立足教學評一致性 培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)
——以“向心加速度”教學為例

喻漫雪

(南京師范大學附屬揚子中學,江蘇 南京 210044)

隨著高中物理課程標準的新一輪修訂及新教材在各省市中學的投入使用，一線教師已經(jīng)意識到培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要性和必要性。學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開精準有效的課堂教學，衡量教學是否“精準有效”的一個重要標準是學生“學習目標”的達成情況，這就意味著精準有效的課堂需要以“目標”為導向，配以準確合適的評價任務(wù)，并依據(jù)評價任務(wù)展開相關(guān)的教學活動，即立足“教學評一致性”，以達成“培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)”的課程目標。

1 教學評一致性的內(nèi)涵

科恩、韋伯等人在研究的基礎(chǔ)上提出了“教學評一致性”的概念，即多種事物之間對于同一重要概念理解相同的情況下互相匹配從而構(gòu)成一個和諧整體。[1]崔允漷認為：“教、學、評”的一致是在“目標導向”下的一致，且三者之間兩兩統(tǒng)一組成一個整體，具體模型如圖1所示?？梢姡敖虒W評一致性”即為教師課堂教學、學生學習活動和評價活動互相匹配，形成一個和諧自洽的系統(tǒng)，從而更好地培養(yǎng)學生的學習能力，幫助學生達成學習目標。

圖1

2 立足教學評一致性的教學設(shè)計

教學評一致性強調(diào)目標導向，而目標的達成又依賴于有效的課堂教學。維金斯認為最有效的教學設(shè)計模式是“追求理解”的教學設(shè)計模式。此模式把學習目標和評價任務(wù)環(huán)節(jié)放在教學活動環(huán)節(jié)之前，注重“目標導向”，由于此模式與傳統(tǒng)教學設(shè)計流程相反，故又被稱為逆向教學設(shè)計。逆向教學設(shè)計與教學評一致性內(nèi)涵高度契合，能更有效提高課堂教學質(zhì)量。參考這種教學設(shè)計模式，以“向心加速度”為主題的教學設(shè)計總體流程見圖2。

圖2

2.1 學習目標設(shè)計

安德森等人于1995年修訂的教育目標分類框架將學習目標分為“知識”和“認知歷程”兩大維度。[2]依據(jù)此并參考《普通高中物理課程標準(2020年修訂)》(下文簡稱新課標)關(guān)于“向心加速度”這一知識給出的“知道勻速圓周運動向心加速度的大小和方向”的課程內(nèi)容要求，[3]可知在該課的教學中，學生的主要任務(wù)是構(gòu)建“向心加速度”的概念，屬于概念性知識的學習?？紤]到學生構(gòu)建知識要經(jīng)歷難度螺旋式上升的過程，本節(jié)課設(shè)置了4個學習目標，分別屬于概念性知識維度下認知過程維度中的理解、應(yīng)用和分析3個層次。同時，課標在學業(yè)要求中明確提出：要讓學生了解多種物理研究方法，提高用物理知識解決真實問題的能力。以上這些都應(yīng)在學習目標的設(shè)計中體現(xiàn)出來，故“向心加速度”一課的具體學習目標如下:

(1) 通過對具體情境的分析，自己說出向心加速度的概念，并能由向心加速度概念描述向心加速度的方向。

(2) 由真實情境建立模型推導出向心加速度的公式，會用向心加速度的表達式進行簡單的計算，在推導過程中了解極限思想，并進一步加深對加速度概念的理解。

(3) 通過對實際問題的討論，總結(jié)向心加速度與半徑的關(guān)系，能根據(jù)具體問題情境選擇合適的向心加速度表達式解決問題。

(4) 在建構(gòu)向心加速度概念的過程中進一步體會相互作用與運動的關(guān)系，嘗試運用運動和相互作用觀看待物理問題，并通過教師設(shè)置的情境了解我國“登月計劃三部曲”，培養(yǎng)自己的責任意識。

2.2 評價活動設(shè)計與教學活動安排

“教學評一致性”的核心在于目標、評價任務(wù)和學習活動在課堂上的互相配合。

在課堂教學之始，需要明確本節(jié)課的學習目標，讓學生帶著具體的目標任務(wù)高效地參與課堂學習，從而幫助學生經(jīng)歷“先輪廓，后細節(jié)”的建構(gòu)物理概念的過程。

在課堂教學之中，重視評價對學生學習的促進作用，各評價任務(wù)不應(yīng)是孤立的，而要能在邏輯上串聯(lián)起來，在難度上隨著學生最近發(fā)展區(qū)的發(fā)展而動態(tài)上升，注重過程評價的及時反饋和強化作用。在評價任務(wù)和學習活動的設(shè)置上注重情境化，讓學生于真實情境之中建構(gòu)物理概念。學習活動的安排既要能幫助評價任務(wù)的完成，也需將學生學習狀態(tài)及時反饋給評價環(huán)節(jié)，和評價環(huán)節(jié)一起幫助教師更好地調(diào)整教學節(jié)奏。

