基于物理核心素養的教學目標制定研究
——以“分子動理論”為例

朱曉玲 楊焱棱 袁令民

(四川師范大學物理與電子工程學院 四川 成都 610100)

隨著《普通高中物理課程標準(2017年版)》的正式頒布，“核心素養”被正式加入普通高中課程的培養目標中，對應不同學科特點有學科核心素養，針對物理學科，《普通高中物理課程標準(2017年版)》指出：物理學科核心素養主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”4個方面[1].如何更好地培育學生的物理學科核心素養成了物理教育界在思考和探索的問題.教育目的的實現必須落實課程目標，而課程目標的落實需要將其轉化為具體可操作的課堂教學目標[2]，那么敘寫出具體準確的教學目標就成為在物理課堂教學中落實物理學科核心素養的關鍵一步.

1 物理教學目標的確定技術

如果把課堂教學當做一次旅行，那么教師就是導游，學生就是游客，導游在規劃行程的時候，最先考慮的應該是：游客此行的目的地是哪里？其次才是依據目的地和游客的實際情況考慮具體如何到達？怎樣才能使游客領略到目的地該有的景色和風土人情？怎樣玩才能讓游客在旅途中既輕松愉悅又對此次旅行印象深刻、終生難忘，又如何確定游客是否玩得盡興、的確不虛此行？

物理教學目標是指通過有目的的物理教與學實踐活動，教師期望學生所達到的學習標準或發生的行為變化[3].在物理課堂教學中，物理教學目標就是“目的地”，它是此次學生“旅行”將要到達的地方，為課堂教學具體實施過程中教師的教和學生的學指明方向，具有導向作用；也吸引著“游客”——學生去往“目的地”，具有激勵作用；同時，物理教學目標作為一種預期達成結果，可以作為課堂教學中以及課堂教學后評價教學效果的依據，具有評價作用[4].換言之，物理教學目標是課堂教學的起點和歸宿，也是評價教學效果的落腳點.

物理學科核心素養的形成是一個長期的內化過程，鼓勵核心素養理念下物理課程采用單元式教學，“分子動理論”這個課題在高中階段一般按3個基本觀點分成3節課來介紹其實驗依據，看似是3節獨立的課，實則同屬分子動理論這個整體，契合核心素養理念下單元學習理念，因此以“分子動理論”這一主題為例對物理教學目標的確定與敘寫技術進行具體探討.

1.1 分解“課程標準”

“課程標準”對課程性質、課程基本理念、課程目標、內容標準、實施建議都進行了詳細闡述，教師確定教學目標的首要參考依據就是“課程標準”.通過對“課程標準”的研究，分解其具體內容要求，提取關鍵詞和行為動詞[5]，即課程標準期望學生在具體教學單元達到的行為表現和表現程度，明確其對應的水平要求，把握其內容地位.《普通高中物理課程標準(2017年版)》對“分子動理論”的要求為：通過實驗，估測油酸分子的大小，了解分子動理論的基本觀點及相關的實驗依據；通過實驗，了解擴散現象.觀察并能解釋布朗運動，了解分子運動速率分布的統計規律，知道分子運動速率分布圖像的物理意義[1].提取出信息如圖1所示.

圖1 “分子動理論”的課程標準內容分解

提取出關鍵詞和行為動詞要求后，參照“課程標準”中的行為動詞說明表，明確各行為動詞對應的水平要求，由此清楚各關鍵詞有關內容在本單元教學中的地位.

1.2 分析教材內容

在分解“課程標準”的基礎上，充分挖掘教材內容，定位關鍵詞的位置，細化核心概念，新增必要的前述概念與拓展概念[6]，參考教材中為學生學習所提供的教學情境，明確教材中教學單元的大致教學邏輯及其在整個物理學科體系中的地位，把握初高中教材安排的差異.

另外，現行高中物理教材在《普通高中物理課程標準》的統一引領下，各地區并不相同，教師可以根據情況參閱各版本教材對教學內容進行補充整合.對于“分子動理論”主要參閱人教版教材，整理為如圖2所示的內容結構圖[7].

對比初高中教材，這一主題在初中分子動理論定性研究的基礎上進行定量研究，增加了各基本觀點的實驗依據[8]，更加強調研究微觀世界的科學方法，帶領學生走進微觀世界，旨在為“內能”部分作鋪墊.

圖2 “分子動理論”的教材內容結構圖

1.3 把握學情

學生是教學過程的主體，是學習目標的完成者，教學目標的確定必須建立在對學生情況充分了解的基礎上.對學生情況的把握主要從3方面進行分析：學生的認知特征分析、認知能力分析、情感特征分析[6]，這是學生學習的起點，通過對學生情況的分析，就大概清楚了課程標準的預期學習成果與學生當前情況的差距，隨后根據情況對教學情境進行篩選、添加，由此為確定具體準確的學習目標提供依據，為有效的學習過程服務，也能保證后續評價工作具有針對性.

