物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)研究

王煥霞

(1. 曲阜師范大學(xué)教育學(xué)院,山東 曲阜 273165; 2. 山東師范大學(xué)教育學(xué)部,山東 濟南 250014;3. 中國教育大數(shù)據(jù)研究院,山東 曲阜 273165)

學(xué)科能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)明確指出學(xué)生在某一階段應(yīng)達(dá)到的學(xué)習(xí)表現(xiàn),它以清晰文本的形式呈現(xiàn)出來,給一線教師教學(xué)評價帶來便利,同時也為我國教育質(zhì)量監(jiān)測工程提供基石,開發(fā)學(xué)科能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)具有重要意義．而物理實驗?zāi)芰ψ鳛橐环N重要的物理學(xué)科能力,其能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)具有迫切性和現(xiàn)實意義．

1 物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)概念內(nèi)涵

物理實驗?zāi)芰κ窃谟嘘P(guān)的物理知識、技能基礎(chǔ)上,順利地完成物理實驗活動任務(wù)的個性心理特征,主要是指根據(jù)實驗?zāi)康摹嶒炓笾贫▽嶒灧桨?、實驗步驟,設(shè)計記錄表格,合理地選取實驗儀器,正確地使用儀器并進行實驗操作,分析整理實驗結(jié)果,得出實驗結(jié)論等能力．物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),物理實驗?zāi)芰κ且环N重要的物理學(xué)科能力．物理實驗?zāi)芰?xì)化為物理實驗操作能力,物理實驗條件控制能力,物理實驗記錄能力,表達(dá)實驗結(jié)果并最終解決物理問題能力．[1]

一般而言,表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)以學(xué)科能力為基礎(chǔ)．表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)是指學(xué)生應(yīng)當(dāng)達(dá)成的基本能力、關(guān)鍵技能的目標(biāo)規(guī)定,是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的準(zhǔn)則．與此對應(yīng),物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)是指,學(xué)生經(jīng)過物理實驗學(xué)習(xí)之后應(yīng)達(dá)成的物理實驗?zāi)芰?、關(guān)鍵技能的目標(biāo)規(guī)定,是衡量學(xué)生物理實驗學(xué)習(xí)結(jié)果的準(zhǔn)則,一般包括“表現(xiàn)描述”、“表現(xiàn)水平”與“作業(yè)實例及評注”等．[2-3]

2 物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)

結(jié)合物理實驗?zāi)芰Φ幕疽睾头诸?本研究分別對物理實驗操作能力、物理實驗條件控制能力、物理實驗記錄能力、表達(dá)實驗結(jié)果并最終解決物理問題能力開發(fā)了相應(yīng)的能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)．這里展示物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成要素“表現(xiàn)描述”和“表現(xiàn)水平”．

2.1 物理實驗操作能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

表現(xiàn)描述:進入實驗室以后,服從指導(dǎo)教師的指導(dǎo),注意愛護儀器,根據(jù)實驗?zāi)康?、要求制定實驗的方案、步驟,設(shè)計記錄表格,合理地選取儀器,正確地使用儀器和進行測量,分析整理實驗結(jié)果,得出必要結(jié)論,實驗結(jié)束后對實驗儀器進行整理歸位．

表現(xiàn)水平:表現(xiàn)優(yōu)異、合格、有待提高．詳見表1．

表1 物理實驗操作能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 物理實驗條件控制能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

表現(xiàn)描述:對實驗操作過程和方法的控制;預(yù)想和思考影響實驗效果或結(jié)果的各種因素,保持其他因素不變,只改變一種因素,進行對比實驗,記錄實驗現(xiàn)象、事實并進行分析、研究和處理;在執(zhí)行實驗計劃時逐步建立完成實驗操作活動的內(nèi)部體驗,對自己的的操作進行控制和調(diào)整．

表現(xiàn)水平:表現(xiàn)優(yōu)異、合格、有待提高．詳見表2．

表2 物理實驗條件控制能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.3 物理實驗記錄能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

表現(xiàn)描述:記錄儀器裝置、操作過程、實驗條件、現(xiàn)象和事實、實驗原理等．要如實、準(zhǔn)確、客觀地記錄所觀察到的信息、數(shù)據(jù),正確使用文字、物理術(shù)語等記錄手段,確保記錄的科學(xué)性,記錄要全面而有條理．

表現(xiàn)水平:表現(xiàn)優(yōu)異、合格、有待提高．詳見表3．

表3 物理實驗記錄能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.4 表達(dá)實驗結(jié)果并最終解決物理問題能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

表現(xiàn)描述:將所得的實驗結(jié)果用文字、圖表、報告等形式,明了易懂地表述出來,易于使他人理解;能夠?qū)ξ锢韺嶒灲Y(jié)果進行總結(jié)歸納,得出物理實驗結(jié)論,最后形成科學(xué)的物理概念、定律和規(guī)律;能夠靈活運用這些科學(xué)知識解釋實際生產(chǎn)生活中的物理現(xiàn)象,解決物理問題．

