核心素養(yǎng)視野下高中物理概念教學(xué)的現(xiàn)狀及教學(xué)改善措施

徐平川 趙琦

摘 要：為了調(diào)查核心素養(yǎng)視野下高中物理概念教學(xué)的現(xiàn)狀，通過改進課堂觀察量表，本研究定量分析了8節(jié)高中物理概念教學(xué)常態(tài)課，發(fā)現(xiàn)高中物理概念教學(xué)雖強調(diào)了知識點講解、實際應(yīng)用以及科學(xué)推理，但在科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責任層面較少涉及.針對現(xiàn)狀，筆者提出了相應(yīng)的教學(xué)改善措施，包括“強化科學(xué)方法教育、重視任務(wù)驅(qū)動與開闊視野、引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)、將科學(xué)態(tài)度與責任教育融入課堂”等方面，為一線教師改善課堂教學(xué)提供有益啟示.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中物理;概念教學(xué);課堂觀察

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）17-0025-04

基金項目：四川省教育科研課題“核心素養(yǎng)視野下高中物理課堂教學(xué)的評價與改革研究”（項目編號：川教函（2018）495號）.

作者簡介：徐平川（1973-），男，重慶合川人，碩士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：物理課程與教學(xué)論;

趙琦（1996-），女，四川樂山人，碩士研究生，研究方向：物理課程與教學(xué)論研究.

1 引言

拉爾夫·泰勒（Ralph W.Tyler）提出，教育評價“實質(zhì)上是一個確定課程與教學(xué)計劃實際達到教育目標的程度的過程”.課堂觀察作為課堂教學(xué)評價的一種方式，觀察者需要有目的開展觀察活動，根據(jù)課程目標設(shè)計評價方案，借助個人感官或輔助工具進行觀察、記錄，從而系統(tǒng)分析課堂教學(xué).華東師范大學(xué)崔允漷教授建立了課堂觀察LICC范式，該范式以學(xué)生學(xué)習為中心，將課堂分為四個維度來評價課堂教學(xué)[1]，使課堂觀察成為定量評價.2017年版《普通高中物理課程標準》中提到，教師要按照學(xué)業(yè)質(zhì)量要求，設(shè)計教學(xué)目標，實施教學(xué)，促進學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升及相關(guān)水平的達成.所以，基于課堂觀察的物理課堂教學(xué)評價要以培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)來建構(gòu)評價量表，而通過分析課堂教學(xué)中核心素養(yǎng)各個維度上的行為次數(shù)[2]或所占的時間比例，能定量評價物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達成情況.

物理概念教學(xué)是物理教學(xué)的核心，是開展規(guī)律教學(xué)，擴展外延知識，解決復(fù)雜問題的關(guān)鍵教學(xué)，有著重要的研究價值.本文以評價者視角，分析常態(tài)課概念教學(xué)中教師和學(xué)生的行為所占的時間比例，從而了解基于核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)現(xiàn)狀，為改善教學(xué)提供依據(jù).

2 基于核心素養(yǎng)目標的課堂教學(xué)研究

2.1 觀察量表的制定

以基于物理核心素養(yǎng)的課堂觀察量表[3]為基礎(chǔ)，深入剖析觀察視角，確定觀察點的三級指標.量表的開發(fā)過程，遵循“理論構(gòu)建—實踐檢驗—調(diào)整修正”的程序，在應(yīng)用觀察點分析課堂教學(xué)的過程，不斷進行調(diào)整和修改，重點考查培養(yǎng)目標的達到情況，形成了評價者視角量表（見表1）.該量表分為4個維度、13個視角和33個觀察點.

2.2 觀察內(nèi)容及方法

為了準確得到課堂教學(xué)的真實情況，摒棄了長期以來以優(yōu)質(zhì)課作為主要研究對象，選擇了常態(tài)課來進行統(tǒng)計分析.通過對某地區(qū)高一和高二的概念課進行課堂拍攝，選擇了必修一和選修3-1中8堂概念課，見表2.

基于弗蘭德的互動分析理論（FIAC），對課堂行為進行頻數(shù)統(tǒng)計.采用時間抽樣的方法，一節(jié)課40分鐘，每20秒觀察一次，將教學(xué)行為與33個觀察點相對應(yīng)，并編碼記錄，分析各個觀察點的時間分布比例[3].

