如何確定素養目標和素養水平

梁 旭

(浙江省教育廳教研室，浙江 杭州 310012)

隨著《普通高中物理課程標準(2017年版)》頒布,如何在高中物理教學中加以落實?在落實時會遇到怎樣的困惑,這是每個高中物理教師關注的問題,也是必須想辦法解決的問題,筆者談談自己的想法．

1 如何表述教學目標

一般來說,知識是人類對物質世界以及精神世界探究的結果．物理學科的每一節新授課,甚至習題課和復習課都會有一定量的新知識需要學習．在教學目標研制時,教師們會遇到一個困惑的問題——核心素養包括知識嗎?如果不包括,教學目標的框架是怎樣的?如果包括,知識內容應該歸屬哪個素養?

從核心素養的定義——“正確的價值觀念、必備品格與關鍵能力”來看,知識似不屬于核心素養．按照國際經合組織(OECD)“素養不只是知識和技能,它是在特定情境中,通過利用和調動心理社會資源(包括技能和態度)、以滿足復雜需要的能力”的說法,素養應該包括知識．其實不同國家對核心素養的表述都有所不同,我們根據教學實際的特點,來分析幾種表述方式的利弊．

1.1 “知識+素養”形式

案例1.“閉合電路歐姆定律”教學目標，如表1.

這種表述方法的好處是教師比較容易理解和把握,存在的問題主要有兩個:一是將知識與物理觀念分離,容易使人認識不到物理觀念建立的基礎是知識的積累;二是《課標》對物理觀念的提升太概括,只有物質觀、運動與相互作用觀和能量觀,使得物理觀念部分的內容太簡單和籠統,無法對實際教學起到指導作用．

表1

1.2 物理觀念包含知識形式

案例2.“閉合電路歐姆定律”教學目標，如表2.

表2

這種表述方法的好處是把教學目標統一在核心素養的框架中．這種將知識歸屬物理觀念做法與《課標》中“物理觀念”的質量水平描述“(1)初步了解所學的物理概念和規律,能將其與相關的自然現象和問題解決聯系起來;(2)了解所學的物理概念和規律,能解釋簡單的自然現象,解決簡單的實際問題;(3)了解所學的物理概念和規律及其相互關系,能解釋自然現象,解決實際問題;(4)理解所學的物理概念和規律及其相互關系,能正確解釋自然現象,綜合應用所學的物理知識解決實際問題;(5)能清晰、系統地理解物理概念和規律,能正確解釋自然現象,綜合應用所學的物理知識靈活解決實際問題”是一致的．這種表述認為概念和規律等物理知識是較低水平的物理觀念(具體觀念、子觀念),是構成大的、完整的物理觀念的組成部分．這種表述的不足也是明顯的,會讓人對知識與物理觀念的差異認識不清．

1.3 把核心素養作為腳手架方式

如果我們用建造房子來比喻制定教學目標,建造房子的過程需要腳手架,但房子建造完成后,腳手架也拆除了．教師把“知識+核心素養”的框架作為制定教學目標時的“腳手架”,使自己能夠比較全面地確定教學目標,在表述時則去掉這一框架.

案例3.“閉合電路歐姆定律”教學目標，如表3.

表3

這種表述方法的好處是“不爭”,回避了知識與物理觀念之爭．這種方式對學生的學習來說也沒有問題,因為教學目標已經體現了知識與核心素養的具體要求．這種表述的不足會體現在評價時,因為物理學科核心素養的水平劃分及學業質量水平表述是按照物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任來區分的,教學目標屬性的不明確,會使教學與評價之間的聯系缺失．

上述3種表述教學目標的方式,教師可以選擇使用,如先選用第3種,過一個階段后,在1、2兩種中選擇一種．

2 如何確定素養內容與水平

在將核心素養與教學實際結合時,核心素養的水平劃分和學業質量水平表述無疑對確定教學目標和評價目標有著重要的作用．要使教學評價與教學相適應,就應該使評價的素養內容與水平與教學目標相匹配,這就要求教師能夠掌握確定素養內容與水平的方法．

2.1 依據思維過程和層級關系逐步確定素養內容和水平

圖1

案例4.如圖1所示,照片中的汽車在水平路面上做勻速圓周運動,已知圖中雙向四車道的總寬度約為15m,行駛汽車的長度約4m,假設汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍,則運動的汽車

(A) 只受重力和地面支持力作用.

(B) 最大速度不超過15 m/s.

(C) 最大速度不超過25 m/s.

(D) 所需的向心力由重力和支持力的合力提供.

