面向核心素养与能力的物理教学目标设计与实施——以“重力势能”教学为例

冯金明 张 萍

(北京师范大学物理学系,北京 100875)

核心素养是育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力.[1]物理核心素养是核心素养学科具体化的体现,是在三维目标基础上的整合、提炼与发展.当前教学中存在的问题是教学过程有知识而缺素养.[2]原因一方面可能是教师习惯了以三维目标作为指导的教学方式,缺乏对核心素养与三维目标发展关系的理解;另一方面可能是在教学实践中,教师缺乏基于一线教学情境进行核心素养落实的有效指导.针对教学实践中存在的上述问题,本文从教学目标的研制、教学过程的实施及注意事项3个层级,以高中 “重力势能”教学为例详细说明核心素养如何融入物理教学过程当中,以期为一线教师的课堂教学提供借鉴和参考.

1 目标设计

首先,目标作为课程设计的出发点和落脚点,是核心素养落地的关键要素和有效抓手.[2]在设计教学目标时要突出学科核心素养各个维度的培养要求即物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任4个方面的具体目标.

其次,学习目标要体现出对学生学科能力的培养.学科能力是学科素养的统一体,是学生在认识活动和问题解决活动中稳定的心理调节机制,[3, 4]其表现核心是知识经验的系统化、结构化和功能化.[3]从信息加工理论视角出发,学科能力具体表现在学习理解(观察记忆、概括论证、关联整合)、应用实践(分析解释、推论预测、综合应用)、创新迁移(知觉联想、迁移与质疑、建构新模型)三个维度9个小项当中.[3-5]

最后,教学目标作为评价的参考标准务必可操作,即方式方法注重过程,行为程度力求精准.[2]在描述其操作行为时,尽量用一些清晰具体的词汇,便于操作和检测.例如,物理观念与观察记忆交叉项提出要学生能解释说明从做功出发研究势能并且能够列举与重力势能有关的现象,目标中引用的行为动词能够比较容易地用于评价教学效果是否达到了该教学目标．

综合教学目标的指向核心素养、发展能力以及可操作性3方面的要求,借鉴物理学科核心素养维度和学科能力的划分方式,物理教学目标的交叉模型可用表1表示.

表1 重力势能教学目标

2 教学实施

教学实施是在教学目标研制基础上的实践过程,是核心素养落地的重要环节.保障核心素养有效落实需要考虑以下3个方面.

首先,知识体系要结构化、系统化.结构化的知识不仅是核心素养的有效载体,其系统化程度更是学科能力表现水平的重要体现.[3]研究表明,教师对于知识的结构化教学有所了解但是认知程度偏低,且教学实施的有效性偏低.[6]鉴于知识的结构化对于学科能力的重要影响以及教师在教学中的认识不足,教学实施应注意围绕大概念系统条理展开教学,建立物理观念层级系统的同时发展其他核心素养．

其次,教学过程要兼顾知识和能力的进阶即整合学习进阶.[7]在核心素养的培养中,知识是载体,能力是表现,整合二者就成为了素养背景下教学的必然要求.例如在重力势能教学评价环节,基于复杂度的知识和能力层级划分包含了核心素养的载体和学科能力表现,通过对这些阶段性过程的评价,可以得到教学设计尺度上进阶路径的详细信息,也就为核心素养落实程度提供了参考依据.

最后,教学评价要具指导性.单元主题的学习进阶由于自身测量的尺度较小,在验证过程中本身就存在巨大困难,而横在教学实践和学习进阶之间存在的3个中间因素:对学习进阶的理解、教学设计能力、教学实践能力会使进阶研究结果变得繁琐复杂,[7]降低了进阶的评估指导作用.把量化和质性数据结合起来进行分析某种程度上能够减弱进阶的诸多不确定性,因此能更加清晰地描绘学习的认知发展,也为后期指导提供有效的干预路径.

综合课堂教学知识的结构化、系统化,教学过程的整合学习进阶、教学评价的指导性原则,重力势能教学过程可按表2来进行操作.

表2 重力势能的教学实施过程

3 注意事项

知识系统是核心素养的有效载体,是学科能力表现的重要体现,更是评价的主要依据.在实施教学的过程中,尽量避免引入无关要素造成学生认知负荷过载,从而破坏知识系统化的形成.例如,课前给学生引力势能的求解资料并要求提前阅读,使用演绎思维推理势能的表示时可以直接利用其结论,使学生避免陷入数学求解的困境.

建构主义认为学生学习知识是主动建构的过程,核心素养是建立在学生主动性基础上的品格和能力,因此设计学习目标时,教师应以学生为主体,改变教学思维模式,促进学生能力的提升.[8]学生的主体地位不仅体现课堂教学由“教”向 “学”的转变,更体现在学生学习由“独自思考”向“合作探究”的转变.在学科教学课时紧张、教学偏应试的大背景下,教师设计的探究很多是让学生完成既定的表格,这些操作不能让学生很好地体会问题、证据、解释、评价、交流这些探究过程的核心环节,因此也就缺失了培养学生批判、创新、合作、交流等重要素养的有效途径.

教学过程要注重学习情境的真实性.培养核心素养的目标之一是使学生能够在面对复杂多样的具体问题具备解决问题的能力,因此教学过程中应该给予学生真实的物理情境,培养其解决实际问题的能力.例如在举例重力势能时可以讲述高空坠物的危害性等等.

从核心素养的提出到学科学习的落地,这是一项艰巨而繁琐的工程.本文从教学目标研制、课程实施、及其注意事项3个方面,以高中物理重力势能教学为例,详细论述核心素养的培养路径.需要说明的是,它并不是一个固定的框架,它的形式可以随学科、随内容、随学生而动态演变.只有把握素养培养的核心环节才能将它真正落到实处.