基于學(xué)科素養(yǎng)視角下的物理習(xí)題教學(xué)的研究

摘 要：筆者所研究的習(xí)題教學(xué)是以學(xué)科素養(yǎng)為導(dǎo)向，以情境任務(wù)為具體方式的“診斷式”習(xí)題教學(xué)。基于物理學(xué)科素養(yǎng)觀提出習(xí)題教學(xué)的操作定義，探索習(xí)題教學(xué)的設(shè)計理念。研究圍繞校本化習(xí)題設(shè)計、校本化習(xí)題實施展開，轉(zhuǎn)變教師的習(xí)題教學(xué)觀念，發(fā)揮習(xí)題教學(xué)的育人價值，促進學(xué)科素養(yǎng)落地生根，為新時期高中物理習(xí)題教學(xué)的轉(zhuǎn)型升級提供了新思路。

關(guān)鍵詞：習(xí)題設(shè)計;習(xí)題教學(xué);主題化習(xí)題

一、研究緣起

對于新一輪高考改革來說，高考試題是一線教師教學(xué)的風(fēng)向標(biāo)，分析高考試題中蘊含的學(xué)科素養(yǎng)，我們可以發(fā)現(xiàn)：近幾年的高考試題真正回應(yīng)了新課程標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)科素養(yǎng)的要求。作為教學(xué)一線的教師，研究習(xí)題設(shè)計與教學(xué)，發(fā)揮習(xí)題教學(xué)的素養(yǎng)載體與學(xué)科育人功能是一項重要的研究課題。

（一）建構(gòu)主題化的需求

新課程改革的一個重要特點是教師引導(dǎo)學(xué)生建立結(jié)構(gòu)化的知識體系。教師通過設(shè)計層次性問題和任務(wù)，優(yōu)化教學(xué)活動，著力培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生思維能力，注重學(xué)生的質(zhì)疑、批判、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。建構(gòu)以“思維為中心”的習(xí)題教學(xué)新型課堂，體現(xiàn)學(xué)生的“深度學(xué)習(xí)”特征。

（二）學(xué)科素養(yǎng)化的需求

讓習(xí)題教學(xué)承載學(xué)科素養(yǎng)，設(shè)計出一系列蘊含素養(yǎng)目標(biāo)且符合學(xué)科特征的習(xí)題。通過習(xí)題設(shè)計將教學(xué)目標(biāo)、對象、內(nèi)容、時間等要素靈活重組與構(gòu)建，以“必備品格”與“關(guān)鍵能力”為評價指導(dǎo)，關(guān)注過程性評價，設(shè)計可以定性檢測與評價學(xué)科素養(yǎng)的試題，為物理新型習(xí)題教學(xué)提供模板與方向。

（三）習(xí)題校本化的需求

根據(jù)不同地區(qū)不同層級學(xué)校發(fā)展的需要，校本化習(xí)題教學(xué)能更好地針對本校學(xué)生特點，根據(jù)學(xué)生的學(xué)情設(shè)計相應(yīng)的習(xí)題，使得習(xí)題教學(xué)與學(xué)生的自身認(rèn)識結(jié)構(gòu)相匹配。通過有計劃地實施以后，使不同層級的學(xué)生均能獲得較好的發(fā)展，讓學(xué)生在知識中站立起來，形成知識體系，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)能力的發(fā)展中強起來，提升學(xué)科能力，培育創(chuàng)造力、學(xué)習(xí)力、想象力。

二、研究設(shè)計

（一）操作定義

“習(xí)題設(shè)計”：拋棄以經(jīng)驗為主的“拿來主義”的試題，而是基于學(xué)情，以學(xué)科素養(yǎng)為目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)業(yè)水平質(zhì)量層級為設(shè)計支點，創(chuàng)設(shè)以情境化、任務(wù)化呈現(xiàn)的“診斷式”物理試題。

“習(xí)題教學(xué)”：教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)情，聚焦素養(yǎng)，以“主題化”習(xí)題為載體，以學(xué)業(yè)水平層級為標(biāo)準(zhǔn)，通過設(shè)置系列問題鏈，建構(gòu)主題化習(xí)題系列，促進學(xué)生在“素養(yǎng)”上獲得協(xié)調(diào)、可持續(xù)的進步與發(fā)展的教學(xué)過程。

（二）設(shè)計理念

根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)中對物理習(xí)題（作業(yè)）設(shè)計的要求，圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)與要求，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，采用多樣化的評價方式，以學(xué)業(yè)層級為標(biāo)準(zhǔn)，全面客觀地研判本校學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展?fàn)顩r，明確發(fā)展方向，全面促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（三）研究目標(biāo)

