摘要：本文以蘇科版初中物理九年級(jí)上冊(cè)第十一章“簡(jiǎn)單機(jī)械和功”復(fù)習(xí)教學(xué)為例，討論素養(yǎng)導(dǎo)向下指向真實(shí)問(wèn)題解決的課堂教學(xué)四要素設(shè)計(jì)與實(shí)施的一般方法，以期供一線物理教師思考和借鑒。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；真實(shí)問(wèn)題解決；教學(xué)實(shí)踐；簡(jiǎn)單機(jī)械和功；復(fù)習(xí)教學(xué)

新一輪課程改革將課程目標(biāo)定位于發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。［1］核心素養(yǎng)的精髓是真實(shí)性，即解決真實(shí)問(wèn)題的能力。“為真實(shí)而學(xué)，在真實(shí)中學(xué)”，以此培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)問(wèn)題的素養(yǎng)［2］，引領(lǐng)學(xué)生由“做題人”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白鍪氯恕迸c“創(chuàng)造者”。

真實(shí)問(wèn)題是指向?qū)W科本質(zhì)的問(wèn)題；是能將碎片化的學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題；是能聯(lián)結(jié)學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)并尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、促進(jìn)學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)的問(wèn)題；是具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。真實(shí)問(wèn)題一定包含于真實(shí)情境中，真實(shí)情境的設(shè)計(jì)指向?qū)W生的學(xué)科素養(yǎng)，重在培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力。學(xué)生在與真實(shí)情境的互動(dòng)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、產(chǎn)生有意義的理解。

本文以蘇科版初中物理九年級(jí)上冊(cè)第十一章“簡(jiǎn)單機(jī)械和功”復(fù)習(xí)教學(xué)為例，討論素養(yǎng)導(dǎo)向下指向真實(shí)問(wèn)題解決的課堂教學(xué)四要素，即指向核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)、基于主題情境的學(xué)習(xí)內(nèi)容、追求深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)和促進(jìn)真實(shí)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。

1指向核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)

指向核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)，在內(nèi)容上由掌握陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)（學(xué)科知識(shí)和技能為主），轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展能夠解決真實(shí)問(wèn)題且普遍遷移的“概念性理解”與核心素養(yǎng)。［3］指向核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)具有整體性、高階性、進(jìn)階性、可評(píng)性等特點(diǎn)。教師在準(zhǔn)確理解《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）、深入研究教材、正確分析學(xué)情的基礎(chǔ)上，按一定的敘寫(xiě)方式，才能制訂出科學(xué)規(guī)范的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

1.1準(zhǔn)確理解《課程標(biāo)準(zhǔn)》

《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的“課程目標(biāo)”“內(nèi)容要求”“學(xué)業(yè)要求”“學(xué)業(yè)質(zhì)量”都與學(xué)習(xí)目標(biāo)要求相關(guān)，各部分描述了核心素養(yǎng)要素和學(xué)科知識(shí)的不同表現(xiàn)程度。教師應(yīng)綜合考量學(xué)習(xí)目標(biāo)要求的性質(zhì)、教師教學(xué)的實(shí)際情況以及課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)等要素，確立制訂課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)的合理路徑。教師應(yīng)從《課程標(biāo)準(zhǔn)》中“內(nèi)容要求”切入，結(jié)合“學(xué)業(yè)要求”和“學(xué)業(yè)質(zhì)量”，在“課程目標(biāo)”的視域下進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。從內(nèi)容要求看，“簡(jiǎn)單機(jī)械和功”這一章對(duì)應(yīng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》的“運(yùn)動(dòng)和相互作用”［4］和“能量”［5］兩大主題，如表1所示。

1.2深入研究教材

從教材體系來(lái)看，本章內(nèi)容可以分為兩部分：第一部分，主要介紹杠桿和滑輪、斜面等簡(jiǎn)單機(jī)械；第二部分，主要介紹機(jī)械做功，討論做功的多少、做功的快慢、做功的效率問(wèn)題。本章最后安排了綜合實(shí)踐活動(dòng)——設(shè)計(jì)、制作一個(gè)機(jī)械模型，旨在引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決真實(shí)問(wèn)題。

