初中物理课堂学习评价的实践探索——以“模型建构”核心素养培养为例

温超峰

（武平县实验中学，福建 武平 364300）

一、初中物理“模型建构”学习评价的现状调查

模型建构是指为了方便研究和解决问题，对所研究的物理现象、物理状态或物理过程，通过“原型启发”“类比联想”“化繁为简”的方法，保留原型中本质的、主要的因素，舍弃原型中非本质的、次要的因素，把所研究对象的本质特征给抽象出来，最后建构成一个简单的、直观的理想化模型。［1］

《义务教育物理课程标准（2022 年版）》强调要“坚持核心素养导向，注重以评价促进学生发展，构建目标明确、主体多元、方式多样和功能全面的物理课程评价体系”。建立适当的初中物理课堂模型建构学习评价体系，可以让学生了解自己的模型建构能力处于哪一层次的水平，从而有针对性的改进，激发学生学习的积极性。

为了深入了解初中物理课堂模型建构学习评价的现状，笔者对城乡5 所样本校586 位学生进行了问卷调查。剔除数据不全和空白问卷12 份，有效问卷574 份，有效的回收率为97.95%（问卷内容、选项内容及百分率见表1）。

表1 初中物理“模型建构”学习评价问卷调查结果

从学生问卷调查统计表中我们可以看出：1.认为自己的物理老师在课堂上会经常运用模型建构的方法进行教学的同学占比只有27.6%，说明很多物理教师没有深入学习物理学科核心素养的内容，或是对核心素养内容的研究只是浮于表面而没有真正在课堂上落实；2.认为自己的物理老师在课堂上会经常运用评价手段来提升同学们的模型建构能力的同学占比42.2%，说明很多物理教师没有制定模型建构的评价工具，不知道学生模型建构处在什么水平，不能有针对性地进行教学；3.认为自己的物理老师在课堂上有经常对模型建构的习题进行专项训练的同学占比只有31.8%，说明很多物理教师没有重视模型建构方面的能力训练；4.认为自己的物理老师有编制模型建构类校本分层作业的同学占比只有29.4%，说明很多物理老师没有重视分层校本作业的编制，不能满足不同层次学生的需求；5.认为自己的物理老师有经常对模型建构类的错题进行拓展变式训练的同学占比34.7%，说明很多物理教师没有重视错题的拓展变式训练。

二、初中物理“模型建构”学习评价现状的原因分析

从学生问卷调查统计数据可以看出，造成以上问题的主要原因有五个：一是教师的专业素养没有提升，很多教师没有深入学习《义务教育物理课程标准》，没有深入研究并实践物理学科的核心素养，没有深入研究初中物理各章节模型建构的类型，把握学科能力较差；二是教师未能制定合理的评价工具，对评价工具的制定缺乏理论依据或是制定的评价工具效度不够；三是教师没有重视模型建构典型习题的强化训练，没有通过评价工具了解学生所处的能力水平，教学评价弱化，教学针对性差；四是教师没有重视校本分层作业的合理编制，千篇一律的作业往往造成优等生吃不饱，学困生吃不了；五是教师没有重视学生错题的变式训练，以致学生模型建构所需要的分析、综合、创造等高阶思维没有得到良好的发展。

三、培养“模型建构”核心素养的学习评价实践策略

基于“模型建构”核心素养的学习评价实践是一项系统工程，是一个循序渐进的过程。针对当前课堂模型建构学习评价存在的问题，要提高“模型建构”核心素养的培养，在教学过程中应特别重视“提升教师专业素养”“制定有效评价工具”“训练模型建构能力”“编制校本分层作业”“重视错题变式训练”等环节的实践。

（一）提升教师专业素养是课堂模型建构学习评价的前提

要做好基于“模型建构”核心素养的学习评价，教师专业素养的提升是前提。每位教师要从“高度”“深度”“宽度”上去提高自身的专业素养。

在高度上，物理教师要认真学习教育部在2020 年1 月发行的《中国高考评价体系》，明确高考评价体系中“一核”“四层”“四翼”“情境”四个元素的含义。要认真落实“立德树人、导向教学、服务选拔”的总体思路；要认真践行“立足必备知识——结构化、注重关键能力——技能化、立意核心素养——过程化、彰显核心价值——观念化”的四层要求；要认真研究试题中如何体现“基础性、综合性、应用性、创新性”的四翼要求；要认真落实情境化命题的思路，从初高中衔接的高度把握物理模型的建构。

