提升學(xué)科素養(yǎng)的高中物理習(xí)題包設(shè)計(jì)

摘?要：習(xí)題測(cè)評(píng)是外顯學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的一條有效途徑，也是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)水平的重要手段.高質(zhì)量習(xí)題是準(zhǔn)確反映能力和評(píng)價(jià)能力的前提.以物理學(xué)科素養(yǎng)為基點(diǎn)，通過(guò)命題細(xì)目表、主題式習(xí)題包、轉(zhuǎn)換題型、多級(jí)評(píng)價(jià)等方式，優(yōu)化習(xí)題設(shè)計(jì)，有效提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：學(xué)科素養(yǎng);知識(shí)維度;能力維度;細(xì)目表;習(xí)題包

文章編號(hào)：1008-4134（2020）07-0037中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

作者簡(jiǎn)介：施學(xué)斌（1969-），男，浙江桐鄉(xiāng)人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué).

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)而逐漸形成的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力.物理科學(xué)思維是其核心素養(yǎng)的重要組成部分.物理科學(xué)思維是一種綜合能力，體現(xiàn)在多個(gè)維度，其中能基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)觀察概括、能基于證據(jù)意識(shí)推論預(yù)測(cè)、能基于模型構(gòu)建解釋論證、能基于客觀規(guī)律探究創(chuàng)新等是不同解構(gòu)視角中的公共要素.

北京師范大學(xué)物理學(xué)系郭玉英教授將物理學(xué)科素養(yǎng)總結(jié)為學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐、遷移創(chuàng)新三個(gè)能力維度.郭老師認(rèn)為物理學(xué)習(xí)的三個(gè)能力維度的二級(jí)表現(xiàn)指標(biāo)為：（1）學(xué)習(xí)理解——觀察記憶，概括論證，關(guān)聯(lián)整合;（2）應(yīng)用實(shí)踐——分析解釋?zhuān)普擃A(yù)測(cè)，綜合應(yīng)用;（3）遷移創(chuàng)新——直覺(jué)聯(lián)想，遷移與質(zhì)疑，構(gòu)建新模型.

能力作為一種內(nèi)隱的心理特質(zhì)，需要通過(guò)外顯的行為來(lái)進(jìn)行診斷和評(píng)估.學(xué)習(xí)過(guò)程中的習(xí)題測(cè)評(píng)是一種非常重要的能力外顯手段和途徑.而能力目標(biāo)清晰的習(xí)題是準(zhǔn)確診斷和評(píng)估學(xué)科素養(yǎng)的保障.

1?優(yōu)化命題細(xì)目表，明確學(xué)科素養(yǎng)要求

指向明確且詳盡的命題細(xì)目表是編制高質(zhì)量習(xí)題的保證.但在一般情況下，細(xì)目表僅用于試卷習(xí)題的編寫(xiě)，而且命題細(xì)目表主要體現(xiàn)的是知識(shí)維度，其指向性也比較寬泛，不夠精細(xì).另外，命題細(xì)目表對(duì)學(xué)科素養(yǎng)要求卻鮮有涉及，知識(shí)本位的觀念較為濃厚.試卷檢測(cè)是階段性的小結(jié)和反饋，無(wú)法反映出學(xué)生在某一知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題和掌握的程度.在教學(xué)過(guò)程中想要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有持續(xù)性準(zhǔn)確的測(cè)評(píng)和分析，那么在編寫(xiě)習(xí)題時(shí)制定命題細(xì)目表是一條重要的途徑.當(dāng)然，不是每一道習(xí)題都要有詳細(xì)的命題細(xì)目表，而是將它用于核心知識(shí)的習(xí)題測(cè)評(píng)中.在核心知識(shí)習(xí)題編寫(xiě)中建立知識(shí)維度和能力維度的命題細(xì)目表，既有利于教師對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況和學(xué)科素養(yǎng)落實(shí)情況的準(zhǔn)確分析，也有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)上的自我評(píng)價(jià)和后續(xù)學(xué)習(xí)行為的調(diào)整.本文通過(guò)下面的一個(gè)示例加以說(shuō)明.

