立足教学评一致性 培养学生核心素养——以“向心加速度”教学为例

喻漫雪

(南京师范大学附属扬子中学,江苏 南京 210044)

随着高中物理课程标准的新一轮修订及新教材在各省市中学的投入使用，一线教师已经意识到培养学生核心素养的重要性和必要性。学生核心素养的培养离不开精准有效的课堂教学，衡量教学是否“精准有效”的一个重要标准是学生“学习目标”的达成情况，这就意味着精准有效的课堂需要以“目标”为导向，配以准确合适的评价任务，并依据评价任务展开相关的教学活动，即立足“教学评一致性”，以达成“培养学生核心素养”的课程目标。

1 教学评一致性的内涵

科恩、韦伯等人在研究的基础上提出了“教学评一致性”的概念，即多种事物之间对于同一重要概念理解相同的情况下互相匹配从而构成一个和谐整体。[1]崔允漷认为：“教、学、评”的一致是在“目标导向”下的一致，且三者之间两两统一组成一个整体，具体模型如图1所示。可见，“教学评一致性”即为教师课堂教学、学生学习活动和评价活动互相匹配，形成一个和谐自洽的系统，从而更好地培养学生的学习能力，帮助学生达成学习目标。

图1

2 立足教学评一致性的教学设计

教学评一致性强调目标导向，而目标的达成又依赖于有效的课堂教学。维金斯认为最有效的教学设计模式是“追求理解”的教学设计模式。此模式把学习目标和评价任务环节放在教学活动环节之前，注重“目标导向”，由于此模式与传统教学设计流程相反，故又被称为逆向教学设计。逆向教学设计与教学评一致性内涵高度契合，能更有效提高课堂教学质量。参考这种教学设计模式，以“向心加速度”为主题的教学设计总体流程见图2。

图2

2.1 学习目标设计

安德森等人于1995年修订的教育目标分类框架将学习目标分为“知识”和“认知历程”两大维度。[2]依据此并参考《普通高中物理课程标准(2020年修订)》(下文简称新课标)关于“向心加速度”这一知识给出的“知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向”的课程内容要求，[3]可知在该课的教学中，学生的主要任务是构建“向心加速度”的概念，属于概念性知识的学习。考虑到学生构建知识要经历难度螺旋式上升的过程，本节课设置了4个学习目标，分别属于概念性知识维度下认知过程维度中的理解、应用和分析3个层次。同时，课标在学业要求中明确提出：要让学生了解多种物理研究方法，提高用物理知识解决真实问题的能力。以上这些都应在学习目标的设计中体现出来，故“向心加速度”一课的具体学习目标如下:

(1) 通过对具体情境的分析，自己说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) 由真实情境建立模型推导出向心加速度的公式，会用向心加速度的表达式进行简单的计算，在推导过程中了解极限思想，并进一步加深对加速度概念的理解。

(3) 通过对实际问题的讨论，总结向心加速度与半径的关系，能根据具体问题情境选择合适的向心加速度表达式解决问题。

(4) 在建构向心加速度概念的过程中进一步体会相互作用与运动的关系，尝试运用运动和相互作用观看待物理问题，并通过教师设置的情境了解我国“登月计划三部曲”，培养自己的责任意识。

2.2 评价活动设计与教学活动安排

“教学评一致性”的核心在于目标、评价任务和学习活动在课堂上的互相配合。

在课堂教学之始，需要明确本节课的学习目标，让学生带着具体的目标任务高效地参与课堂学习，从而帮助学生经历“先轮廓，后细节”的建构物理概念的过程。

在课堂教学之中，重视评价对学生学习的促进作用，各评价任务不应是孤立的，而要能在逻辑上串联起来，在难度上随着学生最近发展区的发展而动态上升，注重过程评价的及时反馈和强化作用。在评价任务和学习活动的设置上注重情境化，让学生于真实情境之中建构物理概念。学习活动的安排既要能帮助评价任务的完成，也需将学生学习状态及时反馈给评价环节，和评价环节一起帮助教师更好地调整教学节奏。

