讓核心素養在進階學習中落地生根
——以蘇科版物理引言課的教學設計為例

姜棟強

(海門市東洲中學,江蘇 海門 226100)

學生發展核心素養如何落地生根,已經成為當前課程改革的熱點問題．2018年1月16日上午,教育部新聞發布會頒布的高中課程新課標,將學生發展核心素養分配到各個學科之后,形成了14個學科核心素養,涵蓋了學生發展核心素養的6大板塊,18個要點．物理學科的核心素養包括“物理觀念和應用、科學探究和交流、科學思維和創新、科學態度和責任”這四個維度．雖然與其對應的初中課程的新課標尚未公布,相信初中學生發展核心素養如何在各個學科的落地生根,將為期不遠．本文從初中物理學科的教學設計入手,對此進行校本化探討．

1 何處落地?

圖1

蘇科版物理教材的“引言”部分安排了“奇妙的物理現象”和“體驗科學探究”二節內容,這二節內容有承上啟下的關系．第一節安排了4個實驗,前二個“看一看”,后二個“做一做”．“看一看”的第一個活動就是讓學生觀察點燃在玻璃罩內的二支長短不同的蠟燭哪一支先滅的開放性實驗,如圖1所示[1]．筆者認為,該活動是學生開始學習物理的第一個活動,要產生“首輪效應”,必須對教材中的該活動進行二次創造,讓核心素養在從中能真正落地并生根．

2 怎樣生根?

核心素養生根的關鍵在于教學目標的體系改革,在于能否在每一堂課、每一次綜合實踐活動中得到落實．教學目標是撬動核心素養落實的唯一工具[2]．而教學目標的達成,必須通過教學內容讓其生根于每一堂課、每一個活動中．

2.1 從教學目標的進階中生根

物理教育和進階學習將教學目標設置為三個層級:“認知目標→心智目標→情感目標”．認知是初階的知識目標,通過課堂教學達成,形成認知結構．心智是中階的行為目標,通過課外的綜合實踐達成,提升關鍵能力．情感是高階的自我管理目標,通過課內教學和課外活動的融合達成,形成必備品格．

2.1.1 認知目標:其定位是:將外界的有效信息成功地輸入于學生的大腦．其評價標準是:對知識和技能的記憶、理解和鞏固的程度．具體要求可落實在每一堂課中,分3個進階層級:了解→認識→理解．以引言課的課堂教學為例: ① 了解:實驗結果與實驗條件有關．② 認識:物理有趣、有用以及科學探究的7個環節．③ 理解:觀察和實驗是學習物理的基本方法．認知目標進階層級的達成度可以鑒別該堂課是否初步形成認知結構以及教學是否有效和高效．

2.1.2 心智目標:其定位是:將大腦中新獲的認知信息有效輸出．其評價標準是:對認知結構的分析、解釋、推理等行為的應用程度．具體要求可落實在每一項課外的綜合實踐中,也分3個進階層級:經歷→嘗試→能或會．以引言課的課外實踐為例: ① 經歷:觀察生活,發現并提出問題．② 嘗試:猜想假設、設計實驗．③ 能或會:解決問題,交流評價．心智目標進階層級的達成度可以鑒別該實踐活動是否能提升學生的關鍵能力．

2.1.3 情感目標:其定位是:大腦對正在做的事情進行監控,對將要做的事情進行管理,對整個認知和行為過程進行反饋．其要求也分3個可以進階的層級:情感→態度→價值觀．以引言課的教學為例: ① 情感:對正在進行的課堂教學充滿激情,有求知欲． ② 態度:對將要進行的課外實踐活動要有責任感,形成科學態度．③ 價值觀:對課內認知和課外行為要有使命感和價值追求．情感目標進階層級的達成度可以鑒別是否能陶冶學生的必備品格．

圖2

對教學目標的進階定位,可構建成如圖2所示的定位模型．其中的認知是低階目標,有普適性．心智是中階目標,有選擇性．情感是高階目標,有階梯性．每個階位可設置① 、② 、③ 3個小階位．每個小階位中,還可設置A、B、C 3個更小階位．這樣就有27個層次不同的目標階位,就能讓所有學生自己去選擇、實踐和創新,從中關注和思考自身核心素養的發展．