例1?科考人員在北極乘車(chē)行進(jìn)，由于地磁場(chǎng)的作用，汽車(chē)后輪輪軸（如圖1所示）的左、右兩端電勢(shì)高低情況是

A.從東向西運(yùn)動(dòng)，左端電勢(shì)較高

B.從東向西運(yùn)動(dòng)，右端電勢(shì)較高

C.從西向東運(yùn)動(dòng)，左端電勢(shì)較高

D.從西向東運(yùn)動(dòng)，右端電勢(shì)較高

【答案】AC

【分析】由于地磁場(chǎng)的存在，當(dāng)?shù)厍虮睒O附近水平面上駕駛一輛車(chē)向前行進(jìn)時(shí)，由于地磁場(chǎng)作用，汽車(chē)兩端會(huì)有電勢(shì)差，相當(dāng)于金屬棒在切割磁感線一樣.從駕駛員角度看，磁場(chǎng)向下，由右手定則可判定汽車(chē)左端的電勢(shì)比右端的電勢(shì)高.

【詳解】地球北極的磁場(chǎng)向下，無(wú)論汽車(chē)從東向西運(yùn)動(dòng)，還是從西向東運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)后輪輪軸切割磁感線，由右手定則可知，從駕駛員角度看，汽車(chē)的左端電勢(shì)較高，故A、C正確，故選：AC.

電磁感應(yīng)定律和右手定則是高中物理的核心知識(shí)之一.題中對(duì)知識(shí)維度的要求較基礎(chǔ)，對(duì)能力維度的要求相對(duì)比較高.知識(shí)維度和能力維度之間既相對(duì)獨(dú)立又相互影響，從這兩維度制定命題細(xì)目表，使得知識(shí)和能力測(cè)評(píng)更加明確、更加完善，也為教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)提供了準(zhǔn)確的依據(jù).知識(shí)維度中的“（3-2）4.3.B1”指的是相應(yīng)知識(shí)、技能或方法對(duì)應(yīng)的具體條目信息，見(jiàn)表2（選取了其中一部分）.

2?編制主題式習(xí)題包，考查多維度能力

在同一主題知識(shí)下設(shè)計(jì)多個(gè)習(xí)題并打包，考查的知識(shí)維度相同，能力維度不同.習(xí)題包中的習(xí)題有著不同的題目情景和相互間的知識(shí)關(guān)聯(lián)度，習(xí)題的呈現(xiàn)有一定的代表性，學(xué)生在解題過(guò)程中應(yīng)用同一知識(shí)內(nèi)容和方法，但需要?jiǎng)佑貌煌膶W(xué)科素養(yǎng)去解決問(wèn)題.通過(guò)主題式習(xí)題包的學(xué)習(xí)有助于強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng).通過(guò)下面的一個(gè)示例（見(jiàn)表3）加以說(shuō)明.

3?轉(zhuǎn)變題型外顯思維過(guò)程，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)“落地”

“科學(xué)思維”是核心素養(yǎng)的要素之一，是學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用物理知識(shí)和方法的過(guò)程中必備的能力.科學(xué)思維的培養(yǎng)是從認(rèn)識(shí)方式和過(guò)程的角度對(duì)學(xué)生的關(guān)鍵能力的培養(yǎng).學(xué)生的思維過(guò)程通過(guò)教師的針對(duì)性干預(yù)能明確指向?qū)W科素養(yǎng)的落實(shí).思維過(guò)程看不見(jiàn)，因此在教學(xué)中主要采用發(fā)言和練習(xí)兩種活動(dòng)方式來(lái)展示學(xué)生的思維過(guò)程.

學(xué)生在課堂上的發(fā)言、與老師的交流，都是一種思維的表達(dá)方式，關(guān)注學(xué)生的語(yǔ)言就是關(guān)注學(xué)生的思維.但學(xué)生的發(fā)言是否能真正反映和表達(dá)他的思維？答案是不一定的.這里原因很多，其一是語(yǔ)言表達(dá)能力受限，特別是學(xué)生在用科學(xué)的物理語(yǔ)言表達(dá)時(shí)會(huì)存在困難.比如在解釋離心運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生生活中都經(jīng)歷過(guò)這種運(yùn)動(dòng)，所以認(rèn)識(shí)這種運(yùn)動(dòng)并不困難，困難的是如何用科學(xué)的概念和術(shù)語(yǔ)解釋離心運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象.學(xué)生用生活語(yǔ)言分析離心現(xiàn)象時(shí)會(huì)把慣性當(dāng)成受力進(jìn)行分析解釋.其二是受環(huán)境因素限制（群體壓力），個(gè)體在群體中發(fā)言其心理上會(huì)承受一定的壓力.這種壓力會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不回答問(wèn)題，或者沒(méi)有足夠的信心組織語(yǔ)言表達(dá)觀點(diǎn).其三是課堂發(fā)言的方式受眾面較小，無(wú)法讓更多的學(xué)生充分展現(xiàn)自己的思維.因此，通過(guò)課堂發(fā)言展示思維過(guò)程有一定的局限性.