2.3 觀察結(jié)果及分析

從整體來看，8節(jié)概念課中占據(jù)核心素養(yǎng)的時間比例為85.94%.其中，物理觀念維度占比49.38%，科學(xué)思維維度占比20.84%，科學(xué)探究維度占比12.60%，科學(xué)態(tài)度與責任維度占比3.12%.從各個維度來看，物理觀念維度占比最大，約占50%，科學(xué)態(tài)度與責任維度占比最小，僅占3.12%.具體到各個維度，結(jié)果如圖1、圖2、圖3和圖4所示.

由圖1可知，在物理觀念維度，發(fā)展物理觀念視角A1占比37.61%，實際應(yīng)用視角A2占比11.77%，約為A1視角的三分之一.在A1視角中，A12觀察點：“理解物理概念和物理規(guī)律（基本內(nèi)容，內(nèi)涵和外延）”占比29.79%，在所有課堂觀察指標點中占比最高，“將相關(guān)的知識、思想方法逐漸上升為物理觀念”占比僅1.15%.可見，教師將大量教學(xué)時間集中于知識點講解.此外，“用物理概念和物理規(guī)律來解釋自然現(xiàn)象”占比相對較少.

由圖2可知，在科學(xué)思維維度，模型構(gòu)建視角B1占比3.75%，科學(xué)推理視角B2占比16.46%，科學(xué)論證視角B3占比0.21%，質(zhì)疑創(chuàng)新視角占比0.42%.從比例上看，B2視角占比最多，尤其是B22觀察點：“對證據(jù)從定性和定量兩個方面進行科學(xué)推理”占比達到11.67%.B3視角和B4視角占比非常少.可見，教師在概念教學(xué)中比較重視對模型的科學(xué)推理，但在科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新層面缺乏關(guān)注.

由圖3可知，在科學(xué)探究維度，問題視角C1占比1.56%，證據(jù)視角C2占比8.65%，解釋視角C3占比2.39%，表述視角C4占比0%.從整體來看，科學(xué)探究維度整體占比不高，僅為12.60%.相對而言，證據(jù)視角占比為8.65%，比其它視角更高，而表述視角為0%，說明課堂未開展此活動.由此可見，在概念教學(xué)中，教師花在科學(xué)探究上的時間不多，尤其是缺少分享和反思環(huán)節(jié).

由圖4可知，在科學(xué)態(tài)度與責任維度，科學(xué)本質(zhì)視角D1占比0%，科學(xué)態(tài)度視角D2占比2.81%，科學(xué)責任視角D3占比0.31%，其中，觀察點D11、D22、D32、D33均為0%.從統(tǒng)計結(jié)果看，教學(xué)中將“培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責任”與“激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的好奇心和求知欲”幾乎等同起來.由此可見，教師在教學(xué)中不重視滲透科學(xué)的屬性和特點，不重視培養(yǎng)“合作、交流、相互尊重”的科學(xué)態(tài)度，不重視培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的意識.

根據(jù)以上頻數(shù)統(tǒng)計，在概念教學(xué)中，教師主要通過講授法，花了大量的時間來引導(dǎo)學(xué)生理解物理概念，但在教學(xué)效果上卻不足以發(fā)展他們的物理觀念;在科學(xué)思維培養(yǎng)中，教師花了一定時間進行科學(xué)推理，但對學(xué)生缺少科學(xué)論證、批判反思和創(chuàng)造性能力的培養(yǎng);在科學(xué)探究上花的時間較少，同時缺乏對探究過程和結(jié)果的分享與反思;在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責任方面，則缺少針對性的教學(xué)設(shè)計，學(xué)生相關(guān)素養(yǎng)的發(fā)展明顯不足.

3 高中物理概念教學(xué)的改善措施

通過基于核心素養(yǎng)的課堂觀察，并由以上圖表分析表明，概念教學(xué)常態(tài)課確實存在不少的問題.根據(jù)建構(gòu)主義理論和人的全面發(fā)展理論，提出了如下的教學(xué)改善措施.