在深度上，要根据课标要求、教材内容、学生的学情，把握初中物理模型建构的类型、定义及分类，再根据课标要求和章节要求将模型建构分成基础型、发展型和提升型三类，引导学生由易到难地学习。初中物理模型建构的类别划分（见表2）。

表2 初中物理模型建构的类别划分

在宽度上，要从以前的“教材就是我们的世界”转变为“世界才是我们的教材”，要关注我国的政治、经济、文化、科技、时事、生产劳动和社会实践等方面的内容，要多做题、磨题，并提高自己选题、变题和编题的能力，要总结“一题多变，多题同解”的规律。

（二）制定有效评价工具是课堂模型建构学习评价的重点

物理学科核心素养的内涵是学生在接受物理教育的过程中，逐步形成的能够适应个人终身发展和社会发展所需要的必备品格和关键能力，［3］从而逐步确立社会主义核心价值观。在培养学生物理模型建构能力的过程中，要注重培养学生“自律、尊重、认真”等方面的必备品格，要注重培养学生“阅读、思考、表达”等方面的关键能力。

根据中国学生发展核心素养、课标要求、教材内容及初中学生的特点，我们可以将模型建构的评价工具分为三个等级水平。水平一：通过仔细审题，能判断出问题情境中所蕴含的是已学知识中的哪类模型；水平二：能够准确描述这类模型所蕴含的物理概念或公式；水平三：能够结合情境建立模型，并用相关的物理概念、公式或图像解决问题。

评价等级的制定，可以让我们充分、准确地了解学生所处的等级水平，找出学生模型建构过程中存在的困惑，从而有针对性地加以引导。评价等级的制定，是促进学生积极主动学习的重要导向，是实行“先学后教、以学定教”的基础和保障。

例如：在学习沪科版九年级物理第十四章《了解电路》第三节“连接串联电路和并联电路”这一知识的过程中，我们可以制订课堂当堂作业的学习评价量表（见表3），通过学生当堂作业了解学生处于哪一层次的水平，让学生在教师的评价中不断进步。

表3 课堂当堂作业，作业批改评价量表

（三）训练模型建构能力是课堂模型建构学习评价的关键

如果说模型建构评价工具的制定是学生学习的行动导向，那么学生模型建构能力的训练是实现学生能力提升的关键。从本质上讲，学生对物理情境阅读、分析和解答的过程，实际上就是一个物理模型构建的过程，在这个过程中教师要引导学生根据实际的问题抽象出具体的特点，确定与之对应的物理模型，从而突破解题的难点。根据评价量表，一般情况下，利用物理模型解决问题的基本程序可以分为三步。第一步：通过仔细审题，抓住题目的关键信息，把所研究对象的本质特征给抽象出来，能判断出问题情境中所蕴含的是已学知识中的哪类模型；第二步：能准确表述此类模型所蕴含的物理概念或公式；第三步：能够结合情境，抓住主要因素，建立恰当的物理模型，并选择相关的物理概念、公式或图像解决问题。

以沪科版八年级物理第九章《浮力》为例，浮力的模型建构可以归纳为压力差法、称重法、原理法、二力平衡法等四种模型，模型建构训练前，教师要重视引导学生在动手实验中熟练地领会各种模型的内涵以及公式推导。在学生熟练地掌握了以上四种浮力计算的基本模型后，课堂模型建构能力的训练就显得尤为重要。

例如：将一块橡皮泥粘在一支铅笔的下面，将它放置在一杯清水中，静止时的情景如图2，此时铅笔受到的浮力为F1，铅笔在水中的长度为h1；接着在这杯清水中逐渐倒入浓盐水，此时铅笔受到的浮力为F2，铅笔在水中的长度为h2；则F1_____F2；h1_____h2。（选 填“＞”“＝”或“＜”）