1.3正確分析學(xué)情

經(jīng)過(guò)本章學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)較為熟練地掌握了杠桿平衡條件、簡(jiǎn)單機(jī)械的特性以及功、功率、機(jī)械效率等相關(guān)知識(shí)。然而，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握大多基于體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)和反復(fù)練習(xí)習(xí)題，學(xué)習(xí)層次主要停留在記憶、初步理解和初步應(yīng)用等較淺層面，尚未達(dá)到“分析”“評(píng)價(jià)”“創(chuàng)造”等更高層次。對(duì)于簡(jiǎn)單機(jī)械的特性和機(jī)械效率的理解，多數(shù)學(xué)生還處于理論層面，缺乏將理論知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如，在討論省力杠桿時(shí)，學(xué)生往往只注意到其省力的優(yōu)勢(shì)，而忽略了省力杠桿“費(fèi)距離”帶來(lái)的使用不便，這種體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)是缺乏真實(shí)情境的。再如，分析滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，學(xué)生往往基于理想化情況，忽略了繩重和摩擦的影響，而在實(shí)際應(yīng)用中，學(xué)生往往因缺乏實(shí)際操作而忽視這些因素對(duì)機(jī)械效率的真實(shí)影響。

根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，教師在教學(xué)過(guò)程中，要帶領(lǐng)學(xué)生從“運(yùn)動(dòng)與相互作用”和“能量”觀念兩方面認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單機(jī)械。在本節(jié)復(fù)習(xí)課中，教師幫助學(xué)生從力學(xué)角度展開(kāi)杠桿平衡條件的復(fù)習(xí)、從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度展開(kāi)機(jī)械效率的復(fù)習(xí)。復(fù)習(xí)課還將知識(shí)點(diǎn)與真實(shí)問(wèn)題的解決相結(jié)合，以突出簡(jiǎn)單機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。

1.4敘寫(xiě)學(xué)習(xí)目標(biāo)

指向核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)的敘寫(xiě)，形式上由“學(xué)科內(nèi)容＋行為動(dòng)詞”轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢J(rèn)識(shí)事實(shí)（重要的學(xué)科事實(shí)或知識(shí)技能）”“理解觀念（學(xué)科核心概念、正確的價(jià)值觀念等）”和“像專(zhuān)家一樣做事（解決真實(shí)問(wèn)題）”的三位一體。［6］教師在具體敘寫(xiě)時(shí)，應(yīng)確保語(yǔ)言通俗易懂，讓學(xué)生一目了然，描述的行為要具體且可操作，讓學(xué)生明確具體要學(xué)什么、做什么，并清晰表達(dá)“如何學(xué)”和“怎么做”。

基于以上分析，筆者確立并敘寫(xiě)本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)如下。

第一，通過(guò)小組合作，設(shè)計(jì)并制作省力杠桿；通過(guò)實(shí)踐體驗(yàn)，能說(shuō)出選擇省力杠桿時(shí)要考慮“費(fèi)距離”的缺點(diǎn)。

第二，能根據(jù)省力要求繞制滑輪組；能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量提升重物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率；能通過(guò)分析測(cè)量數(shù)據(jù)，說(shuō)出提高滑輪組機(jī)械效率的方法，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中使用的器材從提高機(jī)械效率的角度作出評(píng)價(jià)。

第三，通過(guò)觀看視頻、圖片和實(shí)物模型，能準(zhǔn)確識(shí)別塔吊中的簡(jiǎn)單機(jī)械，能初步說(shuō)出機(jī)械的使用對(duì)人類(lèi)和社會(huì)進(jìn)步的推動(dòng)作用。

第四，在實(shí)踐體驗(yàn)和方案評(píng)價(jià)的過(guò)程中，能初步運(yùn)用簡(jiǎn)單機(jī)械和功的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，比如，畫(huà)出切實(shí)可行的搬運(yùn)盒飯上教學(xué)樓的方案圖。

