董光順 李志堅

摘? ? 要：核心素養(yǎng)作為課堂教學的價值歸屬，不僅需要踐行于新課教學，同樣應(yīng)該根植于習題教學.核心素養(yǎng)視域下的習題教學高度符合了深度學習的基本特征，指向?qū)W生核心素養(yǎng)培育的課堂教學有利于喚醒學生開展深度學習.

關(guān)鍵詞：習題教學;核心素養(yǎng);動態(tài)平衡

學科核心素養(yǎng)的提出廣泛地推動了圍繞學科核心素養(yǎng)的教學研究和實踐.以物理學科為例，在以培育學生核心素養(yǎng)為目標的課堂（新課教學）實踐中，教學設(shè)計的思路和教師的教學行為都發(fā)生了可感知的變化.然而，相比于新課教學，習題教學改革卻缺乏有力的理論支撐.

一、習題教學的變革思路

從教學的價值視角看，物理核心素養(yǎng)作為物理學科教學的價值歸宿，我們需要在習題教學中正確理解習題的學習內(nèi)涵，還原習題課的教學價值，探尋學科核心素養(yǎng)在習題教學活動中的合理表達，才有可能探得習題教學改革的有效路徑.

二、核心素養(yǎng)視域下習題教學的價值重塑

物理學科核心素養(yǎng)高度概括了學生經(jīng)歷物理學習后應(yīng)該習得的必備品格和關(guān)鍵能力，它不僅適用于新課教學，同樣應(yīng)該植根于習題教學中.

物理習題是編制者將自然界和社會生活中客觀存在的物理現(xiàn)象和事物通過建模、賦值處理后形成的一種教學素材.問題情境是核心素養(yǎng)發(fā)展的最佳場域，學生在完整的問題解決過程中，至少需要依次經(jīng)歷：還原題境、關(guān)聯(lián)知識、信息加工、科學推理、演算表達等重要過程.若參照核心素養(yǎng)的話語體系，我們可以將上述過程概括為：以物理觀念為基礎(chǔ)，在科學思維參與下，以獲得有效策略為目的的科學探究活動.

三、探尋核心素養(yǎng)在習題教學中的合理表達

關(guān)于核心素養(yǎng)的培育，彭前程從教學設(shè)計層面明確指出：突出核心素養(yǎng)的教學設(shè)計應(yīng)該是“思維型教學”.思維型教學的大致流程是：創(chuàng)設(shè)情景—提出問題—自主探究—總結(jié)反思—應(yīng)用遷移[1].

為了探尋核心素養(yǎng)在習題教學中的培育路徑，筆者在觀摩全區(qū)骨干教師優(yōu)質(zhì)課展示時，細致地梳理了以“共點力動態(tài)平衡”為主題開展的多節(jié)異構(gòu)課.我們發(fā)現(xiàn)不同的授課教師在開展解題方法的教學時，幾乎都采用“知識回顧—例題講析—方法提煉—變式遷移”的傳統(tǒng)習題教學流程，教師習慣以例題為載體，偏重以講授的方式將解題經(jīng)驗和技巧向?qū)W生直接傳授.我們很難在這種一線教師普遍采用的習題教學程序中感知到核心素養(yǎng)的撫育痕跡.筆者以相同的課題為例，做如下探索.

（一）嘗試將物理觀念向物理應(yīng)用觀念轉(zhuǎn)化

學生在新課教學中習得的相互作用觀念，是由核心概念和規(guī)律通過提煉和升華而形成的知識網(wǎng)絡(luò).我們認為，在解決問題時，學生不僅要能準確調(diào)用物理觀念中的核心知識，還需要具備對問題情境的分析和建模能力，掌握解決問題時的程序性知識，學生才能夠生成解決問題的恰當策略.我們將這種可以直接應(yīng)用于解決問題的較為綜合的認知網(wǎng)絡(luò)稱為“應(yīng)用物理觀念”.例如，學生在處理三力靜態(tài)平衡問題時熟練掌握的“已整合好”的能力，就是解決多力平衡問題、動態(tài)平衡問題時需要具備的應(yīng)用觀念.這里“已整合好”的認知能力主要包括：問題情境分析（或建模）能力、相互作用觀念中的相關(guān)內(nèi)容、處理力學問題的程序性知識和基礎(chǔ)思維.