3.1 物理觀念的發(fā)展需要強化科學(xué)方法教育

物理觀念是舊課程三維目標中“知識與技能”的提煉和升華，而概念教學(xué)活動在促進學(xué)生建構(gòu)知識、發(fā)展技能的過程中，讓學(xué)生的“物質(zhì)觀、相互作用觀和能量觀”不斷升華，形成物理學(xué)習過程中獨特的思想方法.從圖1可知，在教學(xué)中，教師往往將概念堆砌在一起，把大量時間用在概念的理解上.這樣縮短了概念形成過程的教學(xué)，即縮短認知過程，削平思維坡度，加快教學(xué)進度[4].這樣的教學(xué)重視結(jié)論，一般沒有科學(xué)方法教育的滲透，“知識與技能”不能升華為物理觀念.

所以，物理觀念的發(fā)展需要強化科學(xué)方法教育.教學(xué)中需要積極引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)方法來建構(gòu)物理概念，從而幫助學(xué)生高效獲取知識.具體途徑有：（1）激趣設(shè)疑，構(gòu)建動態(tài)物理探索過程，使學(xué)生在情景中用科學(xué)方法來建構(gòu)物理概念;（2）用物理化的教學(xué)語言來凸顯物理味道，使學(xué)生體會科學(xué)方法與物理概念的緊密聯(lián)系;（3）抓住主要因素和共同屬性，運用比值法、乘積法、歸納法、類比法等科學(xué)方法來建構(gòu)和理解物理概念;（4）運用思維導(dǎo)圖，以科學(xué)方法為指引，將各個知識點串連，建立知識間的邏輯聯(lián)系.

3.2 科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要任務(wù)驅(qū)動和開闊視野

由圖2可以看出，教師在科學(xué)思維的培養(yǎng)中，會花一定時間在模型建構(gòu)和科學(xué)推理上，但在科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新上花的時間太少，致使學(xué)生無法從辯證思維角度看待問題.

科學(xué)論證是以科學(xué)知識為中介，積極面對問題，對所獲得的數(shù)據(jù)資料進行解釋和說明，提出自己的論點，反思自己和別人論點的不足并提出反論點，同時能反駁他人的質(zhì)疑和批判的高級思維能力[5].學(xué)起于思，思起于疑.對于教師而言，要在教學(xué)中倡導(dǎo)質(zhì)疑創(chuàng)新，教授學(xué)生質(zhì)疑的方法，安排由易到難的任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生解決概念運用方面的問題，提升思維品質(zhì).對于學(xué)生而言，“博觀而約取，厚積而薄發(fā)”，學(xué)生應(yīng)該廣泛閱讀，開闊視野，這樣才能從不同角度辯證地看待問題.科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新都是問題解決過程中的任務(wù)，需要問題解決者（學(xué)生）有開闊的視野，但正所謂“盡信書不如無書”，教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生不盲目，不迷信，能創(chuàng)造性解決問題的能力.

3.3 分享與反思環(huán)節(jié)的強化需要引導(dǎo)學(xué)生積極參與

分享與反思環(huán)節(jié)是科學(xué)探究的一部分，但從圖3可知，教學(xué)中缺少探究過程的分享與反思環(huán)節(jié).究其原因，仍是對科學(xué)探究過程的重要性認識不足.因為科學(xué)探究往往需要大量的時間，所以很多教師僅靠口頭講解，沒有組織學(xué)生參與科學(xué)探究.

學(xué)生參與科學(xué)探究過程，是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程，也是合作與交流的過程.以建構(gòu)概念為目的的科學(xué)探究以發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)特征和共同屬性為探究目標，需要科學(xué)抽象的思維過程，故經(jīng)常性的分享與反思，有利于加深對概念的理解并消除迷思概念.教師可在課前、課中和課后引導(dǎo)學(xué)生展開多向互動，具體為：課前教師布置任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習重要概念;課上組織學(xué)生探究概念相關(guān)的物理問題，積極開展探究方案設(shè)計和探究結(jié)果的講評和互動討論，包括師生之間、生生之間、小組之間互動交流等.師生間通過語言、眼神、動作的交流來互動，以分享建立概念后的心得體會，互動交流包括教師關(guān)于概念的提問、學(xué)生代表在講臺上的相關(guān)展示等[6].

