學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)基于對學(xué)科教學(xué)特質(zhì)的把握

【摘 要】要培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，需要把握物理教學(xué)的特質(zhì)。課堂教學(xué)中，以實(shí)驗(yàn)為基，架構(gòu)單元設(shè)計(jì)脈絡(luò)；以探究為本，基于“探究行為”設(shè)計(jì)和實(shí)施課堂教學(xué)；構(gòu)建評價(jià)的生態(tài)系統(tǒng)，以評價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)。形成“核心素養(yǎng)—課程標(biāo)準(zhǔn)—單元設(shè)計(jì)—學(xué)習(xí)評價(jià)”教學(xué)鏈環(huán)。

【關(guān)鍵詞】物理學(xué)科核心素養(yǎng)；學(xué)科特質(zhì)；單元設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)探究

【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1005-6009（2017）03-0027-03

【作者簡介】許幫正，江蘇省無錫市教育科學(xué)研究院（江蘇無錫，214001）初中物理教研員，正高級教師，江蘇省特級教師，全國優(yōu)秀教師，“江蘇人民教育家培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對象，江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對象，長三角初中物理學(xué)科專家，蘇州大學(xué)物理專業(yè)教育碩士研究生導(dǎo)師。

從理念上說，物理學(xué)科核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的、帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。其基本要素由“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)方面構(gòu)成。在實(shí)踐層面上，我們要清楚學(xué)科核心素養(yǎng)的要義，把握物理學(xué)科特質(zhì)，基于探究培養(yǎng)思維，形成物理觀念。下面，筆者結(jié)合蘇科版初中物理教材的課堂教學(xué)實(shí)踐和思考談?wù)剛€(gè)人的一點(diǎn)想法。

一、以實(shí)驗(yàn)架構(gòu)教學(xué)脈絡(luò)，確立“單元設(shè)計(jì)”的思想

愛因斯坦曾說，“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端”；美國物理學(xué)家帕格爾斯曾說，“沒有實(shí)驗(yàn)的物理理論是空洞的，沒有理論的實(shí)驗(yàn)是盲目的，正是實(shí)驗(yàn)家使理論家保持老老實(shí)實(shí)的態(tài)度”；我國物理學(xué)家丁肇中認(rèn)為，“實(shí)驗(yàn)可以推翻理論，而理論永遠(yuǎn)無法推翻實(shí)驗(yàn)”。物理學(xué)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)由“實(shí)驗(yàn)（事實(shí)）、物理思想、數(shù)學(xué)（表達(dá)）”構(gòu)成。著名特級教師陶昌宏先生結(jié)合自身幾十年的教育教學(xué)實(shí)踐和研究成果，提出了“物理教學(xué)的基本特征”，其核心內(nèi)容是：物理教學(xué)要堅(jiān)持以創(chuàng)設(shè)問題情景為切入點(diǎn)，以觀察實(shí)驗(yàn)（事實(shí)）為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為核心，以提升學(xué)生探究能力為重點(diǎn)。所以，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)和物理課堂教學(xué)的重要基礎(chǔ)，可以說沒有實(shí)驗(yàn)，就沒有物理學(xué)，課堂學(xué)習(xí)中若沒有實(shí)驗(yàn)就沒有發(fā)生真正的物理學(xué)習(xí)。

讓我們將目光轉(zhuǎn)移到我們上課所用的物理教材上，剖析一下蘇科版教材的結(jié)構(gòu)體系。把某一章或某一單元的實(shí)驗(yàn)連接起來，就可以看出該章或該單元教材的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

案例1 液體的壓強(qiáng)

教材從固體壓強(qiáng)談起，遷移到液體壓強(qiáng)，提出探究問題，液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)；再通過實(shí)驗(yàn)，探究液體對容器底面、容器側(cè)壁是否有壓強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上，先提出猜想與假設(shè)：液體壓強(qiáng)與方向和深度、液體密度是否有關(guān)？再采用壓強(qiáng)計(jì)通過實(shí)驗(yàn)探究“控制變量比較壓強(qiáng)大小”。通過改變壓強(qiáng)計(jì)橡皮膜的方向、深度和液體密度進(jìn)行操作，最終得出探究結(jié)論。