2基于主題情境的學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)

核心素養(yǎng)導(dǎo)向下指向真實(shí)問(wèn)題解決的復(fù)習(xí)課，不采用傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課的模式，即先機(jī)械化、碎片化地呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)，然后進(jìn)行習(xí)題訓(xùn)練。相反，該復(fù)習(xí)課要求從生產(chǎn)、生活實(shí)際中選擇并設(shè)計(jì)合適的真實(shí)問(wèn)題。這些問(wèn)題既要符合學(xué)生認(rèn)知水平，又要能將本章重要的物理概念、規(guī)律結(jié)構(gòu)化?；谶@些真實(shí)問(wèn)題，教師在諸多教學(xué)資源中篩選合適的主題情境，并以此作為課堂教學(xué)的清晰主線，確保教學(xué)內(nèi)容的連貫性和學(xué)生思維的遞進(jìn)性，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展和社會(huì)責(zé)任感，即發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。據(jù)此，本文確立了本節(jié)課與學(xué)習(xí)目標(biāo)相適應(yīng)的四個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，如圖1所示。

3追求深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

富蘭和蘭沃希將深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)定位為：使學(xué)生獲得成為一個(gè)具有創(chuàng)造力的、與人關(guān)聯(lián)的，參與合作的終生問(wèn)題解決者的能力和傾向。其核心在于“真實(shí)性”，即通過(guò)教育培養(yǎng)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)問(wèn)題的素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)需要在主題情境的任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，關(guān)注學(xué)科內(nèi)涵和思維方法、關(guān)注真實(shí)問(wèn)題的解決。

在本節(jié)復(fù)習(xí)課中，教師利用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)實(shí)踐體驗(yàn)情境，通過(guò)問(wèn)題鏈提供思維支架，讓學(xué)生在真實(shí)實(shí)踐中主動(dòng)回憶學(xué)過(guò)的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生將已有的知識(shí)和能力與實(shí)際問(wèn)題相聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生不斷深入探究、發(fā)現(xiàn)、分析、解決真實(shí)問(wèn)題。在更加全面地了解簡(jiǎn)單機(jī)械和理解機(jī)械效率的基礎(chǔ)上，學(xué)生將體驗(yàn)解決問(wèn)題的思維過(guò)程和方法，從而形成科學(xué)思維和培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，真正做到“學(xué)得進(jìn)、想得透、用得出”，以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

3.1任務(wù)一：利用杠桿提升地面上的重物（書(shū)包）

問(wèn)題1：做一個(gè)簡(jiǎn)易的杠桿需要什么工具？（建構(gòu)杠桿模型）

問(wèn)題2：你想用多少力？準(zhǔn)備怎么操作？（利用杠桿平衡條件設(shè)計(jì)方案）

①請(qǐng)根據(jù)你確定的目標(biāo)用力，在學(xué)案上按比例標(biāo)注動(dòng)力、阻力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)的位置。

②按你的設(shè)計(jì)，請(qǐng)預(yù)估所需施加的動(dòng)力為多大？還需要知道什么信息？

③小組合作體驗(yàn)用杠桿提升重物的省力情況。

問(wèn)題3：在已確定的動(dòng)力作用點(diǎn)的情況下，怎樣施加動(dòng)力最省力？為什么？

問(wèn)題4：利用你設(shè)計(jì)的杠桿，想將重物（書(shū)包）舉高1m，可行嗎？為什么？

問(wèn)題5：請(qǐng)你論證，阿基米德的豪言壯語(yǔ)“給我一個(gè)支點(diǎn)，我能撬起整個(gè)地球”，可能實(shí)現(xiàn)嗎？

