學(xué)歷案：創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計 培養(yǎng)核心素養(yǎng)

黃桂元

摘 要：基于核心素養(yǎng)的課程改革勢在必行，倡導(dǎo)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物理教學(xué)，是體現(xiàn)物理課程價值的要求。關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)歷的物理學(xué)歷案的編制與設(shè)計，無疑有助于學(xué)生物理學(xué)核心素養(yǎng)的提升與落實。

關(guān)鍵詞：學(xué)歷案；學(xué)習(xí)設(shè)計；核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)是學(xué)生的必備品格和關(guān)鍵能力，怎樣的物理教學(xué)才能不斷提高學(xué)生的思維能力，提升核心素養(yǎng)，是物理教師值得深思、研究與探討的問題。本文以魯科版高中物理選修3-1中“探究磁場對電流的作用”一節(jié)為例，對物理學(xué)科“學(xué)歷案”核心要素的編制及其教學(xué)設(shè)計進(jìn)行探索，以培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

1 學(xué)歷案對培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)的意義

眾所周知，物理課程的學(xué)習(xí)是以物理科學(xué)素養(yǎng)的提升與發(fā)展為目標(biāo)訴求的，物理科學(xué)素養(yǎng)其實就是三維目標(biāo)中的知識、能力、技能、情感態(tài)度與價值觀的一個集合，在這個集合中居于核心地位的部分就是物理學(xué)核心素養(yǎng)。物理學(xué)核心素養(yǎng)主要包括物理觀念（素養(yǎng)1）、科學(xué)思維（素養(yǎng)2）、科學(xué)探究（素養(yǎng)3）、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任（素養(yǎng)4）。要提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，在學(xué)校層面，有兩條途徑：一是課程，二是課堂。就當(dāng)下情況來看，最大的問題是課堂，我們的課堂急需變革。而學(xué)歷案改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，將學(xué)生的學(xué)習(xí)帶入了一種全新的境界。

通常我們所說的教案是教師教學(xué)活動的設(shè)計方案，出發(fā)點是教師，關(guān)注教。還有學(xué)案只關(guān)注學(xué)生學(xué)。崔允漷教授指出，學(xué)歷案是指教師圍繞某一具體的學(xué)習(xí)單位（主題、課文或單元），從期望“學(xué)會什么”出發(fā)，以課堂活動為依托，設(shè)計并展示“學(xué)生何以學(xué)會”的過程，以便學(xué)生自主建構(gòu)或社會建構(gòu)起經(jīng)驗或知識的專業(yè)方案。所以，學(xué)歷案秉承了“以‘學(xué)歷為根，以學(xué)生為本”的思想，關(guān)注學(xué)生及其學(xué)習(xí)的過程和質(zhì)量，讓每一個學(xué)生都“在學(xué)習(xí)”、“真學(xué)習(xí)”[1]。

基于前文所述，物理核心素養(yǎng)的學(xué)歷案可定義為： 教師圍繞物理學(xué)科中的某一具體學(xué)習(xí)單位（課時、主題或單元），以課堂學(xué)習(xí)活動為抓手，以學(xué)生的“真會學(xué)、真學(xué)會、真會用”作為關(guān)注點，以物理核心素養(yǎng)為導(dǎo)向來設(shè)計學(xué)習(xí)經(jīng)歷，引導(dǎo)學(xué)生自主合作地構(gòu)建與內(nèi)化知識，讓學(xué)生真正地投入到學(xué)習(xí)中去，促使學(xué)生的學(xué)習(xí)表顯化、證據(jù)化[1]。

2 指向培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)設(shè)計

崔允漷教授認(rèn)為一份完整的學(xué)歷案包括六項基本要素： 主題與課時、學(xué)習(xí)目標(biāo)、評價任務(wù)、學(xué)習(xí)過程（資源與建議、課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)）、檢測與作業(yè)、學(xué)后反思[2]。這里主要以學(xué)歷案的三大核心要素“學(xué)習(xí)目標(biāo)、評價任務(wù)、學(xué)習(xí)過程”為考量基點來分析指向?qū)W生物理核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)設(shè)計。