案例2 物體的運(yùn)動

本單元的設(shè)計(jì)基于三組探究活動，從比較紙錐下落的快慢引入速度，從測量紙錐下落的速度到研究氣泡的運(yùn)動規(guī)律引入勻速直線運(yùn)動和變速直線運(yùn)動，從而建立起關(guān)于運(yùn)動的初步認(rèn)知。

從以上兩個(gè)案例，我們可以看出，蘇科版初中物理教材充分體現(xiàn)了“物理教學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”的理念，在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮學(xué)科的邏輯性與學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的融合。所以我們在教學(xué)時(shí)要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，尤其是實(shí)驗(yàn)探究過程，通過過程實(shí)現(xiàn)對知識的“漸進(jìn)建構(gòu)”，逐步提升物理的核心素養(yǎng)。

華東師范大學(xué)教授鐘啟泉著眼于“核心素養(yǎng)”界定的世界趨勢及我國“新課程改革”實(shí)施中產(chǎn)生的若干盲點(diǎn)，提出“基于核心素養(yǎng)的課程發(fā)展意味著，無論是課程開發(fā)者抑或一線教師都需要在‘核心素養(yǎng)—課程標(biāo)準(zhǔn)—單元設(shè)計(jì)—學(xué)習(xí)評價(jià)這一連串環(huán)環(huán)相扣的鏈環(huán)中聚焦核心素養(yǎng)展開運(yùn)作”。他認(rèn)為，“單元設(shè)計(jì)”將是撬動課堂轉(zhuǎn)型的一個(gè)支點(diǎn)，離開單元設(shè)計(jì)，就失去了“學(xué)科”“課程”的基礎(chǔ)，就會糾纏于“課時(shí)主義”，就會聚焦碎片化的“知識點(diǎn)”教學(xué)，導(dǎo)致“三維目標(biāo)”無法融合。同時(shí)，為了“單元設(shè)計(jì)”的創(chuàng)造，需要把握三個(gè)著力點(diǎn)：一是尋求學(xué)習(xí)境脈的真實(shí)性；二是把探究過程還給兒童，三是創(chuàng)造課堂中的思維文化。因此，我們在物理教學(xué)中思考核心素養(yǎng)的落實(shí)，也應(yīng)該著眼于單元設(shè)計(jì)，思考單元設(shè)計(jì)的抓手，在物理的單元設(shè)計(jì)創(chuàng)造活動中，實(shí)驗(yàn)是基本的落點(diǎn)。只有理解蘇科版實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義并以實(shí)驗(yàn)架構(gòu)教學(xué)脈絡(luò)，才能明確單元目標(biāo)的界定、課時(shí)目標(biāo)的分解、物理課堂教學(xué)的載體設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)評價(jià)，才能形成“核心素養(yǎng)—課程標(biāo)準(zhǔn)—單元設(shè)計(jì)—學(xué)習(xí)評價(jià)”的教學(xué)鏈環(huán)。

二、構(gòu)建以“探究行為”為核心學(xué)習(xí)行為的課堂，提升探究品質(zhì)

在本次“教海探航”活動中，筆者聆聽了三位優(yōu)秀教師所執(zhí)教的“歐姆定律”一課?？傮w而言，從課堂結(jié)構(gòu)、教學(xué)過程設(shè)計(jì)和實(shí)施，反映了三位教師較準(zhǔn)確地把握了初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的理念和要求，較深刻地領(lǐng)會了蘇科版教材編寫的意圖和特點(diǎn)，精心創(chuàng)設(shè)了系列的學(xué)生活動，較好地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)，探究味較“濃”?，F(xiàn)將三位教師實(shí)際授課時(shí)的精彩之處稍作整理。