設(shè)計(jì)意圖：利用生活中常見(jiàn)的硬棒、木塊、書(shū)包、刻度尺等創(chuàng)設(shè)真實(shí)體驗(yàn)情境，學(xué)生根據(jù)確定的目標(biāo)設(shè)計(jì)并制作杠桿完成任務(wù)。在實(shí)踐體驗(yàn)中，學(xué)生自覺(jué)運(yùn)用杠桿平衡條件解決問(wèn)題，并通過(guò)比較理論值與測(cè)量值的差異，了解杠桿自重對(duì)動(dòng)力的影響，理解理論計(jì)算與實(shí)際測(cè)量的聯(lián)系與區(qū)別。在真實(shí)體驗(yàn)中，學(xué)生對(duì)省力杠桿“費(fèi)距離”的特點(diǎn)有了更真實(shí)、深刻的認(rèn)識(shí)。在問(wèn)題5的論證過(guò)程中，學(xué)生可以根據(jù)問(wèn)題提供的“人能施加的力約為F1＝600N和地球的重力約為F2＝6×1025N”兩個(gè)信息，確定支點(diǎn)的位置，建構(gòu)杠桿模型，并能從動(dòng)力移動(dòng)距離的計(jì)算來(lái)判斷“阿基米德的豪言壯語(yǔ)”是否能實(shí)現(xiàn)。這需要學(xué)生結(jié)合之前的課堂學(xué)習(xí)，明確方向、理清思路、創(chuàng)新解決。這一學(xué)習(xí)活動(dòng)，能夠吸引學(xué)生眼球，讓他們興趣盎然地投入論證。最終的數(shù)據(jù)結(jié)果讓學(xué)生感到震撼，給他們留下了深刻的印象，并在此過(guò)程中培養(yǎng)他們的科學(xué)思維能力。

3.2任務(wù)二：利用滑輪組提升地面上的重物（10kg大米）

問(wèn)題1：利用兩個(gè)滑輪（見(jiàn)圖2）組成滑輪組提升重物，可以只用多少力？

問(wèn)題2：若想向下拉繩子，應(yīng)如何繞制滑輪組呢？

問(wèn)題3：滑輪組的機(jī)械效率與重物提升的高度h有關(guān)嗎，如何證明呢？

問(wèn)題4：用此滑輪組提升10kg的大米，機(jī)械效率是多大，如何測(cè)量呢？

問(wèn)題5：如何提高滑輪組提升重物時(shí)的機(jī)械效率呢？

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生根據(jù)省力需求制作了大型的真實(shí)滑輪組，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于新情境以解決真實(shí)問(wèn)題，并親身體驗(yàn)滑輪組的省力效果。學(xué)生利用已有知識(shí)進(jìn)行公式推導(dǎo)并進(jìn)行論證，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量獲得數(shù)據(jù)提供理論支撐，理解通過(guò)設(shè)計(jì)方案來(lái)解決真實(shí)問(wèn)題時(shí)模擬測(cè)量的意義。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生用數(shù)顯大量程測(cè)力計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量大米重力和繩端拉力，計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率。在實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析中，學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了影響滑輪組機(jī)械效率的因素，并能為提高機(jī)械效率提供切實(shí)可行的方案。以上問(wèn)題的解決均基于課堂真實(shí)情境，這一過(guò)程充分激發(fā)了學(xué)生整合已有的知識(shí)和方法解決挑戰(zhàn)性的問(wèn)題的能力。在解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生進(jìn)行了反思、質(zhì)疑，并有了新的發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)。

3.3任務(wù)三：了解大國(guó)重器——萬(wàn)噸塔吊

學(xué)習(xí)過(guò)程1：教師介紹大國(guó)重器——全球首臺(tái)萬(wàn)噸米級(jí)上回轉(zhuǎn)塔機(jī)W12000—450；

