朱 健何 艷

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中明確闡述了物理學(xué)科4個(gè)核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平。［1］在我們的教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步厘清核心素養(yǎng)各維度各要素不同層次表現(xiàn)水平界定的差異，構(gòu)建各要素之間的邏輯關(guān)系，發(fā)揮它們的整合優(yōu)勢(shì)?；谶@樣的理解，筆者構(gòu)建了以問題為中心的“情境、模型、證據(jù)”整合教學(xué)模型，并對(duì)此進(jìn)行分析。

一、模型解讀

首先，筆者對(duì)課標(biāo)中物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分的表述用詞進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)提到“問題”21次、“情境”4次、“模型”5次、“證據(jù)”6次，基于此，將“問題、情境、模型、證據(jù)”作為整合研究的要素。其次，在研究有關(guān)“問題、情境、模型、證據(jù)”的物理教學(xué)文獻(xiàn)與聽評(píng)課過程中，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)傾向：（1）“孤立”深入傾向，在文獻(xiàn)與教學(xué)中隨處可見基于問題解決、生活情境、認(rèn)知模型、證據(jù)意識(shí)與推理等培養(yǎng)核心素養(yǎng)的研究成果，從中我們很容易發(fā)現(xiàn)這些研究有“孤立”化的傾向，它們之間橫向整合的研究明顯不夠；（2）“固執(zhí)”循證傾向，循證是一種利用證據(jù)追求教學(xué)專業(yè)化與科學(xué)化的價(jià)值觀，對(duì)物理教學(xué)循證化的過程能將教材的內(nèi)容邏輯與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行整合，提升教學(xué)的專業(yè)性與科學(xué)性。然而，每個(gè)學(xué)生都擁有復(fù)雜的情緒、情感和認(rèn)知習(xí)慣，在教學(xué)中如不能將“問題、情境、模型、證據(jù)”有機(jī)整合并將情緒、情感融入其中，而只是“固執(zhí)”循證的話，容易使學(xué)生形成理性思維強(qiáng)而感性思維弱的狀況，最終影響他們創(chuàng)造性潛能的發(fā)揮。

為了克服上述兩個(gè)傾向并發(fā)揮四要素在培養(yǎng)核心素養(yǎng)方面的整合優(yōu)勢(shì)，筆者構(gòu)建了以問題為中心的“情境、模型、證據(jù)”一致性整合模型，如圖1。

圖1 問題中心的“情境、模型與證據(jù)”一致性整合模型

二、模型運(yùn)用

筆者選擇“原子的核式結(jié)構(gòu)”進(jìn)行教學(xué)呈現(xiàn)。之所以選擇此節(jié)內(nèi)容進(jìn)行模型實(shí)踐，主要考慮以下兩點(diǎn)：（1）本節(jié)課的教學(xué)過程中蘊(yùn)含著“問題、情境、模型、證據(jù)”四要素，且需要將它們充分整合才能讓學(xué)生一步步深入認(rèn)識(shí)原子的結(jié)構(gòu)；（2）原子很小，通常學(xué)生看不見摸不著，選擇生活實(shí)例進(jìn)行類比時(shí)，對(duì)直觀性與關(guān)聯(lián)度要求較高，且整節(jié)課需要始終圍繞“原子究竟是什么結(jié)構(gòu)”這個(gè)中心問題，以原子結(jié)構(gòu)模型演變的歷史為線索，讓學(xué)生經(jīng)歷“證據(jù)意識(shí)”“建構(gòu)模型”“證據(jù)推理”“修正模型”等科學(xué)探究過程，這為“問題、情境、模型和證據(jù)”整合提供了豐富的素材。主要教學(xué)環(huán)節(jié)見文末表1。

表1 “原子的核式結(jié)構(gòu)”主要教學(xué)環(huán)節(jié)（續(xù)）

表1 “原子的核式結(jié)構(gòu)”主要教學(xué)環(huán)節(jié)

三、反思與改進(jìn)

通過以上論證分析，結(jié)合模型實(shí)踐過程，發(fā)現(xiàn)在三個(gè)方面需要進(jìn)行深度思考與改進(jìn)：?jiǎn)栴}研究過程中深度合作不夠，建模思維活動(dòng)過于內(nèi)隱，證據(jù)推理與解釋能力培養(yǎng)有待進(jìn)一步提升等。為應(yīng)對(duì)這些問題，筆者做了三點(diǎn)思考。

