沈正杰

(桐鄉(xiāng)市鳳鳴高級(jí)中學(xué)，浙江 桐鄉(xiāng) 314500)

2016年9月,中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架正式發(fā)布．物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”4個(gè)方面．2018年1月《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》正式出版,核心素養(yǎng)正式進(jìn)入課程．[1]

那么,核心素養(yǎng)形成的機(jī)制和路徑是什么?課堂教學(xué)怎樣培育學(xué)生的核心素養(yǎng)呢?余文森老師在《核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)》一書(shū)從4個(gè)方面闡述了相關(guān)問(wèn)題(見(jiàn)表1)．[2]

表1 學(xué)科核心素養(yǎng)的形成機(jī)制

可見(jiàn),物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育是學(xué)科知識(shí)、學(xué)科活動(dòng)、學(xué)科教師以及學(xué)科考評(píng)4方面統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)的結(jié)果.只有這樣,才有助于學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力．那么,在物理教學(xué)中,又該如何有效地從以上4方面實(shí)施和開(kāi)展教學(xué)和評(píng)價(jià)活動(dòng)?我們不妨先從一道電磁感應(yīng)類(lèi)考題說(shuō)起．

1 案例呈現(xiàn)

圖1

例.在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實(shí)驗(yàn)中,采用如圖1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)在答題卷相應(yīng)位置將圖甲連線(xiàn)補(bǔ)充完整,確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯．

本題是基于人教版普通高中《物理·選修3-2》第4章“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”一節(jié)教材實(shí)驗(yàn)(如圖2)的考查,結(jié)果大部分學(xué)生呈現(xiàn)出圖3所示接線(xiàn)方式．對(duì)于該類(lèi)結(jié)果的產(chǎn)生,或許我們可以認(rèn)為是學(xué)生對(duì)“確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯”的描述沒(méi)有引起重視,但其中暴露的更大問(wèn)題是學(xué)生對(duì)真實(shí)情境體驗(yàn)的缺乏以及學(xué)科知識(shí)的不完整．從學(xué)科核心素養(yǎng)的形成機(jī)制相應(yīng)項(xiàng)目來(lái)看,本題體現(xiàn)為如表2所示幾個(gè)方面．

圖2

圖3

項(xiàng)目?jī)?nèi)容 學(xué)科活動(dòng)教師的教學(xué)生的學(xué)實(shí)驗(yàn)演示;實(shí)驗(yàn)方案拓展;實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)等實(shí)驗(yàn)觀察與操作;結(jié)果分析與質(zhì)疑;方案設(shè)計(jì)與創(chuàng)新等 學(xué)科教師學(xué)科素養(yǎng)教育素養(yǎng)解題技能與策略的傳授;考題基礎(chǔ)上的進(jìn)一步探究與改編學(xué)生錯(cuò)因的分析與評(píng)價(jià);對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的激發(fā)與引導(dǎo)學(xué)科考評(píng)命題特征評(píng)價(jià)反饋基于真實(shí)情境和學(xué)生體驗(yàn);通過(guò)設(shè)問(wèn)激發(fā)學(xué)生思維通過(guò)考評(píng)評(píng)價(jià)學(xué)生知道什么、能做什么;展現(xiàn)學(xué)生行為表現(xiàn)結(jié)果和過(guò)程

續(xù)表

2 教學(xué)策略

圖4

從上述案例我們不難發(fā)現(xiàn),教師、課程、知識(shí)、活動(dòng)、考評(píng)無(wú)不影響著學(xué)科核心素養(yǎng)的實(shí)施、發(fā)生和落實(shí),也決定著學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升．在教育教學(xué)過(guò)程中,它們相互影響、相互依賴(lài),(關(guān)系如圖4所示)．因此,在物理教學(xué)中我們應(yīng)注重做好以下幾方面工作．

2.1 關(guān)注認(rèn)知結(jié)構(gòu),建構(gòu)知識(shí)體系

學(xué)科知識(shí)是學(xué)生學(xué)習(xí)的對(duì)象和材料,它不是學(xué)科各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單排列和堆積,而是一個(gè)有結(jié)構(gòu)的有機(jī)整體．如果學(xué)習(xí)者過(guò)于關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的細(xì)節(jié),就可能導(dǎo)致整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的失?。袑W(xué)者指出:“當(dāng)知識(shí)不成體系時(shí),它是無(wú)用的知識(shí)碎片”．同時(shí),如果獲得的信息缺少跟其他信息的“聯(lián)系”,就難于被我們“提取”,“提取”得少的內(nèi)容會(huì)被提取得多的內(nèi)容擠壓在記憶的底部．因此,這些碎片化的信息極其容易被我們遺忘．

