此也做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻R 和通電時(shí)間t三者的乘積，公式Q=I2Rt 。

類比電功率：單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量稱為熱功率，P=Q/t=I2R。

學(xué)生評價(jià)引導(dǎo)：焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，我們能否通過理論分析來驗(yàn)證呢？

設(shè)計(jì)意圖：基于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)情境分析，期待學(xué)生基于能量守恒觀念和歐姆定律知識來推導(dǎo)演繹，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑、反思精神與能力。

3.2.5 理論探究情境——焦耳定律的“理論驗(yàn)證”

建模：白熾燈、電爐等電熱元件的電路是純電阻電路，研究目標(biāo)是電熱，以電水壺為例。

推理：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Q=W=IUt；歐姆定律U=IR。

歸納：用電器的電流、電阻、時(shí)間與熱量的關(guān)系，熱量Q=I2Rt。

設(shè)計(jì)意圖：理論探究與實(shí)驗(yàn)探究是科學(xué)探究的兩種基本形式，通過抽象現(xiàn)實(shí)情境建模、推理、分析、歸納，體驗(yàn)理論探究的價(jià)值與魅力。

3.2.6 應(yīng)用情境——“風(fēng)扇的潛在危險(xiǎn)”

引導(dǎo)：導(dǎo)體中通有電流，按照焦耳定律就會產(chǎn)生熱量。我們再來看看，風(fēng)扇的危險(xiǎn)到底來自哪里？（投影風(fēng)扇的銘牌，突出標(biāo)明功率只有“50 W”）

理論分析：

抽象成課本例題：一個(gè)電動機(jī)，線圈電阻是0.4 Ω，當(dāng)它兩端所加的電壓為220 V時(shí)，通過的電流是5 A。這臺電動機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功有多少？

思考討論：利用手機(jī)同屏功能呈現(xiàn)學(xué)生的解題過程，比較正常工作時(shí)電功率、機(jī)械功率、熱功率的關(guān)系。

投影宿舍風(fēng)扇工作的情境，提問如果風(fēng)扇突然被卡死會怎樣？

實(shí)驗(yàn)演示：電動機(jī)工作與卡死狀態(tài)的電流。

觀察結(jié)果：如圖5所示，小電動機(jī)卡死狀態(tài)的電流是工作時(shí)的2倍多。

討論：計(jì)算課本例題中的電動機(jī)在卡死狀態(tài)的電功率與熱功率?，F(xiàn)場百度搜索今年“電扇起火”的相關(guān)新聞，讓學(xué)生感受用電安全。

設(shè)計(jì)意圖：實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，通過觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果反思理論分析，基于焦耳定律的規(guī)律鞏固電流熱效應(yīng)觀念，強(qiáng)化安全用電、規(guī)范用電的科學(xué)態(tài)度。

4 學(xué)業(yè)質(zhì)量視角下問題情境的“始終”

“不忘初心、方得始終”，物理教學(xué)情境的初心概括起來是基于教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)促進(jìn)學(xué)生積極建構(gòu)性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：學(xué)業(yè)質(zhì)量視角下的創(chuàng)設(shè)問題情境就是緊盯學(xué)業(yè)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)問題情境，以服務(wù)于物理核心素養(yǎng)目標(biāo)，助力物理學(xué)科的育人作用，實(shí)現(xiàn)問題情境的最大價(jià)值，更好地夯實(shí)問題情境的“始終”。

當(dāng)然，審視學(xué)業(yè)質(zhì)量視角的深度還是會制約優(yōu)化問題情境的程度和精度。如何更好地統(tǒng)籌基于問題情境的概念、思維、方法和觀念開展深度探究情境設(shè)計(jì)，如何依據(jù)學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)的關(guān)鍵特征來精準(zhǔn)評價(jià)，反思情境的學(xué)習(xí)促進(jìn)效率還是亟待繼續(xù)探索的問題。如何基于質(zhì)量綜合要求更好地優(yōu)化生活化物理問題情境以引發(fā)深度思考與情感共鳴的策略，還需要在更多的教學(xué)實(shí)踐中提煉。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2018：45-48.

[2]張新華.物理教學(xué)中學(xué)生“學(xué)習(xí)心向”的調(diào)節(jié)策略[J].物理教學(xué)，2017（2）：31-33.

[3]周金中.構(gòu)建高中物理“生命課堂”的實(shí)踐研究[J].教學(xué)月刊，2012（10）：23.

[4]李政濤.教育常識[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2012：29-34.

[5]羅萍萍.“互聯(lián)網(wǎng)+”情境下反思性教學(xué)的特征與價(jià)值[J].基礎(chǔ)教育參考，2017（7）：46-49.