基于科學(xué)概念層次模型的“運(yùn)動(dòng)與相互作用”復(fù)習(xí)教學(xué)診斷分析

為落實(shí)高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，當(dāng)前物理課堂教學(xué)正在發(fā)生深刻的變化，教師的教學(xué)從關(guān)注三維目標(biāo)的落實(shí)提升，到關(guān)注學(xué)生的“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的培養(yǎng)。筆者經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察發(fā)現(xiàn)，教師的教育教學(xué)研究更多地集中在概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)等課型的探索，同時(shí)在評(píng)價(jià)方面，以階段性評(píng)價(jià)的結(jié)果作為單一的反饋形式，忽視了復(fù)習(xí)教學(xué)以及相應(yīng)的過(guò)程評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)的作用。這其實(shí)是對(duì)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》理解落實(shí)不到位的體現(xiàn)。物理復(fù)習(xí)教學(xué)的主要目標(biāo)包括幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，建立知識(shí)體系，發(fā)展學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)、應(yīng)用所學(xué)的思想方法、解決真實(shí)情景下的問(wèn)題等多方面的能力。同時(shí)，復(fù)習(xí)教學(xué)的課時(shí)在學(xué)期中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，提高?fù)習(xí)教學(xué)對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的效率是值得關(guān)注的教學(xué)研究課題。為此，我們開展了系列復(fù)習(xí)教學(xué)診斷分析主題教研，本文以“運(yùn)動(dòng)與相互作用”的復(fù)習(xí)教學(xué)診斷分析為例作闡述。

一、問(wèn)題聚焦

通過(guò)復(fù)習(xí)教學(xué)的診斷分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)習(xí)教學(xué)存在兩種傾向。

1.物理復(fù)習(xí)教學(xué)的新課化、重復(fù)化傾向

物理復(fù)習(xí)教學(xué)的新課化傾向指教師在進(jìn)行概念知識(shí)回顧時(shí)，重復(fù)按照教材知識(shí)點(diǎn)的呈現(xiàn)順序帶領(lǐng)學(xué)生“過(guò)一遍”，缺乏對(duì)物理觀念層面的設(shè)計(jì)和概括，沒(méi)有進(jìn)行知識(shí)的整合。其本質(zhì)是教師對(duì)復(fù)習(xí)教學(xué)在高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)深化方面的作用認(rèn)識(shí)不足，復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐與課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求存在差距。與教師個(gè)別交流時(shí)，發(fā)現(xiàn)他們往往無(wú)法準(zhǔn)確闡述所執(zhí)教的復(fù)習(xí)課的設(shè)計(jì)思路和意圖，表現(xiàn)出一種“似乎就默認(rèn)應(yīng)該這樣講”的態(tài)度。物理教師經(jīng)常在口頭上強(qiáng)調(diào)復(fù)習(xí)教學(xué)的重要目標(biāo)——“讓學(xué)生建立知識(shí)體系”，但如何建立并呈現(xiàn)知識(shí)體系，如何評(píng)價(jià)已建立的知識(shí)體系，往往未深入思考，對(duì)具體的操作也缺乏研究。

2.物理復(fù)習(xí)教學(xué)的習(xí)題化、機(jī)械化傾向

物理復(fù)習(xí)課的習(xí)題化、機(jī)械化傾向指因缺乏在開展復(fù)習(xí)教學(xué)前的有效學(xué)情分析工具，教師對(duì)復(fù)習(xí)教學(xué)的備課往往針對(duì)性不足，教師將復(fù)習(xí)教學(xué)理解為“講題”、在復(fù)習(xí)教學(xué)中機(jī)械運(yùn)用“講練結(jié)合”，其目的是熟練解題套路，應(yīng)對(duì)階段性測(cè)試。精選的、有梯度的習(xí)題是幫助學(xué)生深入理解的載體，但經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在復(fù)習(xí)教學(xué)中學(xué)生參與的層次不深，教師預(yù)設(shè)的難度逐漸提升的習(xí)題成為復(fù)習(xí)課的主角，學(xué)生的個(gè)體差異和真實(shí)問(wèn)題被掩蓋在具體習(xí)題回答結(jié)果上，都屬于復(fù)習(xí)課習(xí)題化、機(jī)械化的表現(xiàn)。它導(dǎo)致的問(wèn)題是，解決真實(shí)情景下物理學(xué)科問(wèn)題對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力提出了更高的要求，教師無(wú)法從具體的某個(gè)錯(cuò)答上，快速發(fā)現(xiàn)學(xué)生到底是哪個(gè)概念、甚至是哪些概念的缺失或者理解不到位。因此，低效的復(fù)習(xí)教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生深入思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)和學(xué)科核心素養(yǎng)未能得到應(yīng)有的發(fā)展，學(xué)生缺乏對(duì)概念之間的關(guān)聯(lián)、方法的適用條件的理解性掌握，在科學(xué)思維方面也呈現(xiàn)混亂和較低水平。