以“感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”教學(xué)內(nèi)容為例,學(xué)生在初、高中兩個(gè)不同階段的認(rèn)知內(nèi)容可以說(shuō)是完全不同的,學(xué)生學(xué)科知識(shí)的變化及認(rèn)知發(fā)展要求可以結(jié)合表3體現(xiàn)．

可見(jiàn),只有超越簡(jiǎn)單的具體知識(shí)(導(dǎo)體棒切割),去理解和把握具體知識(shí)背后的學(xué)科方法、思想與價(jià)值,比如通電線(xiàn)圈等效為條形磁鐵、磁感線(xiàn)描繪磁場(chǎng)分布等,才能促使學(xué)生對(duì)“感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”在初中已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上上升到高中更為普遍的規(guī)律的認(rèn)識(shí);只有超越表層的符號(hào)形式,去理解和把握符號(hào)形式背后的邏輯根據(jù)、思想方法與價(jià)值意義,比如讓學(xué)生經(jīng)歷和探究“搖繩發(fā)電”活動(dòng),感受和制作“電吉他”等等,知識(shí)才能被納入學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu),并被真正地理解和吸收,以幫助學(xué)生超越龐雜的知識(shí)點(diǎn)本身,去理解和把握同類(lèi)知識(shí)的組織結(jié)構(gòu)和屬性特征．唯有如此,學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和知識(shí)體系才能更加完善,學(xué)科知識(shí)的教學(xué)才能有助于學(xué)科核心素養(yǎng)的形成．

表3 電磁感應(yīng)產(chǎn)生條件在初高中階段的比較

2.2 加強(qiáng)具身認(rèn)知,提升思維品質(zhì)

現(xiàn)代認(rèn)知科學(xué)強(qiáng)調(diào)具身認(rèn)知,其核心內(nèi)涵是身體的參與．蘇聯(lián)教育家阿莫那什維利認(rèn)為,學(xué)生單靠動(dòng)腦,只能理解和領(lǐng)會(huì)知識(shí)．如果加上動(dòng)手,他就會(huì)明白知識(shí)的實(shí)際意義．如果加上心靈的力量,知識(shí)將成為他改造事物和進(jìn)行創(chuàng)造的工具．

物理學(xué)作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),教師更應(yīng)該在教學(xué)估測(cè)中注意引導(dǎo)學(xué)生在參與互動(dòng)中學(xué)習(xí),在體驗(yàn)和探究中學(xué)習(xí),在親自操作和實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)習(xí)．在活動(dòng)過(guò)程中,一方面可以暴露學(xué)生的各種疑問(wèn)、困難或矛盾,另一方面則可以展示學(xué)生的思維方式、創(chuàng)造成果或獨(dú)特個(gè)性．

比如本文案例所述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可通過(guò)以下程序開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究: (1) 按大、小線(xiàn)圈分別接電源的方式比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;(2) 結(jié)合“通電螺線(xiàn)管等效為條形磁鐵”的相關(guān)知識(shí),借助條形磁鐵進(jìn)一步演示比較;(3) 對(duì)于不明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,借助微電流傳感器演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．相關(guān)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象如表4所示．

在上述探究過(guò)程中,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、分析和操作,不僅豐富了學(xué)生科學(xué)探究的基本經(jīng)歷,在更大程度上促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和科學(xué)本質(zhì)的再思考,提升了思維品質(zhì)．比如有部分學(xué)生對(duì)傳感器實(shí)驗(yàn)中“有無(wú)鐵芯”的情況下所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生了新的疑惑．對(duì)此,可鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步深入探究(實(shí)際上鐵芯在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)被磁化)．

表4 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件實(shí)驗(yàn)比較

所以說(shuō),教學(xué)應(yīng)該學(xué)生用自己的身體去親自經(jīng)歷,用自己的心靈去親自感悟．這不僅是理解知識(shí)的需要,更是激發(fā)學(xué)生生命活力、促進(jìn)學(xué)生生命成長(zhǎng)的需要．學(xué)生在學(xué)、用、思的過(guò)程中,更有助于把知識(shí)轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)．

2.3 強(qiáng)化情境教學(xué),注重過(guò)程評(píng)價(jià)

學(xué)科情境是學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)的載體．學(xué)科知識(shí)要轉(zhuǎn)化為學(xué)科素養(yǎng),離不開(kāi)學(xué)科情境的介入和參與．應(yīng)對(duì)各種真實(shí)的、開(kāi)放的情境,不僅是學(xué)生核心素養(yǎng)形成和培養(yǎng)的途徑與方式,也是評(píng)價(jià)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展水平的重要依托．