图2

为了解答好这道题，教师可将三个等级水平变成三个问题，通过学生的自我评价准确地了解自己所处的等级水平：（1）通过仔细审题，问题情境中所蕴含的是已学知识中的哪类模型？（2）此类模型所蕴含的物理公式是什么？（3）结合情境，请你写出推理过程。

通过这种“基于情境、问题导向、深度思考”的方式引导学生进行模型构建的能力训练，并通过评价让学生了解自己的模型建构水平，从而提高他们的建模能力。

（四）编制校本分层作业是课堂模型建构学习评价的促进

校本分层作业的作用就是通过规范训练将所学知识内化为学生解题能力的过程，所以提高校本分层作业的设计水平是对课堂模型建构学习评价的促进。校本作业的设计要遵循“简约、高效”的理念，要落实“层次性、适度性、典型性、实践性、评价性”等要求。

1.层次性：校本建模作业的设计要满足不同层次学生的需求，要深入了解课标要求、教材地位和学生的学情，设置“A、B、C”三个层次的校本分层作业。要合理设置理解、识记类的基础型（A 级）的物理模型建构作业，以满足学困生的需求；要合理设置分析、应用类的提升型（B 级）物理模型建构作业，以满足中等生的需求；要合理设置综合、创新类的拓展型（C 级）物理模型建构作业，以满足优等生的需求。

2.适度性：校本分层作业的训练要落实限时训练的要求，以提高练习效率，这就要求我们的教师要合理设置校本作业的题量和时长。如果题量太大，学生需要过长的时间完成，就会造成学生因要完成其他科的作业，而不认真审题、不注重物理模型建构过程而应付了事，甚至抄袭。而适量的校本分层作业，能让学生心情愉悦，更有利于培养学生深度思考的习惯，提高学习效率。

3.典型性：“双减”背景下，我们要树立“教师走进题海，学生才能跳出题海”的理念，教师要多做题、选题、变题和编题，做到“浪里淘沙、沙里淘金”，命制具有典型性的物理模型建构校本作业，做到精选、精练、精讲，让学生能从这些典型作业中领悟模型建构的内涵，做到既减负又提质。

4.实践性：物理是一门以实验为基础的学科，所以真实实验情境下的实践性校本作业，不但可以让学生在实验探究中掌握科学探究的基本方法，还可以让学生在实践中体验、感悟此类物理模型建构的内涵，提高学生的学习兴趣，提高学生的动手实践能力。

5.评价性：教育学家说，评价是所有成功教学的基础，所以对校本分层作业的评价是提高学生模型建构能力的重要一环。教师要通过模型建构评价工具量表分析每一位学生的答题情况，判断他们所处的能力水平是哪一等级，让学生在自我评价、同伴评价和教师评价中不断改进自身的不足，不断提高自己的模型建构的能力。

例如，在学习沪科版九年级物理第十六章《电流做功与电功率》第四节“焦耳定律”这一知识的过程中，学生完成课本中的作业：一台电动机，它的额定电压是220V，电阻是1Ω。正常工作时通过的电流为5A，这台电动机因发热而损失的功率为（ ）

A.48400W B.1100W C.1075W D.25W

本题错误率很高，究其原因是学生对电动机的模型不清楚，造成不理解电动机的能量转化而错用公式。针对这种情况，我们可以先让学生动手做有关电动机的实验，然后再将这道习题设计如下的校本作业：电动机在工作过程中，主要将电能转化为___能和____能；电动机消耗的总功率为____；电动机因发热而损失的功率为____；电动机的输出功率为____；电动机的效率为____。

以上校本作业的设计，体现了简约、高效的理念，题目的设计还体现了层次性、适度性、典型性、实践性的要求，让学生在层层递进的问题解决中掌握焦耳定律的内涵，从而理解课本中的这道习题。