1.轉(zhuǎn)變教師“過于應(yīng)試”做法：關(guān)注“素養(yǎng)發(fā)展”的情況，優(yōu)化習(xí)題設(shè)計與教學(xué)，培養(yǎng)全面而有個性的學(xué)生。幫助學(xué)生實現(xiàn)學(xué)習(xí)遷移，促進個性發(fā)展，助推教學(xué)質(zhì)量的整體提升。

2.提供培養(yǎng)教師成長平臺：改變教師教學(xué)理念，提升教師習(xí)題教學(xué)水平。對習(xí)題教學(xué)做本土化、學(xué)科化、操作化的研究實踐，形成以“雙真”理念為指導(dǎo)下的“習(xí)題教學(xué)”范式，促進教師的專業(yè)成長。

3.形成校本化習(xí)題資料庫：習(xí)題教學(xué)改革與落實學(xué)科素養(yǎng)深度融合，建立校本化習(xí)題資源庫，實現(xiàn)學(xué)科的教育價值，從人的整體發(fā)展的角度實現(xiàn)課程育人。

（四）研究線路

發(fā)展核心素養(yǎng)是習(xí)題教學(xué)的根本目的，目標(biāo)是習(xí)題設(shè)計的靈魂。情境與問題是習(xí)題設(shè)計的內(nèi)容，也是實現(xiàn)育人目標(biāo)的載體，習(xí)題設(shè)計要考慮整體效能，要圍繞課程內(nèi)容與學(xué)生的思維特征展開，結(jié)構(gòu)是習(xí)題設(shè)計的基本要求。

三、操作實踐

（一）校本化習(xí)題設(shè)計目標(biāo)

1.習(xí)題設(shè)計符合學(xué)情

充分認(rèn)識學(xué)生的能力、興趣、發(fā)展差異，立足于以班級為縱向基本單位的、以不同知識為橫向維度建立校本化習(xí)題資源庫。以素養(yǎng)立意為本，防止題海戰(zhàn)術(shù)式的演練，又要避免設(shè)計脫離實際的純思辨游戲式題目。讓學(xué)生從知識記憶轉(zhuǎn)向應(yīng)用知識，解決問題的高階思維方向發(fā)展。

2.習(xí)題設(shè)計符合課標(biāo)

將課程的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)分析有效結(jié)合，精準(zhǔn)把握習(xí)題設(shè)計的梯度，關(guān)注教師習(xí)題教學(xué)的廣度與深度，實現(xiàn)習(xí)題教學(xué)與考試測評的有機融合，促進學(xué)科育人的實效性。在校本化習(xí)題教學(xué)中需要結(jié)合本校學(xué)生實際情況，充分利用新教材中拓展資源為情境進行習(xí)題的設(shè)計，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

3.習(xí)題設(shè)計符合“雙真”

核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的物理教學(xué)以學(xué)科大觀念為核心，教學(xué)中更多的關(guān)注知識的結(jié)構(gòu)化，教學(xué)內(nèi)容的主題化，習(xí)題載體的情境化，信息處理的專業(yè)化。我們的習(xí)題教學(xué)也將以“雙真”的方式進行試題的編制與教學(xué)，即基于真實問題的解決、真實情境的創(chuàng)設(shè)，以知識遷移與實踐運用為目標(biāo)，進行問題鏈設(shè)計，由表及里、層層遞進。以“雙真”統(tǒng)領(lǐng)習(xí)題設(shè)計與習(xí)題教學(xué)，有利于激發(fā)學(xué)生興趣，促進其思維建構(gòu)，提升其建模能力，培育其解決問題能力。

（二）校本化習(xí)題教學(xué)范式

1.題型結(jié)構(gòu)要適當(dāng)豐富

根據(jù)教學(xué)需求不同，我們設(shè)計的習(xí)題類型分為基礎(chǔ)性、探究性、實踐性以及綜合性。下面以“嫦娥”探月、火星探測為例說明如何設(shè)置習(xí)題。

基礎(chǔ)性習(xí)題：落實學(xué)科雙基，指向?qū)W科觀念與科學(xué)思維的發(fā)展，內(nèi)容突出主干知識，聚焦素養(yǎng)立意，強調(diào)知識與情境的緊密關(guān)聯(lián)。例如：我們觀察長征五號火箭發(fā)射神舟飛船時，發(fā)現(xiàn)在船艙內(nèi)宇航員都處于“半躺位”升空，試分析在運送宇航員升空的過程中宇航員處于什么狀態(tài)？請你查閱相關(guān)資料，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)用所學(xué)的物理知識進行解釋。

探究性習(xí)題：設(shè)計學(xué)科知識形成過程，指向探究能力的養(yǎng)成，設(shè)計注重系列化，強調(diào)學(xué)科的廣度與深度，內(nèi)容創(chuàng)設(shè)真實情境，強調(diào)探究要素的覆蓋，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注發(fā)現(xiàn)問題。