教學片段1：形成“三力動態(tài)平衡”相關(guān)的物理應(yīng)用觀念

第一步：重視原始問題情境，構(gòu)建理想模型

創(chuàng)設(shè)情景：如圖1所示，用網(wǎng)兜將籃球懸掛在豎直墻壁上，則球?qū)Ρ诘淖饔昧κ嵌嗌伲?/p>

活動：學生通過模型構(gòu)建，將原始問題轉(zhuǎn)化成如圖2所示的物理模型.

第二步：引導學生進行科學探究

活動1：學生利用天平、量角器測量籃球質(zhì)量和繩墻夾角，采集數(shù)據(jù).

活動2：分析問題情境的“基本”特征，被懸掛起的籃球保持靜止，籃球處于受力平衡狀態(tài).

第三步：調(diào)用相互作用觀念中的最關(guān)聯(lián)知識

（1）核心規(guī)律：物體受力平衡時合外力為零，在三力平衡狀態(tài)下，任意兩個力的合力與第三個力平衡.

（2）核心知識：力的矢量合成法則.

（3）相關(guān)知識：三角函數(shù).

第四步：對科學探究過程進行論證

如圖3所示，在繩端栓連力傳感器測出繩子受力大小，與計算結(jié)果進行驗證.

第五步：幫助學生形成應(yīng)用觀念

學生經(jīng)歷上述學習體驗后，有助于識別和分析該問題的“基本”情景特征，掌握處理該類問題的核心程序，建立科學的問題模型，精準調(diào)用物理觀念中相關(guān)的核心知識，從而形成解決動態(tài)平衡問題的“應(yīng)用觀念”，應(yīng)用物理觀念所包含的基本要素如圖4所示.

教學評析：物理觀念在人腦中的儲存，主要是依賴核心概念和規(guī)律在生成過程中所經(jīng)歷的探究情境，而物理應(yīng)用觀念的儲存則是以問題情境的特征作為主要的聯(lián)結(jié)方式.物理應(yīng)用觀念促進物理觀念向應(yīng)用方向構(gòu)建和發(fā)展，更加清晰地統(tǒng)攝和整合了物理觀念與社會生活之間的聯(lián)系，其基本關(guān)系如圖5所示.

學生只有形成清晰的物理應(yīng)用觀念，在解決具體問題時，才能夠通過問題情景的特征引起足夠的思考動力，并形成明確的思考定向.

不難發(fā)現(xiàn)，在習題教學中，我們以實際問題作為載體，讓學生經(jīng)歷物理觀念向物理應(yīng)用觀念轉(zhuǎn)變的學習過程時，同樣從核心素養(yǎng)層面強化了“科學探究”和“科學思維”（模型構(gòu)建、科學論證）.

（二）創(chuàng)設(shè)科學探究體驗，生成解決問題的核心方法

學生經(jīng)歷解決物理問題的過程就是科學探究的過程，習題教學中核心方法的生成與新課學習中核心規(guī)律的探究十分相似.我們需要在核心方法的探究中重視科學思維的融入，凸顯分析綜合、推理論證和辨析創(chuàng)造的思維活動痕跡.

教學片段2：生成動態(tài)平衡問題中的核心方法：“動態(tài)三角形法”

第一步：教師呈現(xiàn)進階問題——動態(tài)平衡問題

問題：如圖1所示，若我們將懸掛籃球的細繩緩慢縮短，則墻壁對籃球的彈力如何變化？

第二步：學生調(diào)用已初步形成的物理應(yīng)用觀念嘗試解決問題

活動1：學生進行問題情景分析，然后通過信息加工（識別問題的“基本”信息點：即籃球“受三力作用平衡”），便能快速調(diào)用已內(nèi)化的物理應(yīng)用觀念，獲得如圖6所示的籃球的受力關(guān)系N=mg·tan[θ].

活動2：通過繩墻夾角的變化，分析彈力大小變化.（備注：人教版高一數(shù)學還沒有開始三角函數(shù)的教學）

第三步：引導學生轉(zhuǎn)換分析問題的視角，形成解決問題的創(chuàng)新策略

提出問題：我們能否結(jié)合力的矢量性對作用力的大小變化進行定性分析.

意圖：鼓勵學生自主從定性角度對解決問題的新方法進行科學探究并形成結(jié)論，從而解決實際問題.

活動1：引導學生選取不同的幾個位置做出小球的受力分析（如圖7所示），通過比較彈力作用線的長短，分析彈力的大小變化.

問題：能否更直觀地觀測彈力大小的連續(xù)變化情況.

綜合創(chuàng)造：學生通過思考討論，將A、B、C三個位置的矢量三角形平移在一起，創(chuàng)造性地生成解決該問題的策略“動態(tài)三角形法”，如圖8所示.