如圖3所示，學生在初中就已經初步學習過分子動理論，已經了解其基本觀點，知道擴散現象、分子間相互作用力的定性關系.高中內容的安排是在初中學習的基礎上，進一步學習基本觀點的實驗依據，運用建構模型、估測法等進行定量研究，科學方法方面學生無先備經驗，需要設計啟發學生建構模型的活動；新增加了連接宏觀世界和微觀世界的“橋梁”——阿伏加德羅常數，學生在化學中已經學習過，但在物理學科是初次接觸，需要突出在物理學習中的意義；對于間接證明分子無規則熱運動和擴散現象的布朗運動，學生無先備經驗，擴散現象與布朗運動有何異同，涉及“間接” 思想，學生可能很難區別；以及分子間相互作用力與距離關系的定量研究，滲透了研究分子運動規律的方法——統計方法，學生初次接觸，可能是其困惑不解的問題；分子運動速率分布的理解和掌握是教學的難點，尤其是速率分布曲線的物理意義，這一核心概念的教學有利于學生對統計方法和統計規律進行理解.

圖3 “分子動理論”的學情把握

1.4 構建支持過程

明確了教與學的起點以及“課程標準”所要求的終點、可供參考的教學思路和教學情境后，就需要根據現有教學資源和學生實際情況對達成目標的途徑和方法進行篩選補充、設計教學情境構建教師支持過程.對于物理學這門以實驗為基礎的科學，物理實驗在物理教學過程中起著至關重要的作用，需要考慮到現有教學資源例如實驗器材、媒體設備能否支撐教學目標的達成，若能達成，大概在什么程度，這是在確定教學目標時必須明確的，只有這樣才能使被選擇用來達成目標的途徑和方法契合實際，就像旅行中選擇如何到達目的地，經費充裕可以坐飛機，而如果是窮游，那就只能另尋他路.對于本主題，結合實際情況，為了啟發學生構建模型并運用估測的方法，可先預設“估測菜籽直徑”的情境；溴蒸汽以及硫酸銅溶液與清水的擴散可現場演示；布朗運動的演示實驗可能借助視頻進行展示效果會好一些；氣體壓縮、壓緊的鉛塊粘在一起都容易實現，可現場展示；彈簧連接小球類比相互作用力容易實現，學生可現場感受.

綜合以上對4個確定依據的具體研究，確定了“分子動理論”的教學目標如圖4所示.

圖4 “分子動理論”的教學目標確定

2 物理教學目標的敘寫策略

對“課程標準”、教材、學生、支持過程進行研究后，確定了教學目標，接下來就要將確定的物理教學目標以書面的形式進行敘寫.教學目標具有導向、激勵、評價作用，因此教學目標的遣詞造句要有助于學生學、教師教以及教師評，常見的教學目標敘寫方式有以下4種[9,10],如表1所示.

表1 常見的教學目標敘寫方式

結合“分子動理論”這一主題的具體情況，為了使前面教學目標的確定操作方便以及教學目標的敘寫清晰具體，以下采用ABCD教學目標陳述技術進行敘寫.

(1)通過觀察“估測菜籽直徑”實驗(C)，體會建立模型和估測方法在研究物理問題中的應用(B)，設計出可行的估測油酸分子大小的實驗方案(D)并通過實驗估測出油酸分子的大小(C)，知道物體由大量分子組成(B)，知道阿伏加德羅常數的“橋梁”作用(B)，能用其進行簡單的計算(D)；

(2)通過觀察“溴蒸汽的擴散”“硫酸銅溶液與清水的擴散”(C)，知道擴散現象(B)，能例舉并解釋生活中的擴散現象(D)；

(3)通過觀察布朗運動的實驗現象進行理論分析(C)，知道其產生原因及影響因素(B)，能舉例說明(D)，并通過閱讀布朗運動的發現史(C)，認識到物理問題的研究過程是漫長曲折的(B)，能簡述其發現史(D)；

(4)通過比較擴散現象和布朗運動的異同(C)，知道布朗運動是擴散現象的宏觀表現(B)，體會到研究微觀世界是通過宏觀現象這種“間接”的方法(B)，能簡述其異同(D)；

(5)通過觀察氣體很難壓縮、鉛塊對壓后能提起重物、物體不易被拉斷(C)，知道分子間存在相互作用力(B)，能舉日常實例進行說明(D)，并嘗試用彈簧與小球間的作用力類比分子間相互作用力(C)，知道分子間相互作用力與距離的關系圖像(B)，能畫出圖像并簡述圖像(D)；

(6)通過觀察分析一定溫度下氧分子的運動速率分布圖像(C)，了解其統計規律(B)，知道其物理意義(B)，能敘述其物理意義(D).

3 小結

對于物理教學目標的確定與敘寫，需要明確的是：(1)教學目標的確定中對“課程標準”、教材、學生、支持過程的研究缺一不可；(2)教學目標敘寫時ABCD 4要素不一定都表述出來，只要表達不產生歧義即可.(3)不同課型的教學目標應采用不同的敘寫策略；(4)教學目標雖然分條敘寫，但卻是一個整體.

好的開始是成功的一半，課堂教學始于教學目標又終于教學目標.確定和敘寫準確合適的物理教學目標能起到事半功倍的效果，有針對性地為課中教師教、學生學以及課中課后評學生、評教師、評教學過程提供依據和標準，為有效提高課堂教學質量服務，是將“培育學生物理學科核心素養”目標落到實處的第一步.