學(xué)習(xí)過(guò)程2：教師介紹塔吊是如何安裝、工作和拆卸的（視頻）；

學(xué)習(xí)過(guò)程3：教師展示塔吊實(shí)物模型，尋找塔吊上的簡(jiǎn)單機(jī)械，模擬展示其工作過(guò)程。

設(shè)計(jì)意圖：大國(guó)重器——萬(wàn)噸塔吊的介紹，能夠激發(fā)學(xué)生自覺(jué)形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，促進(jìn)其情感的升華。通過(guò)展示塔吊實(shí)物模型及其工作過(guò)程，拉近了物理知識(shí)與真實(shí)生活之間的距離，讓學(xué)生真切地感受學(xué)以致用的樂(lè)趣。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中充滿興趣、神情專(zhuān)注，投入了深深的情感，這種投入也是深度學(xué)習(xí)的特征之一。

3.4任務(wù)四：評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案

展示兩個(gè)具有代表性的學(xué)生設(shè)計(jì)方案（見(jiàn)圖3），學(xué)生共同評(píng)價(jià)，探討其優(yōu)、缺點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：在共同評(píng)價(jià)和同伴分享中，學(xué)生們能夠找到完善設(shè)計(jì)方案的思路和方法。隨后，教師通過(guò)后測(cè)可以評(píng)估學(xué)生在本節(jié)課學(xué)習(xí)后在原有認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上所取得的新發(fā)展。

4促進(jìn)真實(shí)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

《課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出：物理學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)應(yīng)以學(xué)生發(fā)展為本，強(qiáng)化素養(yǎng)導(dǎo)向，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的改進(jìn)，注重實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”一致性。［7］

學(xué)科核心素養(yǎng)在真實(shí)的情境中表現(xiàn)得更明顯。因此，教師需要通過(guò)可觀察、可測(cè)量的評(píng)價(jià)任務(wù)來(lái)判斷學(xué)生是否達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo)。教師需特別關(guān)注學(xué)生在問(wèn)題解決、討論發(fā)言、動(dòng)手操作等活動(dòng)中表現(xiàn)出來(lái)的知識(shí)理解、技能掌握、能力發(fā)展和學(xué)習(xí)態(tài)度等情況。教師通過(guò)對(duì)學(xué)生在評(píng)價(jià)中的真實(shí)表現(xiàn)即評(píng)價(jià)證據(jù)的分析，診斷學(xué)生是否在學(xué)習(xí)、學(xué)到何種程度以及學(xué)習(xí)困難點(diǎn)是什么。這可以幫助教師確定接下來(lái)的教學(xué)應(yīng)該從何處著手并為學(xué)生搭建怎樣的學(xué)習(xí)支架，促進(jìn)他們的真實(shí)學(xué)習(xí)。本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)、評(píng)價(jià)任務(wù)和評(píng)價(jià)證據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。

5結(jié)束語(yǔ)

素養(yǎng)導(dǎo)向下指向真實(shí)問(wèn)題解決的初中物理課堂教學(xué)實(shí)踐探索，是讓學(xué)生獲得只適用于學(xué)校場(chǎng)景的惰性知識(shí)、阻礙素養(yǎng)形成現(xiàn)狀的重要探索，也是實(shí)現(xiàn)新課程教學(xué)改革愿景的切實(shí)行動(dòng)。教師通過(guò)讓學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)問(wèn)題的解決，不僅能促進(jìn)學(xué)生理解學(xué)科知識(shí)和觀念，還能激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在興趣，發(fā)展其學(xué)科實(shí)踐的能力，真正落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

［1］張華.讓學(xué)生創(chuàng)造著長(zhǎng)大——義務(wù)教育課程方案與課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）的核心理念［J］.福建教育，2022（27）：7-9.

［2］劉徽.大概念教學(xué)：素養(yǎng)導(dǎo)向的單元整體設(shè)計(jì)［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2022：2-13.

［3］［6］張華.讓孩子創(chuàng)造著長(zhǎng)大——2022年版義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)核心理念解析［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2022：104-119.

［4］［5］［7］中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：14-15，22-23，4.

**基金項(xiàng)目：本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)課題“素養(yǎng)導(dǎo)向下指向真實(shí)問(wèn)題解決的初中物理課例研究”（課題編號(hào)：E-b/2021/19）的階段性研究成果。

教學(xué)研究2024年第6期