實踐性習(xí)題：設(shè)計關(guān)注動手操作內(nèi)容，指向?qū)嵺`能力的提升，結(jié)構(gòu)設(shè)計注重實踐任務(wù)的系列化，強調(diào)“做中學(xué)”的真實情境，關(guān)注學(xué)生的搜集、設(shè)計、操作、總結(jié)、反思。例如：2021年12月9日，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富化身“太空教師”首次進行了天空授課，在“天宮二號”進行了物體運動、細(xì)胞學(xué)實驗、液體表面張力等現(xiàn)象的直播演示。提問在天宮二號空間站中，宇航員處于完全失重狀態(tài)，將一個乒乓球放入水中能懸浮在水中間嗎？此時乒乓球受到水的浮力嗎？請你利用所學(xué)物理知識解釋此現(xiàn)象，并用物理實驗驗證。（可以將乒乓球放入裝滿水的瓶子并用鑷子壓入底部，釋放瓶子，讓其做自由下落，可以觀察到實驗現(xiàn)象。）

綜合性習(xí)題：設(shè)計關(guān)注知識的綜合應(yīng)用，注重培養(yǎng)學(xué)生的橫向聯(lián)系。學(xué)科間有機融合，情境創(chuàng)設(shè)以生活、科技應(yīng)用中較為復(fù)雜的問題為背景，設(shè)計基于問題，基于項目的研究，注重真實問題（任務(wù)）的解決。例如：2021年2月10日我國發(fā)射的火星探測器天問一號經(jīng)過7個多月的長途跋涉抵達(dá)火星，成功實施火星捕獲，進入環(huán)火軌道，后經(jīng)多次制動與系列變軌于2021年5月15日成功著陸于火星烏托邦平原，標(biāo)志著我國首次火星探測器著陸火星取得成功。假設(shè)“天問一號”探測器在火星表面附近圓形軌道運行的周期為T1，而我國的神舟十三號飛船在地球表面附近的圓形軌道運行周期為T2，根據(jù)已知天文資料，請你根據(jù)以上知識求出天問一號的周期T1與神舟十三號飛船的周期T2之比。

2.素養(yǎng)結(jié)構(gòu)要指向全面

學(xué)生素養(yǎng)的培育是一個漸進的過程，學(xué)生的核心素養(yǎng)造就關(guān)鍵能力的形成，根據(jù)素養(yǎng)結(jié)構(gòu)觀得出必備品格與關(guān)鍵能力是素養(yǎng)的核心組成，因此通過新情境的構(gòu)建，精巧的習(xí)題設(shè)計，有效的習(xí)題教學(xué)，考查學(xué)生的價值取向與價值觀念以及學(xué)生的認(rèn)知、合作、創(chuàng)新能力等關(guān)鍵能力。

3.維度結(jié)構(gòu)要符合認(rèn)知

根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識特點，對于思維跨度大的重難點知識，習(xí)題設(shè)計時教師要注重知識的結(jié)構(gòu)與梯度，設(shè)計時以任務(wù)為中心，關(guān)注習(xí)題的延伸性、生長性和變式性，從而提升學(xué)生的思維廣度與認(rèn)識進階。

（三）校本化習(xí)題教學(xué)實施

新課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注學(xué)科大概念，強調(diào)以結(jié)構(gòu)化知識解決問題。習(xí)題教學(xué)時如能進行系統(tǒng)規(guī)劃、整體設(shè)計，以情境、任務(wù)、問題為載體，以結(jié)構(gòu)化主題引領(lǐng)，就更符合知識的結(jié)構(gòu)，更能有效地落實單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，更好促進學(xué)生建立知識結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)循序漸進地培育學(xué)生的核心素養(yǎng)。

主題化習(xí)題教學(xué)，重視主題的選擇，強調(diào)情境的創(chuàng)設(shè)。主題式情境是習(xí)題教學(xué)設(shè)計中的核心問題、焦點問題，教師在反復(fù)研究教材、教法、學(xué)法的基礎(chǔ)上編寫的一根思維之“藤”。教師作為習(xí)題教學(xué)的設(shè)計者與新課程的推進者，應(yīng)在創(chuàng)設(shè)習(xí)題時圍繞思維之“藤”，設(shè)計主線，采用“話題——主題——試題”的流程來優(yōu)化習(xí)題。

案例：話題——主題——試題優(yōu)化習(xí)題教學(xué)