2.2 從教學內容的進階中生根

將引言課的三階定位為:有趣→好奇→有用．引言第一節的三級階位如下:

2.2.1 現象是有趣的:觀察有趣的物理現象,圖1所示的二支長短不同的蠟燭哪一支先滅的實驗,分3個進階內容:看→猜→做．

2.2.2 活動是好奇的:觀察教材上的另外三個活動:開水燒魚→隔杯看書→隔物吸鐵,讓學生在好奇中實現三級進階．(上述2個內容安排在課內)

2.2.3 物理是有用的:將蠟燭熄滅的課內實驗進階為課外的探究活動:將2支蠟燭延伸為5支長短不同的蠟燭→將玻璃罩延伸為形狀和大小不同的3個玻璃罩→將玻璃罩與桌面之間的接觸程度延伸為無封、水封和油封[3]．探究二氧化碳在玻璃罩空間的分布情況,并延伸為霧霾的形成原因．

上述的三階內容,可以通過課內教學和課外實踐,讓核心素養在教學目標的進階中,能落地生根．

2.3 從課堂教學的進階中生根

以引言課的第一節教學為例,實現有趣→好奇→有用的三級進階．

2.3.1 有趣的現象:設計可進階的3個活動: ① 看一看:讓學生觀察課桌上長短不同的2支蠟燭和大小不同的2個玻璃罩以及1盒火柴、1塊密封圓板,它們各有什么作用?② 猜一猜:課桌上2支蠟燭點燃后,罩在同一個玻璃罩內,哪支蠟燭先熄滅?③ 做一做:設計實驗: A. 將長短不同的2支蠟燭放在密封圓板上．B. 火柴將2支蠟燭點燃．C. 用玻璃罩將蠟燭密封．D. 觀察哪支蠟燭先熄滅?并記錄蠟燭燃燒的時間,如圖3所示．E. 驗證猜想:蠟燭在細長的小玻璃罩內燃燒,長蠟燭先熄滅;在大玻璃罩內燃燒,短蠟燭先熄滅．F. 得出結論:實驗的結果與實驗的條件有關．G. 交流合作:二氧化碳有滅火的作用,說明先熄滅的蠟燭周圍分布的二氧化碳多．在激發興趣中讓學生課后設計進階實驗．

圖3

2.3.2 好奇的活動:設置3個進階活動:① 猜一猜:透過盛水的玻璃杯看書本上的字,是變大了?變小了?還是不變?如圖4所示．(教材上的實驗)② 做一做:發現書本上的字變大了．③ 變一變:讓學生將自己的照片放在玻璃杯的后面,看自己的像是變胖了?變瘦了?還是不變?實驗結果是變胖了,如圖5所示．

圖4

2.3.3 有用的物理:這是達成高階的自我管理目標的關鍵環節,設置3個進階環節:① 求知欲:讓學生在有趣、好奇的2個實驗中,產生強烈的情感體驗,激發求知欲,對學好物理充滿期待．② 責任感:對將要進行課后探究(蠟燭周圍二氧化碳分布情況)的行為要有責任感,并逐漸養成習慣．③ 價值觀:對課內認知和課外行為要有使命感和價值追求(在課堂小結時達成),實現三級進階: A. 物質觀:蠟燭周圍的空氣中有氧氣和二氧化碳,蠟燭燃燒時放出二氧化碳(將小學科學中已有的認知結構進階為物質觀)．B. 作用觀:氧氣有助燃作用,二氧化碳有阻燃作用,能滅火(將已有認知進階為作用觀)．C. 時空觀:把2支正在燃燒的蠟燭火焰,進階為玻璃罩空間的二個特殊位置．將蠟燭火焰熄滅的先后,進階為蠟燭在特殊空間所燃燒的時間．讓學生明白:這就是蠟燭燃燒時的時空關系,再進階為時空觀．

2.4 從綜合實踐的進階中生根

課后的綜合實踐是課堂教學的延伸,讓學生獨立嘗試,實現調查發現,提出問題→設計實驗,收集證據→得出結論,交流評價的三級進階．一位學生的實踐過程如下:

2.4.1 提出問題:通過觀察調查,發現商場失火疏散人群時,指揮人員通常要求大家“趴低點,跟我走!”的情境．于是提出這樣的問題:在燃燒過程中,二氧化碳在空間是如何分布的?[4]