第一位倪浩老師，他很重視學(xué)生的合作探究，倡導(dǎo)“悟?qū)W課堂·小組合作”，整節(jié)課以問題為牽引，設(shè)置了四組探究活動：如何連接調(diào)光燈；如何研究調(diào)光燈中電流變化的影響因素；由于小燈泡電阻會隨電流變化，建議采取定值電阻研究，如何設(shè)計(jì)研究電路；取得了數(shù)據(jù)后如何分析。整節(jié)課學(xué)生一直處于實(shí)驗(yàn)、探討之中，教師只是在學(xué)生小組討論碰到困難時(shí)給予個(gè)別指導(dǎo)。

第二位夏燕程老師在探究時(shí)采用電阻箱取代了常用的定值電阻，在“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)”環(huán)節(jié)的探究任務(wù)布置如下：

（1）在電路連接完成后，請同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄表格調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器，使導(dǎo)體電阻以及導(dǎo)體兩端的電壓等于表格中的數(shù)值后，準(zhǔn)確讀出電流表的示數(shù)，記錄在表格中。

（2）實(shí)驗(yàn)表格

表1

表2

（3）根據(jù)你所測數(shù)據(jù)，以電流I為縱坐標(biāo)，以電壓U為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，畫出I-U圖像。

第三位朱健老師在測量時(shí)沒有統(tǒng)一規(guī)定選取數(shù)據(jù)，但是對數(shù)據(jù)的處理非常獨(dú)特，他請學(xué)生將數(shù)據(jù)畫在透明膠片上（膠片上有坐標(biāo)紙）后，疊放在一起，得到了研究后的I-U圖像。

筆者在“十一五”“十二五”期間，帶領(lǐng)課題組，立足蘇科版課堂教學(xué)實(shí)踐，就初中物理學(xué)習(xí)中學(xué)生的學(xué)習(xí)行為做了系統(tǒng)研究。研究指出“探究行為”是初中物理學(xué)習(xí)中的核心行為，“探究行為”指探究學(xué)習(xí)中有目的的探查活動和體驗(yàn)行為，具體包括“有目的的實(shí)驗(yàn)、研討和思維交流過程”。在設(shè)計(jì)探究行為時(shí)要注意兩類載體的設(shè)計(jì)：一類是思維載體，思維載體的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是“有價(jià)值的問題”，為使思維活動既連貫又不乏躍遷，應(yīng)將問題整合成具有內(nèi)在邏輯的問題鏈。例如，上述倪浩老師的設(shè)計(jì)就充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)。再如在“動能勢能機(jī)械能”的問題鏈設(shè)計(jì)上，我們可以考慮設(shè)計(jì)這樣四組問題：什么樣的物體具有能量？運(yùn)動的小車怎樣把木塊推得更遠(yuǎn)？形變的彈簧怎樣把小車推得更遠(yuǎn)？舉高的重物怎樣把木樁打得更深？二是資源載體的設(shè)計(jì)，要以“實(shí)驗(yàn)”凸顯探究行為，例如上述中夏燕程老師對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，朱健老師對獲得圖像方式的改進(jìn)等。

就課時(shí)學(xué)習(xí)而言，我們應(yīng)該分解學(xué)習(xí)任務(wù)，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并將目標(biāo)的落實(shí)轉(zhuǎn)化在問題鏈的設(shè)計(jì)和解決中，以“問題”為導(dǎo)向，促進(jìn)外在活動與內(nèi)在活動的融合，以實(shí)驗(yàn)為載體，提升學(xué)生探究品質(zhì)。所以，基于“探究行為”設(shè)計(jì)和評價(jià)教學(xué)是落實(shí)物理核心素養(yǎng)的一條有效途徑。

三、設(shè)法構(gòu)建評價(jià)的生態(tài)系統(tǒng)，以評價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)

在本次“教海探航”活動中，筆者執(zhí)教了一節(jié)示范課——“長度和時(shí)間的測量”，在突破本課的重難點(diǎn)的學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)中，有意識地引入了評價(jià)技術(shù)，具體的課堂實(shí)錄如下：