2.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)——要學(xué)會什么

學(xué)校教育是有目的、有計劃、有組織的活動?！霸谏钪?，目標(biāo)幫助我們集中注意和精力，并表明我們想要完成的任務(wù)。在教育中，目標(biāo)表明了我們想要學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果”[3]。它“既是學(xué)習(xí)歷程設(shè)計的指南，也是衡量學(xué)習(xí)質(zhì)態(tài)和效果的標(biāo)準(zhǔn)或依據(jù)，呈現(xiàn)于學(xué)歷案之首”[4]。所以，學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)歷案設(shè)計的核心要素。

（1）從課標(biāo)解讀中滲透核心素養(yǎng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)最重要的設(shè)計依據(jù)就是課程標(biāo)準(zhǔn)。課程標(biāo)準(zhǔn)是整個基礎(chǔ)教育課程改革的核心，課程標(biāo)準(zhǔn)不但是教材編寫、教學(xué)、評估和考試命題的依據(jù)，更能折射出學(xué)生物理學(xué)習(xí)的認(rèn)知特點、基礎(chǔ)和能力。教師在寫教學(xué)設(shè)計時就要將內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)再加工，而再加工的過程就是滲透核心素養(yǎng)的過程，使蘊含其中的核心素養(yǎng)具體化、策略化、表顯化，使其可操作、可觀察、可測評[1]。“探究磁場對電流的作用”這節(jié)內(nèi)容的課標(biāo)要求：①通過實驗，理解安培力；②能判斷安培力的方向；③會計算勻強(qiáng)磁場中安培力的大?。虎芰私獍才嗔υ谏a(chǎn)生活中的應(yīng)用。本節(jié)內(nèi)容涉及知識點較多，蘊含多方面的核心素養(yǎng)。例如，①中通過“會動的鋁箔‘天橋，讓學(xué)生感受安培力（磁場對電流的作用力）的存在，建立物理核心觀念——相互作用觀（素養(yǎng)1）；通過實驗探究安培力與哪些因素有關(guān)，分析得出勻強(qiáng)磁場中安培力的大小計算公式：F=IlB（I⊥B），從定性和定量兩個方面進(jìn)行科學(xué)推理、找出規(guī)律、形成結(jié)論，使學(xué)生有效地構(gòu)建科學(xué)的思維方法和科學(xué)的實驗探究方案（素養(yǎng)2、素養(yǎng)3、素養(yǎng)4）。②中通過改變“會動的鋁箔‘天橋中電流、磁場方向，探究電流、磁場和安培力的方向關(guān)系，用三色塑料棒和橡皮泥制作一個模型（提示同學(xué)們對于立體方向關(guān)系可用這種方法記錄），各小組展示模型并進(jìn)行對比才得出結(jié)論，充分體會合作的意義（素養(yǎng)2、素養(yǎng)3、素養(yǎng)4）。③學(xué)會正確運用物理公式解題，不僅能鞏固所學(xué)知識、開拓思路，而且可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和思維方法（素養(yǎng)2）。④中討論安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，能幫助學(xué)生領(lǐng)悟到科學(xué)·技術(shù)·社會的關(guān)系（素養(yǎng)4）。

（2）從教材研讀中滲透核心素養(yǎng)