練習(xí)提供了另一種將思維方式、思維過(guò)程通過(guò)習(xí)題解答呈現(xiàn)的機(jī)會(huì).這種方式受眾面大，每位學(xué)生都能得到展示.但日常習(xí)題的類(lèi)型設(shè)計(jì)大部分情況下關(guān)注的是終結(jié)性評(píng)價(jià)，缺少能充分記錄學(xué)生思維過(guò)程的習(xí)題.將客觀題轉(zhuǎn)換成主觀題的習(xí)題類(lèi)型變化，用“解釋原因”“比較分析”“作圖說(shuō)明”等問(wèn)答形式充分展示學(xué)生解題的思維過(guò)程，有利于教師做出正確的評(píng)價(jià)，促使物理學(xué)科素養(yǎng)真正落地.通過(guò)以下例題說(shuō)明.

例2?摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過(guò)百米.電梯的簡(jiǎn)化模型如圖5所示.考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的，已知電梯在t=0時(shí)由靜止開(kāi)始上升，a─t圖象如圖6所示.電梯總質(zhì)量m=2.0×103kg.忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2.以下說(shuō)法正確的是

A.前10s內(nèi)電梯先勻加速再勻速運(yùn)動(dòng)

B.20s末電梯受到的拉力為零

C.2s末電梯的速度大小為1.5m/s

D.32s末拉力的功率為1.7×104W

大部分學(xué)生能對(duì)選項(xiàng)A、B做出正確的分析和判斷.選項(xiàng)C、D的思維障礙是相同的，如果沒(méi)有將相關(guān)方法遷移到問(wèn)題中，不明白圖象面積的意義，則思維活動(dòng)無(wú)法進(jìn)行下去.但由于A、B選項(xiàng)容易分析，所以學(xué)生偶然答對(duì)的概率也比較高，作為練習(xí)題明顯干擾了教師對(duì)學(xué)生個(gè)體思維過(guò)程的診斷.

若是用該題作為評(píng)估學(xué)生相關(guān)學(xué)科素養(yǎng)的練習(xí)題，可以將題型改為解答題.

（1）描述電梯的運(yùn)動(dòng)過(guò)程？

（2）在電梯上升過(guò)程中，拉力的最大值和最小值？

（3）電梯在第1s末的速度大小？求解的依據(jù)？

（4）32s末拉力的功率？

將選擇題的選項(xiàng)改成問(wèn)答形式，把學(xué)生的思維過(guò)程通過(guò)書(shū)面的形式展現(xiàn)出來(lái)，有助于教師診斷每位學(xué)生的思維過(guò)程和學(xué)科素養(yǎng).通過(guò)總結(jié)聯(lián)想，將解決相似問(wèn)題的物理方法和思想提煉出來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)聯(lián)整合能力和創(chuàng)新能力.

教師要從過(guò)多關(guān)注學(xué)習(xí)的結(jié)果，轉(zhuǎn)變?yōu)楦嚓P(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程.好的過(guò)程未必有好的結(jié)果，但好結(jié)果一定要有好過(guò)程作支撐.從物理學(xué)科的知識(shí)維度和能力維度出發(fā)，圍繞核心概念和重要概念設(shè)計(jì)習(xí)題.讓每道習(xí)題具有明確的知識(shí)指向和能力指向，能準(zhǔn)確地反映學(xué)生的學(xué)科知識(shí)和學(xué)科素養(yǎng)水平.從實(shí)踐效果看，優(yōu)化習(xí)題設(shè)計(jì)能明顯提升課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性，在一定程度上促進(jìn)了學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的提升.

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（收稿日期：2020-01-11）