面向核心素養與能力的物理教學目標設計與實施
——以“重力勢能”教學為例

馮金明 張 萍

(北京師范大學物理學系,北京 100875)

核心素養是育人價值的集中體現,是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力.[1]物理核心素養是核心素養學科具體化的體現,是在三維目標基礎上的整合、提煉與發展.當前教學中存在的問題是教學過程有知識而缺素養.[2]原因一方面可能是教師習慣了以三維目標作為指導的教學方式,缺乏對核心素養與三維目標發展關系的理解;另一方面可能是在教學實踐中,教師缺乏基于一線教學情境進行核心素養落實的有效指導.針對教學實踐中存在的上述問題,本文從教學目標的研制、教學過程的實施及注意事項3個層級,以高中 “重力勢能”教學為例詳細說明核心素養如何融入物理教學過程當中,以期為一線教師的課堂教學提供借鑒和參考.

1 目標設計

首先,目標作為課程設計的出發點和落腳點,是核心素養落地的關鍵要素和有效抓手.[2]在設計教學目標時要突出學科核心素養各個維度的培養要求即物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度和責任4個方面的具體目標.

其次,學習目標要體現出對學生學科能力的培養.學科能力是學科素養的統一體,是學生在認識活動和問題解決活動中穩定的心理調節機制,[3, 4]其表現核心是知識經驗的系統化、結構化和功能化.[3]從信息加工理論視角出發,學科能力具體表現在學習理解(觀察記憶、概括論證、關聯整合)、應用實踐(分析解釋、推論預測、綜合應用)、創新遷移(知覺聯想、遷移與質疑、建構新模型)三個維度9個小項當中.[3-5]

最后,教學目標作為評價的參考標準務必可操作,即方式方法注重過程,行為程度力求精準.[2]在描述其操作行為時,盡量用一些清晰具體的詞匯,便于操作和檢測.例如,物理觀念與觀察記憶交叉項提出要學生能解釋說明從做功出發研究勢能并且能夠列舉與重力勢能有關的現象,目標中引用的行為動詞能夠比較容易地用于評價教學效果是否達到了該教學目標．

綜合教學目標的指向核心素養、發展能力以及可操作性3方面的要求,借鑒物理學科核心素養維度和學科能力的劃分方式,物理教學目標的交叉模型可用表1表示.

表1 重力勢能教學目標

2 教學實施

教學實施是在教學目標研制基礎上的實踐過程,是核心素養落地的重要環節.保障核心素養有效落實需要考慮以下3個方面.

首先,知識體系要結構化、系統化.結構化的知識不僅是核心素養的有效載體,其系統化程度更是學科能力表現水平的重要體現.[3]研究表明,教師對于知識的結構化教學有所了解但是認知程度偏低,且教學實施的有效性偏低.[6]鑒于知識的結構化對于學科能力的重要影響以及教師在教學中的認識不足,教學實施應注意圍繞大概念系統條理展開教學,建立物理觀念層級系統的同時發展其他核心素養．

其次,教學過程要兼顧知識和能力的進階即整合學習進階.[7]在核心素養的培養中,知識是載體,能力是表現,整合二者就成為了素養背景下教學的必然要求.例如在重力勢能教學評價環節,基于復雜度的知識和能力層級劃分包含了核心素養的載體和學科能力表現,通過對這些階段性過程的評價,可以得到教學設計尺度上進階路徑的詳細信息,也就為核心素養落實程度提供了參考依據.

最后,教學評價要具指導性.單元主題的學習進階由于自身測量的尺度較小,在驗證過程中本身就存在巨大困難,而橫在教學實踐和學習進階之間存在的3個中間因素:對學習進階的理解、教學設計能力、教學實踐能力會使進階研究結果變得繁瑣復雜,[7]降低了進階的評估指導作用.把量化和質性數據結合起來進行分析某種程度上能夠減弱進階的諸多不確定性,因此能更加清晰地描繪學習的認知發展,也為后期指導提供有效的干預路徑.

綜合課堂教學知識的結構化、系統化,教學過程的整合學習進階、教學評價的指導性原則,重力勢能教學過程可按表2來進行操作.

表2 重力勢能的教學實施過程

3 注意事項

知識系統是核心素養的有效載體,是學科能力表現的重要體現,更是評價的主要依據.在實施教學的過程中,盡量避免引入無關要素造成學生認知負荷過載,從而破壞知識系統化的形成.例如,課前給學生引力勢能的求解資料并要求提前閱讀,使用演繹思維推理勢能的表示時可以直接利用其結論,使學生避免陷入數學求解的困境.

建構主義認為學生學習知識是主動建構的過程,核心素養是建立在學生主動性基礎上的品格和能力,因此設計學習目標時,教師應以學生為主體,改變教學思維模式,促進學生能力的提升.[8]學生的主體地位不僅體現課堂教學由“教”向 “學”的轉變,更體現在學生學習由“獨自思考”向“合作探究”的轉變.在學科教學課時緊張、教學偏應試的大背景下,教師設計的探究很多是讓學生完成既定的表格,這些操作不能讓學生很好地體會問題、證據、解釋、評價、交流這些探究過程的核心環節,因此也就缺失了培養學生批判、創新、合作、交流等重要素養的有效途徑.

教學過程要注重學習情境的真實性.培養核心素養的目標之一是使學生能夠在面對復雜多樣的具體問題具備解決問題的能力,因此教學過程中應該給予學生真實的物理情境,培養其解決實際問題的能力.例如在舉例重力勢能時可以講述高空墜物的危害性等等.

從核心素養的提出到學科學習的落地,這是一項艱巨而繁瑣的工程.本文從教學目標研制、課程實施、及其注意事項3個方面,以高中物理重力勢能教學為例,詳細論述核心素養的培養路徑.需要說明的是,它并不是一個固定的框架,它的形式可以隨學科、隨內容、隨學生而動態演變.只有把握素養培養的核心環節才能將它真正落到實處.