教材是開展教學(xué)活動，進(jìn)行教學(xué)改革，實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的基本依據(jù)。教學(xué)過程的中心就是學(xué)生對教材內(nèi)容的感知、理解、掌握和運用。美國心理學(xué)家布盧姆指出：“學(xué)習(xí)的每一個階段都存在著學(xué)習(xí)者、材料和教師之間的相互作用，這種相互作用是教學(xué)過程的核心”[2]?！皩W(xué)歷案”雖然包含教法、學(xué)法、學(xué)習(xí)過程、評價、反思等因素，但我們?nèi)圆荒芊艞墝滩牡难凶x與挖掘，在設(shè)計指向核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)時更要這樣。如在“導(dǎo)入”中，教材介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)時，寫道“當(dāng)時學(xué)生未意識到這小小偏轉(zhuǎn)的含義，而奧斯特卻為此激動萬分”， 時時向?qū)W生傳遞著這樣的思想：體驗探索自然規(guī)律的樂趣。還有，巧用教材中方框內(nèi)的小內(nèi)容，教師如果充分利用這些小內(nèi)容，會起到培養(yǎng)學(xué)生興趣、激活學(xué)生思維的作用。如教材P114實驗與探究方框中“方法點撥”——控制變量法，該方法是科學(xué)探究中的重要思想方法，廣泛運用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實驗研究中。所以，教師在設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)時，要將研究物理的好奇心與求知欲、設(shè)計實驗探究方案等方面作為學(xué)習(xí)目標(biāo)核心指向。

（3）從學(xué)情分析中滲透核心素養(yǎng)

學(xué)情分析就是對有關(guān)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的分析，奧蘇貝爾（D.P.Ausubel）甚至認(rèn)為，影響學(xué)習(xí)的唯一最重要因素，就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么。學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計需要依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，在教學(xué)設(shè)計上要體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)與素養(yǎng)基礎(chǔ)的差異。本節(jié)課我的學(xué)情分析：學(xué)生在學(xué)習(xí)本章節(jié)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁場，知道了磁體和電流周圍磁場的性質(zhì)及特點，了解到磁體間的相互作用、電流周圍存在著磁場以及電與磁之間有聯(lián)系。雖然學(xué)生對于磁場究竟有何作用還是未知，但是，由電流能夠產(chǎn)生磁場，學(xué)生應(yīng)該比較容易想到磁場可能對電流產(chǎn)生作用。另外，學(xué)生通過高一物理“必修”課程的學(xué)習(xí)，經(jīng)歷了牛頓第二定律等實驗探究過程，已經(jīng)掌握了變量控制實驗探究的一些科學(xué)研究方法，為本節(jié)的探究性學(xué)習(xí)做了鋪墊。鑒于大部分學(xué)生基本功扎實、已有知識掌握熟練到位，本節(jié)課可以在教師引導(dǎo)下充分調(diào)動學(xué)生積極性發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，以探究實驗的形式完成本節(jié)教學(xué)任務(wù)。

這樣，學(xué)習(xí)目標(biāo)就不會被 “拔高”或 “降低”，能準(zhǔn)確把握學(xué)生核心素養(yǎng)的 “最近發(fā)展區(qū)”，以此滿足不同層次學(xué)生的需求。

2.2 評價任務(wù)——何以知道是否學(xué)會

“評價任務(wù)”（對應(yīng)學(xué)歷案中每項“課堂活動”后的“檢測活動”）是指為檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況而設(shè)計的檢測項目。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，其設(shè)計往往置于課堂教學(xué)之后，而“學(xué)歷案”將其設(shè)計優(yōu)先于教學(xué)活動的設(shè)計，可以更好地幫助教師理清目標(biāo)達(dá)成的“標(biāo)準(zhǔn)”，正確區(qū)分學(xué)習(xí)任務(wù)與評價任務(wù)，使教學(xué)活動的安排更具針對性。同時在課堂活動中，前置的評價利于教師了解實際的學(xué)習(xí)境遇與學(xué)習(xí)質(zhì)態(tài)，進(jìn)而施以及時的調(diào)控，做到“學(xué)—教—評”的一致性落實，充分發(fā)揮評價對學(xué)生的促進(jìn)作用，即“實現(xiàn)了教學(xué)活動對教學(xué)評價的支持，達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)中的整體落實，也有利于課程標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)”[5]。需要注意的是，各個設(shè)計要素的聯(lián)動一致必須要有明確的問題引向，并且要在一定的情境氛圍下實施，前者利于學(xué)生明白做什么、怎么做以確?！白龅迷鯓印?，后者利于激發(fā)學(xué)生愿意做、努力做。而整體對接學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時，也是核心素養(yǎng)滲透的過程。