圖6

2.4.2 設計實驗:設置三個階位:找原因→立方案→做實驗．① 找原因:蠟燭的長度、玻璃罩的形狀大小、空間的密封程度．② 立方案:將蠟燭由2支拓展為長短不同的5支,玻璃罩拓展為形狀和大小不同的3個,密封程度拓展為無封、水封、油封3種,形成9個實驗方案．③ 做實驗:長度分別為3、5、8、10.5、14.5 cm的5支蠟燭在無液封的大玻璃罩內燃燒,如圖6所示．測得它們的燃燒時間分別為22.4、17.6、6.2、5.3、8.2 s,如表1所示．

表1

圖7

2.4.3 得出結論:用同樣的方法,可以收集到9個實驗方案中的9組數據,并將其畫成函數圖像,其中水封的圖像如圖7所示．小號和中號在無封口時,蠟燭的熄滅順序基本都是由高到低．大玻璃罩內的蠟燭無液封時,由于底部漏氣,最低的蠟燭持續時間最長;有封口后,處于中間的持續時間較長．導致蠟燭熄滅的直接物質是二氧化碳,它在玻璃罩內的分布是影響其熄滅順序的直接原因．瘦高型玻璃罩內二氧化碳最先分布在玻璃罩的頂端,使較高的蠟燭先熄滅;比較寬敞的容器內,二氧化碳從頂部沿著內壁迅速冷卻下沉,使得處于較高和較矮的蠟燭先熄滅,而中間高度的最后熄滅．將該結論應用于生活實際:霧霾現象的罪魁禍首就是二氧化碳的過度排放,所以我們要低碳出行,還一個碧空藍天．

通過課后的綜合實踐,學生對其中的物質觀、相互作用觀和時空觀就會有新的感悟,并與低碳出行聯系了起來,內化為學生發展的關鍵能力和必備品格,就能確保核心素養在每一堂課或每一個課外實踐中都能落地生根．

3 教后反思

3.1 情智目標

將初中物理課程標準中的三維目標創新為可以進階的情智目標[5],“情”是高階的情感目標(即三維目標中的情感、態度、價值觀):激發求知欲、增強責任感、滲透價值觀,培養學生的必備品格．該目標通過課堂教學及其相關的課外活動達成．“智”是中階的行為目標:觀察生活、發現問題、解決問題,提升學生的關鍵能力．該目標通過課外的綜合實踐活動才能達成,它是對三維目標的完善和創新．“知”是低階的認知目標(即三維目標中的知識技能、方法過程):對知識的記憶、理解、鞏固,形成認知結構．該目標通過課堂教學的引入、高潮、鞏固等環節達成．情智目標的成功達成之日,就是核心素養落地生根之時．

3.2 進階課程

它是基于學習進階理論,校情、學情、教材,以及學生身心發展規律而開發的校本課程．在學習內容上突顯物理學科的普適性、學習形式上體現實施項目的選擇性、學習層次上體現教學目標的階梯性．它將課程目標解析為核心概念、思維模式和“STEM”教育三大維度．依托這三大維度,進階目標的主題便能條理清晰的展示其物理教學的過程．有限的教學能為參與過程的每一位學生提供成功的無限可能,有限的活動也能突出其綜合實踐的無限意義,讓核心素養勾畫出新時代早期人才的新形象,那就是涵蓋社會技能與動機、人格特征在內的統整能力[6]．它包括溝通互動、異質交流、自律行為等能力．就能使核心素養真正能在每一堂課或每一個實踐活動中落地生根．

3.3 教學相長

筆者的物理教育進階課程的開發實踐,已堅持了5個年頭,也結出了碩果．許多學生的創新成果在班級→年級→校級→縣級→省級的進階展評中獲獎,筆者也因此而走上專業化發展的幸福之路,成為高級教師、學科帶頭人,這就是“教學相長,共同發展”,如圖8所示．教師通過物理教學及其進階活動,使學生有了創新成果,就有機會參加成果展示、交流并獲獎．學生的成才也反作用于教師,促使教師的專業化發展．真正實現“教師為學生成才鋪路,學生為教師發展搭橋”的教學雙贏!

圖8