3.4 科學(xué)態(tài)度與責任教育需要在課堂中融合、體驗和滲透

在實際教學(xué)中，教師往往忽視學(xué)生情感、品格的培養(yǎng).根據(jù)建構(gòu)主義理論和人的全面發(fā)展理論，結(jié)合物理學(xué)科特點，可以通過融合、體驗和滲透三種途徑培養(yǎng)核心素養(yǎng)[7]，在“物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究”培養(yǎng)過程中，滲透科學(xué)態(tài)度與責任的教育.

為了將科學(xué)態(tài)度與責任教育在物理觀念的發(fā)展中滲透，教師可以通過人物素材，設(shè)置情境，使學(xué)生建構(gòu)物理概念，或通過名人效應(yīng)和已有的研究成果，運用物理概念來解決生活現(xiàn)象和自然現(xiàn)象.2020年版人教版教材中，新增加了11位人物素材，這些人物素材多以科學(xué)家信息和研究成果的方式呈現(xiàn).將這些素材在概念教學(xué)中合理利用，不僅可以對學(xué)生進行熱愛祖國、熱愛科學(xué)的教育，也能促進學(xué)生理解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的關(guān)系，增強學(xué)生的責任心.

為了將科學(xué)態(tài)度與責任教育在科學(xué)思維培養(yǎng)中滲透，教師可通過科學(xué)推理和科學(xué)論證環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生詳細推導(dǎo)核心公式，從不同角度思考物理問題，使學(xué)生理解物理概念建立的科學(xué)方法，以培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度.在質(zhì)疑創(chuàng)新環(huán)節(jié)，教師可引導(dǎo)學(xué)生剖析物理概念建立的方法，增強學(xué)生提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì).

為了將科學(xué)態(tài)度與責任教育在科學(xué)探究中滲透，教師可帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家的探究歷程，從而增強學(xué)生之間友好合作、交流互助的能力;也可結(jié)合影視資源，了解物理概念形成過程中背后的歷史故事，從而培養(yǎng)學(xué)生實事求是，不輕言放棄的科學(xué)精神，學(xué)會遵循基本的科學(xué)倫理和道德規(guī)范.

4 結(jié)束語

以上基于物理核心素養(yǎng)的課堂觀察量表，分析了8節(jié)概念課，發(fā)現(xiàn)了高中物理概念教學(xué)在培養(yǎng)高中生物理核心素養(yǎng)方面存在的問題，并針對這些問題提出了教學(xué)改善措施.以上課堂觀察的對象是教師的教和學(xué)生的學(xué)，以綜合判斷教學(xué)效果.實際上對量表稍加改動，就可以分別僅觀察教師的教和學(xué)生的學(xué)，也可加入學(xué)生互評環(huán)節(jié)和學(xué)生評教環(huán)節(jié).總之，采用課堂觀察量表來定量評價課堂教學(xué)，對進一步引導(dǎo)高中教學(xué)開展科學(xué)的聽評課并改善教學(xué)有重要啟示，對以后進一步研究物理規(guī)律教學(xué)、物理實驗教學(xué)等有借鑒意義.

參考文獻：

[1]崔允漷.論課堂觀察的LICC范式：一種專業(yè)的聽評課[J].教育研究，2012，33（05）：79-83.

[2]張晉.基于課堂觀察的高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)表現(xiàn)水平評價研究[D].開封：河南大學(xué)，2020.

[3]王燚.基于物理核心素養(yǎng)的中學(xué)物理課堂觀察研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2019.

[4]袁小松.對高中物理概念教學(xué)的思考[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（江蘇教師），2011（03）：43.

[5]廖伯琴.普通高中物理課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[6]劉海燕.高中思想政治分享式課堂教學(xué)模式研究 ——以鄭州市S高中為例[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2018.

[7]應(yīng)俊.指向培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與責任”的教學(xué)策略探索——以“動量和動量定理”教學(xué)為例 [J].物理教學(xué)，2020，42（08）：9-12.

（收稿日期：2021-05-07）