在课堂教学之终，注重学生对整节课学习过程的反思和总结，体会在建构概念和解决问题的过程中所用的物理研究方法。

为了使“教学评一致性”真正发挥作用，其一，评价任务和学习活动的设置对于目标而言必须贴合有效；其二，“一致”应是动态上的“一致”，各环节要随课堂的发展不断调整，互相配合。故“向心加速度”一课对应于每一目标评价任务、学习活动及活动情境的具体设置如表1。

表1

情境1：嫦娥五号月轨无人对接(图3)。

任务1：轨返器绕月运动时的速度是否改变？尝试说出向心加速度的定义。

任务2：轨返器绕月运动时向心加速度方向是否变化？结合轨返器速度和向心加速度变化的特点,尝试归纳向心加速度的效果。

活动1：观看上升器和轨返器月轨无人交会对接的视频，引导学生将其中轨返器绕月等待过程建构为匀速圆周运动的模型,并根据模型尝试完成评价任务中的“任务1”和“任务2”。

情境2：如图4所示的嫦娥一号绕月环行。

任务3：判断嫦娥一号绕月模型中A、B(赤道上一点)、C三点的向心加速度方向。

活动2：介绍我国登月计划，讲解嫦娥一号在轨运行特点，尝试让学生建构相应的物理模型解决问题，完成“任务3”。

情境3：嫦娥一号卫星绕月球做匀速圆周运动，从A处出发运动Δt后到达B处(图5)。卫星质量约为2 350 kg，绕月速度约为1.6 km/s，轨道半径约为1 940 km。

图5

任务4：利用以上的真实数据计算卫星受到的向心力，尝试由向心力导出向心加速度。

任务5：从运动学的角度并利用几何知识和极限思想推导向心加速度的大小和方向。

通过解答该问题串，加深学生对加速度概念的理解，并体会运动观和相互作用观之间的联系。

活动3：给出嫦娥一号卫星的真实数据，引导学生建构合适的物理模型。在从运动学角度推导过程中给学生介绍“几何画板”工具(图6)，帮助学生更直观地理解变化过程中的极限思想，最终尝试完成评价任务中的任务4、任务5。

图6

情境4：自行车上的圆周运动(图7)。

图7

任务6：讨论并比较自行车后轮和齿轮上各点向心加速度的大小。

思考并完成：(1) 归纳总结向心加速度和半径的关系;(2) 思考在运用向心加速度和半径的关系解决问题时的注意点。

活动4：以自行车引入关于向心加速度大小和半径的关系的讨论。引导学生建构同轴转动、同带传动模型并完成任务6。

情境5：探秘环形山(图8)。

图8

任务7：选择合适的向心力表达式比较月球部分环形山向心加速度的大小。

活动5：以月轨无人交会过程在“张衡”“祖冲之”“石申”等先辈的注视下顺利完成为背景,让学生自主选择合适的传动模型和向心力表达式解决实际问题,完成任务7。

情境6：刺激的旋转飞车(图9)。

图9

任务8：生活情境告诉我们，如果转动得快，绳与竖直线的夹角就越大，通过本节课对向心加速度的学习，尝试给出理论解释。

活动6：以旋转飞车为例，让学生根据本节课所掌握的物理知识自主建构合适的物理模型，化繁为简解决身边实际的问题，完成任务8。

活动7：梳理有关向心加速度的核心概念，并与同学交流这节课学习到的物理研究方法以及对我国登月计划的感想。

3 结语

“教学评一致性”倡导“目标引领学习，评价促进学习，学习达成目标”的课堂教学模式，是培养学生核心素养的重要途径。在进行教学设计时，要注重结构化、情境化、一体化，知识体系设计重视知识本身的逻辑结构，教学环节设计注重真实情境设置，整体设计思路关注教学评三个环节构成一个和谐自洽的整体，在实际的教学实践中也要根据具体的实施情况进一步打磨修改，这样才能有效提高课堂教学质量，将对学生核心素养的培养深入课堂。