動態(tài)三角形法基于作用力的矢量特征，讓學生從定量計算轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄐ苑治觯瑥恼J知方式層面改變了學生解決力學問題的思路，也為學生繼續(xù)探究解決動態(tài)平衡問題的其他幾種方法奠定了基礎(chǔ).

教學評析：不少學生對于學科方法（如此處的動態(tài)三角形法）的認識是錯位且模糊的，他們?nèi)菀族e誤地將學科知識等同于學科方法，或?qū)W科知識與科學方法混淆，進而妨礙對科學方法的理解和應(yīng)用.事實上，在習題教學中，物理方法必須獨立于物理觀念和物理應(yīng)用觀念呈現(xiàn)在學生面前，重視科學方法的探究和建構(gòu)，有助于學生掌握科學方法的內(nèi)容和功能，促使他們關(guān)注到科學方法對策略生成過程中所采用的思路、程序、規(guī)則、技巧和模式所產(chǎn)生的影響，從而在頭腦中形成關(guān)于科學方法的清晰輪廓.

（三）保留足夠的自主學習空間，觸發(fā)學生深度學習

無論在何種類型的課堂教學中，倘若要引起學生的深層學習，那么，必不可少的前提就是為學生提供合理的可發(fā)展的獨立思考空間，并設(shè)法喚起學生發(fā)生以高階思維為主的高投入性學習.因此，克制解題方法“緊迫傳遞”的不良教學習慣，在習題教學中刻意“留白”，創(chuàng)設(shè)類似于新課教學中學生能夠獨立探究和討論空間是習題教學變革的另一關(guān)鍵.

教學建議：在常規(guī)的習題課堂中，一線教師多以典型例題的方式，迫切地為學生展示解決各類動態(tài)平衡問題的技巧.我們認為，在高中物理習題教學中，思維含量高、具有教學價值的經(jīng)典學科方法十分有限，應(yīng)該充分重視，認真開發(fā).教師在授課過程中應(yīng)該以“動態(tài)三角形法”的探究為基礎(chǔ)，為學生提供相應(yīng)的教學素材（如表1中的題目情景），讓學生在課后以小組合作的形式，探究相應(yīng)問題的解決策略雛形，并提交探究報告進行展示交流.

認知基礎(chǔ)：1.學生經(jīng)歷“教學片段1”所示的學習后，已初步形成了三力動態(tài)平衡問題的應(yīng)用觀念;2.學生經(jīng)歷“教學片段2”所示的學習后，基本形成了解決問題的基本思路：“力的大小→矢量→力作用線長短→引入合適的方法→構(gòu)建多組力三角形→分析受力變化”.

學習活動：學生在利用習得的方法解決新問題時不斷出現(xiàn)的認知沖突中，發(fā)生以分析、綜合、評價和創(chuàng)造為核心思維的學習活動.

教學評析：轉(zhuǎn)變后的習題專題教學，在此環(huán)節(jié)中縮小學科知識的占位，聚焦學科方法的生成，強調(diào)學生的自主探究.教師的主要任務(wù)是為學生提供恰當?shù)膶W習素材，設(shè)置合理的認知障礙，并設(shè)計清晰的自主探究路線，為學生發(fā)生深度學習創(chuàng)造可能.我們希望利用教學上的這種改變，幫助學生將解決問題的“學科方法”從解決問題的“學科知識”中成功剝離，將學習方式從“記識”向“探究”轉(zhuǎn)變，促使學生在解決同領(lǐng)域的新問題時，在意識、方式和能力上，都能從“試誤”（套用）轉(zhuǎn)向“分析”.

郭華指出，在相當長的時期里，“教學即傳遞”是人們對教學活動的定位，這種教學導向主要引發(fā)的是以死記硬背為手段的表層學習，很大程度上片面化了教師、學生的角色與地位，也弱化了知識本應(yīng)有的意義與作用[2].雖然，“探究學習”不能等同于深度學習，但探索和經(jīng)歷知識的形成過程，是學生發(fā)生深度學習的必要機制.

我們認為，核心素養(yǎng)視域下的習題教學高度符合了深度學習的基本特征，指向?qū)W生核心素養(yǎng)培育的課堂教學有利于喚醒學生開展深度學習.

參考文獻：

[1]彭前程.聚焦核心素養(yǎng)? ?編好新教材[J].中學物理，2019（15）：2–6.

[2]郭華.深度學習及其意義[J].課程?教材?教法，2016（11）：25–32.