在課堂教學之終，注重學生對整節(jié)課學習過程的反思和總結(jié)，體會在建構(gòu)概念和解決問題的過程中所用的物理研究方法。

為了使“教學評一致性”真正發(fā)揮作用，其一，評價任務(wù)和學習活動的設(shè)置對于目標而言必須貼合有效；其二，“一致”應(yīng)是動態(tài)上的“一致”，各環(huán)節(jié)要隨課堂的發(fā)展不斷調(diào)整，互相配合。故“向心加速度”一課對應(yīng)于每一目標評價任務(wù)、學習活動及活動情境的具體設(shè)置如表1。

表1

情境1：嫦娥五號月軌無人對接(圖3)。

任務(wù)1：軌返器繞月運動時的速度是否改變？嘗試說出向心加速度的定義。

任務(wù)2：軌返器繞月運動時向心加速度方向是否變化？結(jié)合軌返器速度和向心加速度變化的特點,嘗試歸納向心加速度的效果。

活動1：觀看上升器和軌返器月軌無人交會對接的視頻，引導學生將其中軌返器繞月等待過程建構(gòu)為勻速圓周運動的模型,并根據(jù)模型嘗試完成評價任務(wù)中的“任務(wù)1”和“任務(wù)2”。

情境2：如圖4所示的嫦娥一號繞月環(huán)行。

任務(wù)3：判斷嫦娥一號繞月模型中A、B(赤道上一點)、C三點的向心加速度方向。

活動2：介紹我國登月計劃，講解嫦娥一號在軌運行特點，嘗試讓學生建構(gòu)相應(yīng)的物理模型解決問題，完成“任務(wù)3”。

情境3：嫦娥一號衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運動，從A處出發(fā)運動Δt后到達B處(圖5)。衛(wèi)星質(zhì)量約為2 350 kg，繞月速度約為1.6 km/s，軌道半徑約為1 940 km。

圖5

任務(wù)4：利用以上的真實數(shù)據(jù)計算衛(wèi)星受到的向心力，嘗試由向心力導出向心加速度。

任務(wù)5：從運動學的角度并利用幾何知識和極限思想推導向心加速度的大小和方向。

通過解答該問題串，加深學生對加速度概念的理解，并體會運動觀和相互作用觀之間的聯(lián)系。

活動3：給出嫦娥一號衛(wèi)星的真實數(shù)據(jù)，引導學生建構(gòu)合適的物理模型。在從運動學角度推導過程中給學生介紹“幾何畫板”工具(圖6)，幫助學生更直觀地理解變化過程中的極限思想，最終嘗試完成評價任務(wù)中的任務(wù)4、任務(wù)5。

圖6

情境4：自行車上的圓周運動(圖7)。

圖7

任務(wù)6：討論并比較自行車后輪和齒輪上各點向心加速度的大小。

思考并完成：(1) 歸納總結(jié)向心加速度和半徑的關(guān)系;(2) 思考在運用向心加速度和半徑的關(guān)系解決問題時的注意點。

活動4：以自行車引入關(guān)于向心加速度大小和半徑的關(guān)系的討論。引導學生建構(gòu)同軸轉(zhuǎn)動、同帶傳動模型并完成任務(wù)6。

情境5：探秘環(huán)形山(圖8)。

圖8

任務(wù)7：選擇合適的向心力表達式比較月球部分環(huán)形山向心加速度的大小。

活動5：以月軌無人交會過程在“張衡”“祖沖之”“石申”等先輩的注視下順利完成為背景,讓學生自主選擇合適的傳動模型和向心力表達式解決實際問題,完成任務(wù)7。

情境6：刺激的旋轉(zhuǎn)飛車(圖9)。

圖9

任務(wù)8：生活情境告訴我們，如果轉(zhuǎn)動得快，繩與豎直線的夾角就越大，通過本節(jié)課對向心加速度的學習，嘗試給出理論解釋。

活動6：以旋轉(zhuǎn)飛車為例，讓學生根據(jù)本節(jié)課所掌握的物理知識自主建構(gòu)合適的物理模型，化繁為簡解決身邊實際的問題，完成任務(wù)8。

活動7：梳理有關(guān)向心加速度的核心概念，并與同學交流這節(jié)課學習到的物理研究方法以及對我國登月計劃的感想。

3 結(jié)語

“教學評一致性”倡導“目標引領(lǐng)學習，評價促進學習，學習達成目標”的課堂教學模式，是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要途徑。在進行教學設(shè)計時，要注重結(jié)構(gòu)化、情境化、一體化，知識體系設(shè)計重視知識本身的邏輯結(jié)構(gòu)，教學環(huán)節(jié)設(shè)計注重真實情境設(shè)置，整體設(shè)計思路關(guān)注教學評三個環(huán)節(jié)構(gòu)成一個和諧自洽的整體，在實際的教學實踐中也要根據(jù)具體的實施情況進一步打磨修改，這樣才能有效提高課堂教學質(zhì)量，將對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)深入課堂。