教學(xué)評(píng)價(jià)以一定的情境或?qū)嶒?yàn)為背景,其目的主要是考查學(xué)生是否有相應(yīng)“基本經(jīng)歷”,以及在相應(yīng)經(jīng)歷體驗(yàn)中“見(jiàn)物又見(jiàn)理”．對(duì)此,純粹的分析就容易把學(xué)生培養(yǎng)成“只見(jiàn)理不見(jiàn)物”的解題機(jī)器．

圖5

例題:某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖5所示裝置,探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件．圖中A是螺線(xiàn)管,條形磁鐵的S極置于螺線(xiàn)管內(nèi),磁鐵保持靜止?fàn)顟B(tài),B為靈敏電流計(jì),開(kāi)關(guān)K處于斷開(kāi)狀態(tài),電路連接和各儀器均正常．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是

(A) K閉合前,通過(guò)螺線(xiàn)管的磁通量為0.

(B) K閉合瞬間,通過(guò)螺線(xiàn)管的磁通量不變.

(C) K閉合瞬間,靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).

(D) K閉合,抽出磁鐵過(guò)程中,靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).

本題考查了磁通量、磁通量的變化量、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件等知識(shí),而且學(xué)生受“反復(fù)訓(xùn)練”的影響,一看到“瞬間”兩字大腦中迸出的就是“有感應(yīng)電流,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)”,導(dǎo)致錯(cuò)選(C)選項(xiàng)．究其原因,與課堂教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)生的實(shí)際經(jīng)歷不無(wú)關(guān)系．

圖6

本題仍屬于“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”一節(jié)中課堂實(shí)驗(yàn)探究(如圖6所示)的拓展與創(chuàng)新.如若教師在課堂教學(xué)中忽視實(shí)驗(yàn)演示或呈現(xiàn)、分析不夠,學(xué)生缺少相關(guān)經(jīng)歷,就容易產(chǎn)生認(rèn)知偏差或障礙,難于對(duì)題目所體現(xiàn)的物理概念或規(guī)律正確認(rèn)識(shí)．因此,對(duì)于本題的分析,教師應(yīng)將圖5、圖6兩實(shí)驗(yàn)比較演示,以此引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象中分析問(wèn)題的本質(zhì),強(qiáng)化認(rèn)知感受,幫助學(xué)生在真實(shí)情境的體驗(yàn)中拓寬視野、探究新知．

同時(shí),該例所反映的評(píng)價(jià)結(jié)果,也可以成為教師觀察和了解學(xué)生在完成實(shí)際任務(wù)時(shí)的表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生已經(jīng)取得的發(fā)展成就,并設(shè)計(jì)和開(kāi)展更加全面、合理的表現(xiàn)性任務(wù)．比如設(shè)計(jì)如表5所示的表現(xiàn)性任務(wù)和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)．

表5 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件表現(xiàn)性任務(wù)與評(píng)價(jià)

可見(jiàn),學(xué)生在學(xué)校所“獲得”的很多學(xué)科知識(shí)或技能,之所以無(wú)法遷移到現(xiàn)實(shí)生活中去,關(guān)鍵就在于學(xué)校學(xué)習(xí)活動(dòng)所依存的情境被過(guò)于人為地簡(jiǎn)化和抽象化,缺少了和現(xiàn)實(shí)生活的連接．

因此,教師應(yīng)認(rèn)識(shí)到開(kāi)放性的真實(shí)情境在評(píng)價(jià)核心素養(yǎng)中的重要價(jià)值和作用,創(chuàng)新試題情境設(shè)計(jì),注重考查信息處理能力和應(yīng)用能力．同時(shí),教師也需要關(guān)注過(guò)程評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)反饋,優(yōu)化評(píng)價(jià)方案．這樣做,不僅能夠評(píng)價(jià)學(xué)生行為表現(xiàn)的結(jié)果,還能評(píng)價(jià)行為表現(xiàn)的過(guò)程,更能夠從結(jié)果中進(jìn)一步完善過(guò)程,從而構(gòu)建一個(gè)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的評(píng)價(jià)、反饋、反思、改進(jìn)和提升的持續(xù)性過(guò)程．

綜上所述,在物理教學(xué)中,教師應(yīng)發(fā)揮其教育智慧,注重以學(xué)為中心,以知識(shí)為載體,以活動(dòng)為路徑,以考評(píng)為保障,積極構(gòu)建知識(shí)、活動(dòng)、考評(píng)協(xié)同發(fā)展的教學(xué)共同體,幫助學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力,促使學(xué)科核心素養(yǎng)的落地,實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培育目標(biāo)．