二、診斷研究

1.研究的目的

針對(duì)客觀存在的問(wèn)題，我們組織了針對(duì)“運(yùn)動(dòng)與相互作用”復(fù)習(xí)教學(xué)的診斷研究，目的是在復(fù)習(xí)教學(xué)后，分析學(xué)生以“運(yùn)動(dòng)與相互作用”相關(guān)概念為核心的知識(shí)體系構(gòu)建程度與該模塊階段性測(cè)試成績(jī)的相關(guān)性，尋找有效的評(píng)估知識(shí)體系建立情況的過(guò)程性評(píng)價(jià)方式，指導(dǎo)復(fù)習(xí)教學(xué)，提升復(fù)習(xí)教學(xué)在培養(yǎng)核心素養(yǎng)方面，特別是物理觀念中的針對(duì)性和有效性。

2.研究的方法

本實(shí)驗(yàn)選取深圳市坪山區(qū)高三年級(jí)的學(xué)生為研究對(duì)象，在完成高三一輪復(fù)習(xí)相應(yīng)的模塊后進(jìn)行測(cè)試，抽樣選取其中的200個(gè)樣本數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用科學(xué)概念層次模型對(duì)學(xué)生的知識(shí)體系建立情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）學(xué)生知識(shí)體系建立情況的可視化表達(dá)

以物理學(xué)科認(rèn)知整合策略為依據(jù)，放寬可視化表達(dá)工具如“概念圖”的規(guī)范性要求，請(qǐng)學(xué)生將頭腦中的“運(yùn)動(dòng)與相互作用”相關(guān)的概念、概念之間的聯(lián)系等，以能夠使用的表達(dá)方式——包括但不限于“知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖”“概念圖”“思維導(dǎo)圖”的形式進(jìn)行書面表達(dá)，由教師收集這些表達(dá)情況并匯總。這一操作過(guò)程應(yīng)當(dāng)注意，教師要積極鼓勵(lì)學(xué)生，使學(xué)生明白這是充分發(fā)揮自己個(gè)人表達(dá)的過(guò)程，沒(méi)有既定模式或者標(biāo)準(zhǔn)答案，只要能反映本人對(duì)“運(yùn)動(dòng)與相互作用”相關(guān)概念的認(rèn)識(shí)，并以自己的理解，通過(guò)線條、箭頭等符號(hào)建立概念之間的聯(lián)系，都屬于有效的作答。

（2）運(yùn)用科學(xué)概念層次模型對(duì)學(xué)生的可視化表達(dá)進(jìn)行分析

為評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的掌握程度，我們采用張玉峰、郭玉英教授在《科學(xué)概念層次分析：價(jià)值、變量與模型》一文中提出的科學(xué)概念層次模型。該理論研究將概念的抽象概括水平從低到高依次定義為“基礎(chǔ)概念”“重要概念”“主題核心概念”和“學(xué)科核心概念”。同時(shí)，該理論考慮到物理學(xué)科的“重要概念”是學(xué)科的知識(shí)主體，其數(shù)量較多且具有內(nèi)在層次結(jié)構(gòu)，故將“重要概念”分為“基本概念”和“關(guān)系概念”兩個(gè)亞層次，詳見(jiàn)表1。

具體的操作方法是：以該模型中的概念層次作為判據(jù)，以高中物理“運(yùn)動(dòng)與相互作用”部分涉及的學(xué)科概念層次分析表為標(biāo)準(zhǔn)，將學(xué)生相關(guān)知識(shí)體系構(gòu)建情況的可視化表達(dá)按所呈現(xiàn)的概念的分層關(guān)系給予賦分，賦分范圍為0～100分。未寫出任何概念的得0分，至少能寫出一些“基礎(chǔ)概念”得20分，表達(dá)出學(xué)科核心概念層次的得100分。

3.數(shù)據(jù)處理及結(jié)論

將全部抽樣學(xué)生的可視化表達(dá)評(píng)分作為變量1，對(duì)應(yīng)學(xué)生階段性評(píng)價(jià)（模塊測(cè)試）成績(jī)得分為變量2，研究?jī)烧叩南嚓P(guān)性。從而驗(yàn)證復(fù)習(xí)教學(xué)中知識(shí)體系構(gòu)建的可視化表達(dá)，能否反映學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)體系掌握的程度。

