如何确定素养目标和素养水平

梁 旭

(浙江省教育厅教研室，浙江 杭州 310012)

随着《普通高中物理课程标准(2017年版)》颁布,如何在高中物理教学中加以落实?在落实时会遇到怎样的困惑,这是每个高中物理教师关注的问题,也是必须想办法解决的问题,笔者谈谈自己的想法．

1 如何表述教学目标

一般来说,知识是人类对物质世界以及精神世界探究的结果．物理学科的每一节新授课,甚至习题课和复习课都会有一定量的新知识需要学习．在教学目标研制时,教师们会遇到一个困惑的问题——核心素养包括知识吗?如果不包括,教学目标的框架是怎样的?如果包括,知识内容应该归属哪个素养?

从核心素养的定义——“正确的价值观念、必备品格与关键能力”来看,知识似不属于核心素养．按照国际经合组织(OECD)“素养不只是知识和技能,它是在特定情境中,通过利用和调动心理社会资源(包括技能和态度)、以满足复杂需要的能力”的说法,素养应该包括知识．其实不同国家对核心素养的表述都有所不同,我们根据教学实际的特点,来分析几种表述方式的利弊．

1.1 “知识+素养”形式

案例1.“闭合电路欧姆定律”教学目标，如表1.

这种表述方法的好处是教师比较容易理解和把握,存在的问题主要有两个:一是将知识与物理观念分离,容易使人认识不到物理观念建立的基础是知识的积累;二是《课标》对物理观念的提升太概括,只有物质观、运动与相互作用观和能量观,使得物理观念部分的内容太简单和笼统,无法对实际教学起到指导作用．

表1

1.2 物理观念包含知识形式

案例2.“闭合电路欧姆定律”教学目标，如表2.

表2

这种表述方法的好处是把教学目标统一在核心素养的框架中．这种将知识归属物理观念做法与《课标》中“物理观念”的质量水平描述“(1)初步了解所学的物理概念和规律,能将其与相关的自然现象和问题解决联系起来;(2)了解所学的物理概念和规律,能解释简单的自然现象,解决简单的实际问题;(3)了解所学的物理概念和规律及其相互关系,能解释自然现象,解决实际问题;(4)理解所学的物理概念和规律及其相互关系,能正确解释自然现象,综合应用所学的物理知识解决实际问题;(5)能清晰、系统地理解物理概念和规律,能正确解释自然现象,综合应用所学的物理知识灵活解决实际问题”是一致的．这种表述认为概念和规律等物理知识是较低水平的物理观念(具体观念、子观念),是构成大的、完整的物理观念的组成部分．这种表述的不足也是明显的,会让人对知识与物理观念的差异认识不清．

1.3 把核心素养作为脚手架方式

如果我们用建造房子来比喻制定教学目标,建造房子的过程需要脚手架,但房子建造完成后,脚手架也拆除了．教师把“知识+核心素养”的框架作为制定教学目标时的“脚手架”,使自己能够比较全面地确定教学目标,在表述时则去掉这一框架.

案例3.“闭合电路欧姆定律”教学目标，如表3.

表3

这种表述方法的好处是“不争”,回避了知识与物理观念之争．这种方式对学生的学习来说也没有问题,因为教学目标已经体现了知识与核心素养的具体要求．这种表述的不足会体现在评价时,因为物理学科核心素养的水平划分及学业质量水平表述是按照物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任来区分的,教学目标属性的不明确,会使教学与评价之间的联系缺失．

上述3种表述教学目标的方式,教师可以选择使用,如先选用第3种,过一个阶段后,在1、2两种中选择一种．

2 如何确定素养内容与水平

在将核心素养与教学实际结合时,核心素养的水平划分和学业质量水平表述无疑对确定教学目标和评价目标有着重要的作用．要使教学评价与教学相适应,就应该使评价的素养内容与水平与教学目标相匹配,这就要求教师能够掌握确定素养内容与水平的方法．

2.1 依据思维过程和层级关系逐步确定素养内容和水平

图1

案例4.如图1所示,照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动,已知图中双向四车道的总宽度约为15m,行驶汽车的长度约4m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍,则运动的汽车

(A) 只受重力和地面支持力作用.

(B) 最大速度不超过15 m/s.

(C) 最大速度不超过25 m/s.

(D) 所需的向心力由重力和支持力的合力提供.

