基于核心素養(yǎng)的高中物理實驗探究課堂評價設(shè)計

潘家料 林 國

（福鼎市第一中學(xué)，福建 福鼎 355200）

高中物理實驗探究課堂導(dǎo)入評價機制，主要依據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂版）》關(guān)于“科學(xué)探究”學(xué)科素養(yǎng)的水平劃分。根據(jù)評價活動本身的“功能性”與“教學(xué)引導(dǎo)性”特點，結(jié)合科學(xué)探究的“問題”“證據(jù)”“解釋”“交流”等要素設(shè)計評價方案，并圍繞學(xué)生的實驗探究過程設(shè)計評價量表。在設(shè)計評價量表時強調(diào)的要素有：學(xué)生對物理知識的理解、實驗探究活動的參與程度、實驗數(shù)據(jù)采集與處理的科學(xué)規(guī)范、實驗結(jié)論與實驗誤差的分析論證、實驗成果的交流與討論等維度。依據(jù)評價量表呈現(xiàn)的學(xué)生科學(xué)探究的水平層次來引導(dǎo)教學(xué)，促使學(xué)生形成更為出色的物理科學(xué)探究素養(yǎng)。

一、高中物理實驗探究課堂評價的背景及意義

新課程標(biāo)準(zhǔn)提出：高中物理課程通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極參與、樂于探究、善于實驗、勤于思考的學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。［1］高中物理課程重視以評價促進學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展，重視評價的診斷功能和激勵功能，致力于創(chuàng)建一個目標(biāo)明確、主體多元、方法多樣、既重視結(jié)果亦重視過程的物理課程評價體系。［1］高中物理在探究實驗教學(xué)中強調(diào)“探究”，重視“評價”，基于以上新課標(biāo)所提出的基本理念，我們必須研究評價的對象、評價的手段、評價的方式等來建立更為完善的評價機制，進而指導(dǎo)教學(xué)和發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。但從現(xiàn)階段教學(xué)實踐來看，高中物理實驗探究課堂評價機制亟待完善。首先，評價對象單一：在實施評價的過程中，教師更愿意對學(xué)生的探究結(jié)論展開評價，并不關(guān)注教學(xué)探究活動過程與該過程對學(xué)生所產(chǎn)生的影響。其次，實驗探究評價指標(biāo)的設(shè)計過于簡單，大部分實驗探究活動都是以學(xué)生的實踐表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)，針對探究原理與設(shè)計、數(shù)據(jù)的收集與解釋、實驗探究結(jié)論的得出與交流等環(huán)節(jié)的評價難以落實，評價角度與維度亟待豐富與完善。

因此，對于實驗探究課堂來說，評價應(yīng)從“實驗設(shè)計”“實驗操作”“數(shù)據(jù)采集”“分析論證”“討論交流”“態(tài)度與價值觀”等多維度展開，并對每一個維度設(shè)定水平指標(biāo)。對于學(xué)生來說，其作為評價的對象和主體，發(fā)起評價的目的在于引導(dǎo)其養(yǎng)成科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。綜上所述，我們對實驗探究課堂的評價進行優(yōu)化，改變評價維度，才能發(fā)揮出高中物理實驗探究課堂評價的教學(xué)價值。

二、高中物理實驗探究課堂評價工具的設(shè)計

在實驗探究課堂中，使用帶著有各項評價維度和評價水平指標(biāo)的評價工具，能讓評價更方便、更直觀、更有可行性和可信性。教師使用評價工具指導(dǎo)學(xué)生的探究過程，并收集各種評價信息，學(xué)生使用評價工具規(guī)范探究過程。探究課堂結(jié)束后，將收集到的評價信息進行優(yōu)化與歸納，從而了解學(xué)情，改進教學(xué)。

探究性實驗教學(xué)的評價工具主要由評價量表和筆紙測試兩部分構(gòu)成，先用評價量表對“科學(xué)探究”與“科學(xué)態(tài)度責(zé)任”進行評價，而后用筆紙測試評價“分析綜合”“推理論證”等科學(xué)思維。量表評價在先，側(cè)重過程和態(tài)度筆紙測評在后，側(cè)重觀點和思維。

探究性實驗評價量表按三層指標(biāo)設(shè)計：第一層為物理學(xué)科核心素養(yǎng)所包含的“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面。第二層為本節(jié)實驗探究課的研究內(nèi)容。第三層為新課標(biāo)所闡述的學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分的5 級水平指標(biāo)，從“提出問題，做出假設(shè)”“制定科學(xué)探究方案”“獲得實驗數(shù)據(jù)”“多種方法分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律”“對結(jié)論進行解釋與交流”等環(huán)節(jié)進行細(xì)化評價。

三、高中物理實驗探究課堂評價案例

以高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)設(shè)計評價量表，在量表中體現(xiàn)課標(biāo)所要求的物理學(xué)科素養(yǎng)。以“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”為例。

（一）從高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)到學(xué)習(xí)目標(biāo)（表1）

表1 高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)到學(xué)習(xí)目標(biāo)