案例3 利用評價(jià)突破“長度的測量”學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)（摘錄）

問題1：刻度尺如何放置？

一般，學(xué)生的回答如圖1所示。

追問1：這樣放可以嗎（圖2）？

追問2：兩種放法的區(qū)別在哪兒呢？

追問3：薄透明尺（學(xué)生用）怎么放呢？

總結(jié)：刻度尺的刻度線要緊靠被測物體。測量要了解工具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，這就是規(guī)則意識。

問題2：刻度尺如何讀數(shù)？

在“模擬測量活動”中先出示分度為1m的尺子讓學(xué)生讀所測物體長度（如圖3）；

逐步添加1dm、1cm分度后再讓學(xué)生讀。

總結(jié)：測量的目的是為了逼近真實(shí)值，減小誤差，讀數(shù)時(shí)應(yīng)根據(jù)分度值做出估讀。

問題3：多次測量取平均值，計(jì)算結(jié)果到底保留到哪一位？

追問：物體的長度是靠我們測出來的，還是算出來的？

總結(jié)：改進(jìn)測量方案可以減小誤差，但是必須遵循測量的規(guī)則。

教學(xué)活動與教學(xué)評價(jià)是在一個(gè)完整教育活動中交互作用的連續(xù)過程，教學(xué)評價(jià)與教學(xué)活動之間并不存在必然的誰先誰后的順序關(guān)系。具體到課堂學(xué)習(xí)評價(jià)，有三個(gè)關(guān)鍵要素，即清晰的學(xué)習(xí)目標(biāo)是前提，科學(xué)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是杠桿，適時(shí)的反饋與指導(dǎo)是保障。換言之，教師首先要有“課程標(biāo)準(zhǔn)”的意識，要把課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”轉(zhuǎn)化為教學(xué)中的“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”，轉(zhuǎn)化的途徑是依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、解讀教材文本確定清晰的、可測量、可界定、可評價(jià)的課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)。沒有課程標(biāo)準(zhǔn)參照的教學(xué)無異于失舵的船，沒有學(xué)習(xí)目標(biāo)參照的評價(jià)更像是沒有刻度的儀表盤。

具體到課堂學(xué)習(xí)評價(jià)策略，筆者認(rèn)為，應(yīng)該由“基于標(biāo)準(zhǔn)”的測量和與學(xué)習(xí)過程相伴的形成性評價(jià)共同組成。關(guān)于測量技術(shù)，可以依據(jù)“課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)”采用“習(xí)題選擇”和“任務(wù)設(shè)置”的方式進(jìn)行。關(guān)于形成性評價(jià)，課堂學(xué)習(xí)中主要采用“評估”技術(shù)。在實(shí)施課堂教學(xué)時(shí)，只要我們能夠構(gòu)建以“探究行為”為核心學(xué)習(xí)行為的課堂生態(tài)，以問題作為指引，然后再設(shè)計(jì)一定的情境，組織學(xué)生通過有目的的實(shí)驗(yàn)、研討或思維的交流活動解決所設(shè)置的問題，充分體現(xiàn)出學(xué)生的“探究行為”。在解決問題的過程中采用“答問”而非“問答”的方式，組織好師生評估，這就是一種質(zhì)性評價(jià)的過程。只有跳出特質(zhì)論的窠臼，從研究特質(zhì)向研究過程轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)能力與過程的動態(tài)、且可控制的相互作用，才能切實(shí)起到以評價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)的目的。

綜上所述，在課堂教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，需要把握物理教學(xué)的特質(zhì)，以實(shí)驗(yàn)為基，架構(gòu)單元設(shè)計(jì)脈絡(luò)；以探究為本，基于“探究行為”設(shè)計(jì)和實(shí)施課堂教學(xué)；構(gòu)建評價(jià)的生態(tài)系統(tǒng)，以評價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)。