原假設(shè)為：兩變量總體上沒(méi)有相關(guān)性：H0：ρ=0。

對(duì)立假設(shè)為：兩變量總體上有相關(guān)性：H1：ρ≠0。

通過(guò)皮爾遜相關(guān)系數(shù)法對(duì)原假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果如表2。

結(jié)果表明，學(xué)生的知識(shí)體系構(gòu)建的可視化表達(dá)程度與同期階段性評(píng)價(jià)得分（學(xué)業(yè)成績(jī)）之間有顯著的相關(guān)性，r=0.577，plt;0.01。據(jù)此認(rèn)為，通過(guò)復(fù)習(xí)教學(xué)中知識(shí)體系的可視化表達(dá)，可以有效反映學(xué)生知識(shí)體系構(gòu)建的情況。

三、改進(jìn)建議

1.在認(rèn)識(shí)層面將物理復(fù)習(xí)教學(xué)作為深化學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)

復(fù)習(xí)教學(xué)與概念規(guī)律教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等課型在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)系上是遞進(jìn)的，更進(jìn)一步指向了學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的深化過(guò)程。學(xué)生在概念規(guī)律教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中獲取的知識(shí)和方法往往是零散和碎片化的，必須通過(guò)平時(shí)復(fù)習(xí)、階段復(fù)習(xí)和總復(fù)習(xí)使其條理化、系統(tǒng)化和主題化，從而生成學(xué)生自己的學(xué)科核心素養(yǎng)。復(fù)習(xí)課是學(xué)生知識(shí)深化、方法統(tǒng)整發(fā)生的時(shí)空，是學(xué)生發(fā)展能力、培養(yǎng)學(xué)習(xí)品質(zhì)的重要載體，應(yīng)該開展有關(guān)培訓(xùn)，讓物理教師在認(rèn)識(shí)層面得到提高，從而在實(shí)踐層面引起關(guān)注和重視。

2.物理復(fù)習(xí)教學(xué)中知識(shí)體系建構(gòu)的基本要求

物理復(fù)習(xí)教學(xué)在知識(shí)體系建構(gòu)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)從概念著手，注重對(duì)概念的理解而不是記憶，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)概念內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)。為了能使學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成復(fù)習(xí)任務(wù)，教師在復(fù)習(xí)教學(xué)中要注意把握以下四個(gè)基本方面：一是從基本概念入手，理清復(fù)習(xí)主線；二是熟知物理概念及物理語(yǔ)言；三是復(fù)習(xí)過(guò)程中，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理概念和物理語(yǔ)言的準(zhǔn)確表達(dá)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任；四是要注重辨析一些物理概念與生產(chǎn)生活中類似表達(dá)的同異。

3.加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)體系構(gòu)建的可視化表達(dá)培養(yǎng)

物理復(fù)習(xí)教學(xué)要以知識(shí)體系的建立，形成高水平物理觀念為重要任務(wù)。通過(guò)鞏固物理概念，建立知識(shí)體系，形成物理觀念。上升到科學(xué)應(yīng)用和熟練運(yùn)用，達(dá)到能解決真實(shí)情景的問(wèn)題的水平，才能實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)提升的目標(biāo)。學(xué)生知識(shí)體系的形成情況，可通過(guò)可視化表達(dá)的方式簡(jiǎn)明扼要地體現(xiàn)，且與其將達(dá)到的階段性評(píng)價(jià)結(jié)果吻合。因此在復(fù)習(xí)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)給予學(xué)生一定的時(shí)間開展可視化表達(dá)，達(dá)到逐步熟練運(yùn)用。教師要主動(dòng)研究可視化表達(dá)，給予學(xué)生必要的指導(dǎo)，特別注意可視化表達(dá)的重點(diǎn)要體現(xiàn)概念的層次性和關(guān)系，而非單純書寫水平。

4.實(shí)施過(guò)程性評(píng)價(jià)，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)中多元評(píng)價(jià)理念

“注重過(guò)程評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展”是高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出的基本理念，“提倡評(píng)價(jià)應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異”“及時(shí)準(zhǔn)確反饋評(píng)價(jià)結(jié)果”是課程標(biāo)準(zhǔn)的具體要求?；诳茖W(xué)概念層次模型的知識(shí)體系可視化表達(dá)評(píng)價(jià)與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求從理念到要求上，具有高度的一致性。教師可以常態(tài)化地開展有關(guān)知識(shí)體系建構(gòu)水平的過(guò)程性評(píng)價(jià)，優(yōu)化復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)，為學(xué)生在復(fù)習(xí)過(guò)程中提供個(gè)性化指導(dǎo)，形成對(duì)階段性評(píng)價(jià)的補(bǔ)充，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)中多元評(píng)價(jià)的要求。

責(zé)任編輯 羅 峰