（1）從問題設(shè)置中提升核心素養(yǎng)

評價任務(wù)必須以明確的問題為指引，那么在設(shè)置問題時，其檢測的必然是其指向點——物理學(xué)核心素養(yǎng)，獨具匠心的問題設(shè)置是提升學(xué)生核心素養(yǎng)的助推器。對于高中生來說，物理“核心素養(yǎng)不是直接由教師教出來的，而是在問題情境中借助問題解決的實踐培育起來的”[6]?！叭欢?，運用知識、創(chuàng)新知識的能力是難以借助教學(xué)訓(xùn)練來獲得的”[6]，必須通過學(xué)生解決問題的過程，教師在課堂教學(xué)中恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置些問題，引導(dǎo)學(xué)生探索獲取新知識、新技能，如批判性思維能力、團(tuán)體協(xié)作與溝通能力、歸納與表達(dá)能力等。解決問題的過程其實就是知識運用與創(chuàng)新的過程，這不但是培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，也是學(xué)歷案明確關(guān)注的 “學(xué)生是否‘真學(xué)會”的問題。因此，在進(jìn)行評價任務(wù)的設(shè)計時，如何巧妙設(shè)置問題就成了關(guān)鍵。

（2）從情境創(chuàng)設(shè)中提升核心素養(yǎng)

對于評價任務(wù)來說，核心素養(yǎng)的滲透主要體現(xiàn)于問題情境的創(chuàng)設(shè)中。有效教學(xué)情境是幫助學(xué)生達(dá)成核心素養(yǎng)的重要途徑，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，以“問題”促“思維”，引發(fā)學(xué)生內(nèi)部思維矛盾沖突，激發(fā)學(xué)生積極、主動地思考，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的形成和發(fā)展。物理是一門和生活實際結(jié)合非常緊密的學(xué)科，課堂教學(xué)應(yīng)貼近現(xiàn)實生活，與學(xué)生實際生活相聯(lián)系。心理學(xué)研究表明：具體形象對人的感知具有神奇的作用，越是鮮明、具體、活潑的生活經(jīng)歷，越能縮短感知的時間，引起聯(lián)想、想象。物理學(xué)知識的轉(zhuǎn)化都是基于一定情境的，其實，蘊含其中的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也是基于情境且應(yīng)回歸于生活的，因為它“是在問題情境中借助問題解決的實踐培育起來的”[6]，“因此，與其直接訓(xùn)練思維能力與社會能力之類的素養(yǎng)與能力，不如優(yōu)先設(shè)定有助于自發(fā)地產(chǎn)生思維與溝通互動的情境的設(shè)計”[6]。所以，在匹配目標(biāo)、明確任務(wù)的基礎(chǔ)上，從日常生活中的社會熱點、貼近學(xué)生生活等角度進(jìn)行問題情境的設(shè)置，利用這些情境將蘊含于知識中的物理核心素養(yǎng)顯現(xiàn)化，引導(dǎo)學(xué)生于現(xiàn)實情境中去思考、去表達(dá)，將物理核心素養(yǎng)的一點一滴滲透給學(xué)生。

根據(jù)以上兩項原則，在“探究磁場對電流的作用”的課堂活動，教師設(shè)置了兩項評價任務(wù)：

【檢測活動1】：據(jù)報導(dǎo)，美國海軍成功試射電磁炮，這種電磁炮的炮彈速度達(dá)5倍音速，射程遠(yuǎn)達(dá)110海里（200公里）。電磁炮的主要原理如圖1所示，一臺電磁炮的彈體質(zhì)量m=20g（包括金屬桿EF的質(zhì)量），能從靜止加速到最大速度v=10km/s（常規(guī)炮彈的速度約為2km/s），若光滑金屬軌道寬L=2m，長為x=100m，通過的電流為I=10A，試求：