（二）由學(xué)習(xí)目標(biāo)確定的學(xué)習(xí)任務(wù)

任務(wù)1：實驗設(shè)計

教科書先介紹了彈力的概念和彈力與形變量的定性關(guān)系，同時給出實驗器材引導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計。這里鼓勵學(xué)生用多種的器材設(shè)計更多的方案，并讓學(xué)生交流和討論，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和思維的創(chuàng)新性。

提問：1.彈力大小的測量有哪些方式？

預(yù)估回答：測力計、鉤碼重力替代、力傳感器等

提問：2.如何測量彈簧的形變量？

預(yù)估回答：刻度尺測量，坐標(biāo)紙描點，測距儀測量等

任務(wù)2：實驗操作

用鉤碼的重力替代彈簧彈力，用刻度尺測量彈簧的伸長量的實驗方案，在實驗中讓同學(xué)們互相合作，同時指導(dǎo)學(xué)生理解以下操作要求：①要保持刻度尺豎直并靠近彈簧；②注意不要超過彈簧的彈性限度；③待鉤碼靜止后開始測量彈簧長度；④設(shè)計記錄表格，正確記錄實驗數(shù)據(jù)。

任務(wù)3：實驗數(shù)據(jù)的分析與解釋

彈簧和鉤碼靜止時所加鉤碼的重力當(dāng)作彈簧的彈力的大小，每加一個鉤碼測量彈簧的長度，并將彈簧長度減彈簧原長得到彈簧的伸長量，列入表2。

表2 測量結(jié)果

指導(dǎo)學(xué)生處理表格中的物理量。

提問3：鉤碼靜止時彈簧彈力是多大？

預(yù)估回答：所掛總鉤碼的重力、每一次掛上的鉤碼重力、鉤碼總重力加上彈簧自重等。

提問4：刻度尺的示數(shù)是彈簧的伸長量嗎？如何處理彈簧的伸長量？

預(yù)估回答：需減去彈簧原長；彈簧平放測原長與豎放測原長有差別。

提問5：如何處理表格數(shù)據(jù)直觀體現(xiàn)彈簧彈力與其伸長量關(guān)系？

預(yù)估回答：將表格數(shù)據(jù)進行比例計算；做出彈力與伸長量關(guān)系圖像。

任務(wù)4：實驗結(jié)論交流與討論

讓用不同的數(shù)據(jù)處理方法的小組對他們所得到的實驗結(jié)論進行解釋和闡述。通過比較方法①表格數(shù)據(jù)進行比例計算，根據(jù)方法②做出彈力與伸長量關(guān)系圖像，讓學(xué)生感受到圖像法對實驗數(shù)據(jù)處理的簡潔和直觀，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

（三）結(jié)合學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計評價量表（見表3）

表3 學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計評價量

表3 （續(xù)表）學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計評價量

（四）評價量表的數(shù)據(jù)分析與學(xué)情反饋

評價量表中“自評”“組評”和“師評”以“√”評價其對應(yīng)的水平層次得出相應(yīng)數(shù)值，取三者平均值為縱軸，各評價維度為橫軸，借助信息技術(shù)手段，對探究過程進行相應(yīng)的記錄評析，對學(xué)生個體和班級整體的量表進行及時的分析與反饋，力求快速精準(zhǔn)了解學(xué)情，加強教與學(xué)的交互性，提高科學(xué)探究課堂的實效性。

以某學(xué)生為例，其量化分析如圖1，可了解該學(xué)生在實驗操作和數(shù)據(jù)分析上能力較強，而對以彈力來解釋物體形變物理觀念和主觀探究實驗的意愿較為薄弱。對該同學(xué)應(yīng)以夯實基礎(chǔ)，提高其學(xué)習(xí)物理的主觀能動性為主要輔導(dǎo)方向。

圖1

全班學(xué)生進行量化總分的平均，通過各維度平均分的高低，判斷本節(jié)課的總體學(xué)情，以及重難點突破情況，為下節(jié)課的課堂設(shè)計提供依據(jù)。如圖2 可以看出,學(xué)生整體上對實際情境準(zhǔn)確表述出可探究性的物理問題并作出有依據(jù)的假設(shè)［1］的素養(yǎng)能力較弱。針對量表體現(xiàn)出的薄弱環(huán)節(jié)，我們在教學(xué)設(shè)計時需注重“問題串”的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度分析實驗情境，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性發(fā)現(xiàn)實驗所探究的問題，并做出合理的假設(shè)。

圖2

四、結(jié)語

針對高中物理實驗探究課，強調(diào)評價貫穿于探究活動全程的學(xué)習(xí)任務(wù)，以評價來了解學(xué)生學(xué)情。在實施評價的過程中，基于課標(biāo)所提出的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，多個維度、分水平層次進行評價。要分析評價結(jié)果了解學(xué)生的學(xué)情，進而設(shè)計有效的教學(xué)措施，幫助學(xué)生建構(gòu)完整的知識框架和形成物理學(xué)科核心素養(yǎng)。