（五）重视错题变式训练是课堂模型建构学习评价的保障

错题是指学生在做校本分层作业中出错的题目。为了深入探讨物理模型建构的本质特征，对错题进行变式训练是课堂模型建构学习评价的保障。错题变式教学是指：在教学中教师通过改变问题的条件、模型呈现的方式，通过变更概念的非本质特征，有意识地引导学生从“变”的模型中发现其“不变”的本质，总结归纳出“一题多变”到“多题同解”的模型规律。在实践中，我们可以通过“模型变式、条件变式、对比变式”等方式对学生的错题进行拓展变式，引导学生强化训练，以达到触类旁通的效果。

1.模型变式：模型变式就是对模型的形状或是结构等非本质因素进行变化，让学生对不同的物理模型进行分析，再进行科学推理或是科学论证，从而掌握其本质特征。

例如：如图3，重0.1N 的橡皮放在书本上，现用5N 的水平推力推着书本，书本与橡皮恰好一起向右做匀速直线运动，请画出橡皮的受力示意图。

图3

这道习题学生错误的答案是作出了竖直向下的重力、竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力。从评价工具量表中我们可以得知，一部分同学做错的原因是没有识别出这是二力平衡的模型；另一部分同学做错的原因是描述不出二力平衡模型的内涵。针对这种情况，我们可以对这道错题进行模型变式训练：

模型变式一：如图4，某款机器人凭借电池提供的能量就能沿着杆竖直向上匀速爬行，O 为它的重心，请画出机器人的受力示意图。

图4

模型变式二：如图5，一只燕子沿着虚线方向做匀速自由飞行，请在图中画出燕子所受重力以及空气对它的作用力的示意图。

图5

模型变式三：如图6，小车在水平路面上静止，其支架的杆子上固定着一个铁球，请在图中画出此时铁球的受力示意图。

图6

三种模型变式涉及竖直方向上的匀速直线运动模型、斜方向上的匀速直线运动模型、静止模型等内容，让学生在模型建构学习评价的引导下进行强化训练，总结出这些模型的实质其实都是二力平衡的模型，都是处于静止或匀速直线运动状态的模型，其特点都是作用在同一物体上，两个力的大小相等、方向相反并作用在同一直线上。从而提升学生的模型建构能力。

2.对比变式：对比变式就是对相反、相近或是易混淆的模型进行对比呈现，［4］让学生在模型对比训练中掌握物理概念、物理公式及适用条件的内涵，区别模型的本质特征。

例如：一艘轮船从江河驶入大海，其所受浮力__。（选填“变大”“不变”或“变小”）

这道习题学生选择“变大”这一选项的占大多数，从评价量表中我们可以得知，大多数学生做错的原因是没有识别出这是二力平衡的模型，认为是浮力的原理法模型，以为液体密度增大，浮力就增大。

针对这种情况，我们可以对这道错题进行模型的对比变式训练：漂浮的渔船甲和浸没的潜艇乙，均由江河里驶入大海。则渔船甲所受浮力_____，潜艇乙所受浮力_____。（选填“变大”“不变”或“变小”）

这种模型的对比变式会让学生在强化训练中发现，当渔船从江河驶入大海，液体密度和排开液体的体积都变了，应选择浮力的二力平衡法模型进行解题，浮力都是等于渔船的重力，所以所受浮力不变。而潜艇乙的状态是浸没的，排开液体的体积不变，液体的密度变大，应选择浮力的原理法模型进行解题，所以浮力是变大的。

总之，科学思维是物理核心素养的核心，处在物理教学的核心地位，学生建模能力的培养是通向物理科学思维的必然路径。［5］学生模型建构能力的培养并不是一蹴而就的，它需要一个长期的、循序渐进的过程。需要老师不断提升自己把握学科的能力、课堂施教的能力和有效评价的能力；需要老师引导学生联系生活实际，加强对初中物理常见物理模型的识记、理解和模型建构习题的训练，做到“心中有模”；需要老师走进题海，做好校本分层作业的编制与训练，让学生从题海的桎梏中解放出来；需要老师引导学生对错题进行变式训练，总结模型建构的规律，达到“解决一个问题”来扩展“解决一类问题”的思维广度，提高学生分析、综合、创造的能力，从而站在物理模型的高度去审视物理问题，达到一览众山小的学习效果。