（1）標(biāo)出圖中炮彈的受力方向；

（2）軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。

【檢測活動2】：結(jié)合 “檢測活動1”及之前學(xué)過的知識，思考3分鐘，再以小組為單位展開討論5分鐘，簡要說明提高電磁炮的發(fā)射速度的可行性方案。

兩項檢測活動與 “目標(biāo)2、目標(biāo)3”相匹配，教師以真實情境為背景，檢測了學(xué)生對安培力相關(guān)知識的理解程度，且展示出較新的軍事研究動態(tài)，與生活聯(lián)系緊密，不但有利于學(xué)生拓展物理前沿科技的視野，同時易營造興趣氛圍，激發(fā)學(xué)生對物理科研的興趣，一定程度上影響學(xué)生未來的職業(yè)愿景，并以此來造福社會、造福人類（素養(yǎng)4）。同時，這里巧妙運用檢測活動1為基點驅(qū)動學(xué)生對檢測活動 2 的探索求解。檢測活動2 是一個開放性問題，是基于學(xué)生的知識經(jīng)驗提出來的，目的在于檢測學(xué)生對已學(xué)知識的理解與運用，同時增強(qiáng)學(xué)生對國防軍事的認(rèn)識（素養(yǎng)4）。通過小組討論，學(xué)生可積極地融入到這個動腦的環(huán)節(jié)中，用科學(xué)的思維針對這一議題展開思考和論證，進(jìn)而表達(dá)自己的觀點，回憶、遷移應(yīng)用先前的知識、提高運用所學(xué)知識來解決實際問題的能力（素養(yǎng)2）。

2.3 學(xué)習(xí)過程（課堂活動）——如何分小步子達(dá)到學(xué)會

學(xué)習(xí)過程是指學(xué)生在教學(xué)情境中通過與教師、同學(xué)以及教學(xué)信息的相互作用獲得知識、技能和態(tài)度的過程。學(xué)歷案的學(xué)習(xí)過程設(shè)計主要包括資源與建議、課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)三個方面，這里我僅以課中學(xué)習(xí)為重點進(jìn)行闡述。日本學(xué)者佐藤學(xué)認(rèn)為“學(xué)習(xí)就是在教師的介入下，學(xué)生自立地、合作地進(jìn)行的活動，是從個體出發(fā)，經(jīng)過與同伴的合作、又再返回到個體的經(jīng)歷過程”。所以，學(xué)歷案的課中學(xué)習(xí)主要是用一系列教與學(xué)的活動來貫穿的。對于物理課堂活動來說，常見的形式有：結(jié)合視頻、圖片、數(shù)據(jù)進(jìn)行問題討論；根據(jù)現(xiàn)象自主探究；教師演示實驗等。在學(xué)歷案中，課堂活動的“流程”會以文本的形式具體呈現(xiàn)出來，由此記錄每一個學(xué)生學(xué)習(xí)過程的學(xué)業(yè)表現(xiàn)，學(xué)生也能夠真正進(jìn)入學(xué)習(xí)場域，保證其“在學(xué)習(xí)、真學(xué)習(xí)”，整個過程中讓學(xué)生留下思考或問題解決的痕跡，在目標(biāo)的指引下，將核心素養(yǎng)滲透于活動中[1]。表1以 “探究磁場對電流的作用”為例呈現(xiàn)的課堂活動，同時也對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行展示。

核心素養(yǎng)是一個人終身發(fā)展、幸福生活和融入社會的必備條件。學(xué)歷案以基于教材、學(xué)情及課標(biāo)的學(xué)習(xí)目標(biāo)為教學(xué)導(dǎo)向，以與目標(biāo)相匹配的評價任務(wù)為教學(xué)標(biāo)尺，以 目標(biāo)引領(lǐng)與評價前置下的學(xué)習(xí)活動為教學(xué)主旋律，于其中時時滲透核心素養(yǎng)。授人以魚，不如授人以漁，唯有提升學(xué)習(xí)力才能讓學(xué)生終身受益。

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