表4

如何確定求解問題所應該具有的素養內容和水平?首先應該將問題求解的思維過程清晰地表達出來(如表4),根據表達內容與物理學科素養的水平劃分(見《課標》附錄2)之間的聯系確定素養內容與水平．對于比較難以確定的內容,需要依據素養層級進行分析,逐級確定．

例如,上面案例中“如何得到半徑呢?從車的長度估算,不會超過30 m,從車道寬度估計,不同方向估算會有不同值,可能是照片產生了失真”這一對問題求解的思維過程表述具有明顯的探究性質,應屬于“科學探究”,根據科學探究對“問題”、“證據”、“解釋”和“交流”的具體表述,進一步確定其屬于“問題”這一要素,仔細閱讀關于“問題”5個水平的表述,確定“真實情境,不同角度、作出科學假設”與問題求解思維過程的表述比較相符,進一步確定屬于水平5．

又如上面案例中“聯系到不同位置車道寬度不同,攝影時站成橫向一排時失真幾乎沒有,與初中透鏡成像結論相同,得到半徑約為90 m”這一對問題求解的思維過程表述明顯屬于科學思維,根據科學思維對“模型建構”、“科學推理”、“科學論證”和“質疑創新”的具體表述,進一步確定屬于“科學論證”,仔細比較“科學論證”5個水平的表述,確定“能恰當使用證據證明物理結論”與問題求解實際比較相符,進一步確定屬于水平4．

2.2 明確物理觀念的內容

圖2

案例5.如圖2所示,在鐵芯上、下分別繞有匝數n1=800和n2=200的兩個線圈,上線圈兩端與u=51sin(314t)V的交流電源相連,將下線圈兩端接交流電壓表,則交流電壓表的讀數可能是

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

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

表5

很明顯,在問題求解的素養要素分析時(如表5),物理觀念中的部分表述“能從物理學的視角解釋一些自然現象,能應用物理知識解決一些實際問題”與科學思維中的表述“能對比較簡單的物理現象進行分析和推理,獲得結論”十分雷同．一般來說,觀念是人們在長期的生活和生產實踐當中形成的對事物的總體的綜合的認識．雖然從歷史的角度,觀念也會發展變化,但在特定的某一階段,觀念是相對穩定的．思維是人類所具有的高級認識活動,是對輸入信息與腦內存貯知識經驗進行一系列的心智操作過程．觀念是解決問題的“工具”,思維是應用觀念解決問題的“操作過程”．從對教師理解更加有利的角度,筆者認為物理觀念的內容應該界定在觀念本身,而運用觀念進行心智操作,達成對問題解決的過程屬于科學思維的范疇．

有人會說:《課標》在學業質量水平和核心素養的水平劃分表述時都是認為物理觀念包括觀念及觀念運用．筆者認為觀念形成和觀念應用其實是觀念形成的兩個階段,是從教學法角度描述觀念教學的過程,并不是觀念本身．理論只有同實踐相結合,才能得到檢驗和發展．《課標》提出的物理核心素養無疑對立德樹人有積極的導向作用,但是面對豐富和具體的教學實踐,不能僵化地照搬理論,而是要依據實際進行適當的調整．

2.3 對核心素養的水平劃分有關內容進行拓展

圖3

案例6.在“探究導體電阻與其影響因素的定量關系”實驗中,為了探究3根材料未知,橫截面積均為S=0.20 mm2的金屬絲a、b、c的電阻率,采用如圖3所示的實驗電路．M為金屬絲c的左端點,O為金屬絲a的右端點,P是金屬絲上可移動的接觸點．在實驗過程中,電流表讀數始終為I=1.25 A,電壓表讀數U隨OP間距離x的變化如表6.

表6

表7

(1) 繪出電壓表讀數U隨OP間距離x變化的圖線.

(2) 求出金屬絲的電阻率ρ,并進行比較．

在問題求解所需的素養分析時(如表7),“根據U-x表達式,結合圖像斜率意義,得到金屬絲a、b、c的電阻率”這一操作屬于科學思維,而且對應水平不是很高．在科學思維的模型建構、科學推理、科學論證和質疑創新4個要素中,屬于科學推理．由于核心素養的水平劃分中對科學推理水平2(3)的表述為“能對比較簡單的(常見的)物理現象進行分析和推理,獲得結論(并作出解釋)”,這一表述限定了對象是物理現象,使我們確定素養內容時碰到了困難．筆者認為,與豐富的教學實際相比,物理現象這一限定太狹窄了,應該拓展．在學業質量水平2(3)中相對應的表述為“能對比較簡單的(常見的)物理問題進行分析和推理(進行分析,通過推理),獲得結論(并作出解釋)”,顯然,這一說法的適用性就比較廣泛．另外,物理學科核心素養水平劃分對物理觀念的表述,沒有學業質量水平表述的具體和明確,對此,我們可以參考學業質量水平的表述,拓展核心素養的水平劃分中的部分表述．