表現(xiàn)水平:表現(xiàn)優(yōu)異、合格、有待提高．詳見表4．

表4 表達(dá)實驗結(jié)果并最終解決物理問題能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)

3 物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)案例研究

這里展示物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成要素“作業(yè)實例及評注”．

3.1 作業(yè)要求

實驗室準(zhǔn)備了下列主要的實驗器材:帶孔的金屬小球、光電門和光電計時器．試設(shè)計一個實驗,驗證機械能守恒定律．

要求: ① 說明實驗方法和原理以及還需要的測量工具和器材; ② 說明實驗的步驟; ③ 說明實驗處理和驗證的具體方法; ④ 說明誤差產(chǎn)生的原因和改進的方法．

3.2 完成條件

小組完成、有時間限制、課堂作業(yè)、有教師反饋．

3.3 對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

物理實驗操作能力:進入實驗室以后,服從指導(dǎo)教師的指導(dǎo),注意愛護儀器,根據(jù)實驗?zāi)康?、要求制定實驗的方案、步驟,設(shè)計記錄表格,合理地選取儀器,正確地使用儀器和進行測量,分析整理實驗結(jié)果,得出必要結(jié)論,實驗結(jié)束后對實驗儀器進行整理歸位．

物理實驗記錄能力:記錄儀器裝置、操作過程、實驗條件、現(xiàn)象和事實、實驗原理等．要如實、準(zhǔn)確、客觀地記錄所觀察到的信息、數(shù)據(jù),正確使用文字、物理術(shù)語等記錄手段,確保記錄的科學(xué)性,記錄要全面而有條理．

3.4 學(xué)生作業(yè)展示(表5)

表5 學(xué)生作業(yè)

3.5 教師評注

本作業(yè)展示了物理實驗操作能力的表現(xiàn),學(xué)生能夠根據(jù)實驗?zāi)康?、要求設(shè)計與制定驗證機械能守恒定律的實驗方案、步驟,合理地選取儀器,正確地使用儀器進行測量;學(xué)生能掌握運用光電門和光電計時器的方法,并運用刻度尺和游標(biāo)卡尺測量所需的數(shù)據(jù),完成實驗;分析整理實驗結(jié)果,驗證機械能守恒定律．對照“表1 物理實驗操作能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)”,可以判斷學(xué)生表現(xiàn)水平為“表現(xiàn)優(yōu)異”．

本作業(yè)還展示了物理實驗記錄能力的表現(xiàn),學(xué)生在明確實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上,知道重點要記錄的內(nèi)容,能按照要求正確使用文字、物理術(shù)語等記錄手段,如實、準(zhǔn)確、客觀地記錄實驗操作要點、所觀察到的關(guān)鍵信息,能夠記錄多次測量的小球直徑d、懸點到小球釋放點的高度h、小球在最低點處穿過光電門所用的時間Δt、物體下落的距離Δh等關(guān)鍵數(shù)據(jù),確保了實驗記錄的科學(xué)性、有效性和條理性．對照“表3 物理實驗記錄能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)”,可以判斷學(xué)生表現(xiàn)水平為“表現(xiàn)優(yōu)異”．

上述展示了“物理實驗操作能力和物理實驗記錄能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)”的構(gòu)成要素“作業(yè)實例及評注”．由于學(xué)科能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)提供了學(xué)生作業(yè)實例來展示學(xué)生已經(jīng)達(dá)到“表現(xiàn)水平”的等級,不僅教師可以方便地參照作業(yè)實例指導(dǎo)和檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,而且學(xué)生也可參照作業(yè)實例判斷自己達(dá)到何種表現(xiàn)水平,這將有效促進物理教育評價正義性的實現(xiàn)．[4]

需要說明的是,由于解決一道相對復(fù)雜的物理問題時可能需要學(xué)生綜合運用多種物理能力才能實現(xiàn),比如一道試題既考查了物理實驗?zāi)芰?、物理思維能力、又考查了物理觀察能力,我們以試題最核心考查的能力指標(biāo)為準(zhǔn)．[5]

4 研究結(jié)論

物理學(xué)科能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)對一線教師的課堂教學(xué)與評價具有重要指導(dǎo)意義,并為大規(guī)模學(xué)業(yè)評價提供參考,同時為深入開展物理學(xué)業(yè)評價與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性研究提供借鑒．[6]物理實驗?zāi)芰ψ鳛橐环N重要的物理學(xué)科能力,其能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)具有迫切性和現(xiàn)實意義．

結(jié)合物理實驗?zāi)芰Φ幕疽睾头诸?分別對物理實驗操作能力、物理實驗條件控制能力、物理實驗記錄能力、表達(dá)實驗結(jié)果并最終解決物理問題能力開發(fā)了相應(yīng)的能力表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)．物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)包括“表現(xiàn)描述”、“表現(xiàn)水平”與“作業(yè)實例及評注”．本研究開發(fā)的物理實驗?zāi)芰Ρ憩F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)具有重要的借鑒價值,將有效促進課程改革的深入發(fā)展．