表4

如何确定求解问题所应该具有的素养内容和水平?首先应该将问题求解的思维过程清晰地表达出来(如表4),根据表达内容与物理学科素养的水平划分(见《课标》附录2)之间的联系确定素养内容与水平．对于比较难以确定的内容,需要依据素养层级进行分析,逐级确定．

例如,上面案例中“如何得到半径呢?从车的长度估算,不会超过30 m,从车道宽度估计,不同方向估算会有不同值,可能是照片产生了失真”这一对问题求解的思维过程表述具有明显的探究性质,应属于“科学探究”,根据科学探究对“问题”、“证据”、“解释”和“交流”的具体表述,进一步确定其属于“问题”这一要素,仔细阅读关于“问题”5个水平的表述,确定“真实情境,不同角度、作出科学假设”与问题求解思维过程的表述比较相符,进一步确定属于水平5．

又如上面案例中“联系到不同位置车道宽度不同,摄影时站成横向一排时失真几乎没有,与初中透镜成像结论相同,得到半径约为90 m”这一对问题求解的思维过程表述明显属于科学思维,根据科学思维对“模型建构”、“科学推理”、“科学论证”和“质疑创新”的具体表述,进一步确定属于“科学论证”,仔细比较“科学论证”5个水平的表述,确定“能恰当使用证据证明物理结论”与问题求解实际比较相符,进一步确定属于水平4．

2.2 明确物理观念的内容

图2

案例5.如图2所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈,上线圈两端与u=51sin(314t)V的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是

(A) 2.0 V. (B) 9.0 V.

(C) 12.7 V. (D) 144.0 V.

表5

很明显,在问题求解的素养要素分析时(如表5),物理观念中的部分表述“能从物理学的视角解释一些自然现象,能应用物理知识解决一些实际问题”与科学思维中的表述“能对比较简单的物理现象进行分析和推理,获得结论”十分雷同．一般来说,观念是人们在长期的生活和生产实践当中形成的对事物的总体的综合的认识．虽然从历史的角度,观念也会发展变化,但在特定的某一阶段,观念是相对稳定的．思维是人类所具有的高级认识活动,是对输入信息与脑内存贮知识经验进行一系列的心智操作过程．观念是解决问题的“工具”,思维是应用观念解决问题的“操作过程”．从对教师理解更加有利的角度,笔者认为物理观念的内容应该界定在观念本身,而运用观念进行心智操作,达成对问题解决的过程属于科学思维的范畴．

有人会说:《课标》在学业质量水平和核心素养的水平划分表述时都是认为物理观念包括观念及观念运用．笔者认为观念形成和观念应用其实是观念形成的两个阶段,是从教学法角度描述观念教学的过程,并不是观念本身．理论只有同实践相结合,才能得到检验和发展．《课标》提出的物理核心素养无疑对立德树人有积极的导向作用,但是面对丰富和具体的教学实践,不能僵化地照搬理论,而是要依据实际进行适当的调整．

2.3 对核心素养的水平划分有关内容进行拓展

图3

案例6.在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,为了探究3根材料未知,横截面积均为S=0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率,采用如图3所示的实验电路．M为金属丝c的左端点,O为金属丝a的右端点,P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中,电流表读数始终为I=1.25 A,电压表读数U随OP间距离x的变化如表6.

表6

表7

(1) 绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线.

(2) 求出金属丝的电阻率ρ,并进行比较．

在问题求解所需的素养分析时(如表7),“根据U-x表达式,结合图像斜率意义,得到金属丝a、b、c的电阻率”这一操作属于科学思维,而且对应水平不是很高．在科学思维的模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新4个要素中,属于科学推理．由于核心素养的水平划分中对科学推理水平2(3)的表述为“能对比较简单的(常见的)物理现象进行分析和推理,获得结论(并作出解释)”,这一表述限定了对象是物理现象,使我们确定素养内容时碰到了困难．笔者认为,与丰富的教学实际相比,物理现象这一限定太狭窄了,应该拓展．在学业质量水平2(3)中相对应的表述为“能对比较简单的(常见的)物理问题进行分析和推理(进行分析,通过推理),获得结论(并作出解释)”,显然,这一说法的适用性就比较广泛．另外,物理学科核心素养水平划分对物理观念的表述,没有学业质量水平表述的具体和明确,对此,我们可以参考学业质量水平的表述,拓展核心素养的水平划分中的部分表述．