1.深度合作研究。

課堂教學(xué)中，我們常看到教師通過精心預(yù)設(shè)的問題來驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，教學(xué)目標(biāo)通常比較貼切，教學(xué)方式選擇也比較合理。然而，無論是學(xué)習(xí)者、授課者還是觀課者，都能感受到課堂中應(yīng)答問題、建構(gòu)模型、證據(jù)推理與解釋等思維活動(dòng)常因時(shí)間不夠而研究不深。為了完成教學(xué)任務(wù)，授課者多數(shù)情況會(huì)選擇淺嘗輒止，使得學(xué)生根本無法“深思慢想”，師生、生生間的互動(dòng)處于淺層次水平。為解決上述困境，需要做好三點(diǎn)：（1）研究問題可以來自學(xué)生問卷、訪談、觀課及經(jīng)驗(yàn)等，但要聚焦課堂教學(xué)中師生研究不深入或有質(zhì)疑價(jià)值的問題，并能將前后解決過程用到的情境、規(guī)律、方法、方案與思想等聯(lián)系起來，如筆者教學(xué)中的“原子究竟是什么結(jié)構(gòu)”這一問題就需要深化合作研究；（2）要努力為學(xué)生創(chuàng)造更多研究他們自己所提出的問題的機(jī)會(huì)，讓他們動(dòng)手設(shè)計(jì)、實(shí)際操作解決問題，鼓勵(lì)他們經(jīng)過思考、轉(zhuǎn)化，表述同伴的問題、模型與證據(jù)，激發(fā)他們的積極情緒，豐富他們的情感世界；（3）根據(jù)問題與個(gè)人特長(zhǎng)分組（3人為宜）進(jìn)行合作研究，合作研究過程中每個(gè)成員充分挖掘一切外界資源，教師根據(jù)各小組研究進(jìn)展情況，與學(xué)生們商定展示交流的時(shí)間與形式。［2］

2.顯化建模思維過程。

課堂中因建模思維活動(dòng)過于內(nèi)隱，導(dǎo)致思維能力培養(yǎng)模糊不清。因而可以基于真實(shí)的歷史情境，建立問題與建模之間的互動(dòng)關(guān)系，通過示范建模過程，為學(xué)生搭建合適的支架和提供多種有效的表達(dá)方式，借助深入的追問讓其建模思維活動(dòng)顯化。這需要教師在設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)不被預(yù)設(shè)的方案牽著鼻子，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際反應(yīng)和現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)一步追問和適時(shí)調(diào)整，保障建模思維活動(dòng)外顯可測(cè)。如在引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)原子的核式結(jié)構(gòu)模型時(shí)，提供盧瑟福面對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證據(jù)時(shí)所說“這是我一生中從未有的最難以置信的事，它好比你對(duì)一張紙發(fā)射炮彈，結(jié)果被反彈回來而打到自己身上……”這一史實(shí)材料，追問“用湯姆生的原子模型預(yù)測(cè)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？α粒子散射實(shí)驗(yàn)證據(jù)能推理出什么結(jié)論？什么模型能解釋這些新證據(jù)呢？新模型如何解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)現(xiàn)象？”通過這些追問顯化學(xué)生建模思維過程。需要強(qiáng)調(diào)的是，無論預(yù)設(shè)還是生成的建模思維活動(dòng)，在提升學(xué)生科學(xué)思維能力的同時(shí)，也要不斷豐富他們的情感。

3.提升證據(jù)推理與解釋能力。

“證據(jù)推理與解釋”過程常較復(fù)雜且對(duì)能力要求高，學(xué)生很容易“卡殼”。面對(duì)“卡殼”，教師常采取主動(dòng)干預(yù)，從而降低了“證據(jù)推理與解釋”能力培養(yǎng)的效果。如何才能提升培養(yǎng)效果呢？需要做到三點(diǎn)：（1）所有的問題都應(yīng)是學(xué)生實(shí)際可能碰到的問題，所有推理與解釋活動(dòng)的設(shè)計(jì)都要考慮學(xué)生的實(shí)際困難與需求；（2）在“證據(jù)推理與解釋”活動(dòng)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，增強(qiáng)他們的責(zé)任感；（3）需要給予學(xué)生充足的“推理與解釋”時(shí)間，根據(jù)教學(xué)情況的需要，可以增設(shè)長(zhǎng)時(shí)課。