話題：近年來，在我國科技工作者的努力下，我國一系列科技成果引發(fā)全球矚目和熱議：“神舟”飛天、“嫦娥”探月、“北斗”組網(wǎng)、“墨子”傳信、“天眼”巡空、“蛟龍”入?！@些成果都蘊含了許多物理科學(xué)技術(shù)，更體現(xiàn)了科技創(chuàng)新能力。

主題：神舟飛天、嫦娥探月，我們的征途是星辰大海

基礎(chǔ)性試題：1.“嫦娥二號”在奔向月球的過程中進行了軌道機動與快速測定軌技術(shù)的驗證，繞月軌道由100公里的圓軌道調(diào)整為遠(yuǎn)月點100公里、近月點15公里的橢圓軌道，請你分析嫦娥二號在繞月圓形軌道上變成繞月15公里橢圓軌道時需要進行變軌，變軌時嫦娥二號需要進行加速還是減速？變軌點選擇近月點還是遠(yuǎn)月點？當(dāng)它從近月點向遠(yuǎn)月點運行時，“嫦娥二號”的動能、重力勢能、機械能如何變化？

探究性試題：2.2020年中國科技繼續(xù)發(fā)力，在科技前沿取得了重大成果：嫦娥五號成功返回地球，“奮斗者”號載人潛水器創(chuàng)造了10909米潛水新記錄，北斗全球系統(tǒng)星座部署完成，我國最高參數(shù)“人造太陽”建成等。在嫦娥五號成功返回地球與“奮斗者”號載人潛水器下沉過程中都會出現(xiàn)超重與失重現(xiàn)象，這種體驗我們在生活中很常見，你能否設(shè)計物理實驗，驗證物體運動過程中處于失重還是超重？

實踐性試題：3.2021年12月9日，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富化身“太空教師”首次進行了天空授課，在“天宮二號”進行了物體運動、細(xì)胞學(xué)實驗、液體表面張力等現(xiàn)象的直播演示。請你搜集相關(guān)資料并為同學(xué)解釋相關(guān)現(xiàn)象，并研究能否在地球上實現(xiàn)這些實驗現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象一：我們觀察航天員“天宮課堂”的水球光學(xué)實驗，通過水球我們可以看到幾個人像？這些人像有什么特點？請你利用所學(xué)光學(xué)知識解釋看到此現(xiàn)象的原因。（氣泡讓水球變成“透鏡組合”，可以通過透鏡組合形成進行實驗演示）

實驗現(xiàn)象二：太空生活中的轉(zhuǎn)身、鍛煉、跑步、做飯與地球上有什么區(qū)別？如何在太空實現(xiàn)這些常規(guī)動作？

設(shè)計說明：結(jié)合當(dāng)前社會熱門的、學(xué)生關(guān)注的、具有時代特點的話題。將話題轉(zhuǎn)變成主題，往往具有多維度思考的價值，圍繞主題設(shè)置多層級問題串，串聯(lián)物理多要素。從學(xué)生認(rèn)知思維規(guī)律出發(fā)，合理設(shè)計問題的梯度，循序漸進，由表及里，由易到難，由淺入深，由小到大，層層深入培養(yǎng)高階思維，落實素養(yǎng)目標(biāo)。

四、研究成效

（一）提升教師的習(xí)題設(shè)計能力

通過教師積極開展習(xí)題教學(xué)研究，大大提升了習(xí)題設(shè)計與教學(xué)能力。進一步優(yōu)化習(xí)題教學(xué)，落實新課標(biāo)新教材背景下的課堂轉(zhuǎn)型，探索習(xí)題教學(xué)新范式。

（二）建構(gòu)校本化的習(xí)題資源庫

為建構(gòu)適合本校學(xué)情的校本化習(xí)題資源庫，組建名優(yōu)教師團隊，以備課組為單位按年級進行了習(xí)題設(shè)計的分層分類設(shè)計與編撰工作，通過有針對性的教學(xué)習(xí)題資源庫建設(shè)減輕了本校學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，提升了習(xí)題教學(xué)的針對性與有效性。

（三）提升學(xué)生高階思維與素養(yǎng)

走進現(xiàn)實生活，讓學(xué)生經(jīng)歷生活實踐，解決實際問題，教師關(guān)注社會、生活的熱點現(xiàn)象，依據(jù)學(xué)生所經(jīng)歷的真實生活及取得的生活經(jīng)驗，設(shè)計系列學(xué)科主題探究，學(xué)科項目化學(xué)習(xí)活動，學(xué)科綜合實踐活動。學(xué)生在解決與學(xué)科知識關(guān)聯(lián)的實踐性問題時，大大促進了學(xué)生的高階思維發(fā)展，提升了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，培育了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

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作者簡介：王青（1973—），男，漢族，浙江杭州人，杭州市富陽區(qū)新登中學(xué)，中學(xué)一級，本科。研究方向：課堂教學(xué)。

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