初中物理課堂學(xué)習(xí)評價(jià)的實(shí)踐探索
——以“模型建構(gòu)”核心素養(yǎng)培養(yǎng)為例

溫超峰

（武平縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)，福建 武平 364300）

一、初中物理“模型建構(gòu)”學(xué)習(xí)評價(jià)的現(xiàn)狀調(diào)查

模型建構(gòu)是指為了方便研究和解決問題，對所研究的物理現(xiàn)象、物理狀態(tài)或物理過程，通過“原型啟發(fā)”“類比聯(lián)想”“化繁為簡”的方法，保留原型中本質(zhì)的、主要的因素，舍棄原型中非本質(zhì)的、次要的因素，把所研究對象的本質(zhì)特征給抽象出來，最后建構(gòu)成一個簡單的、直觀的理想化模型。［1］

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》強(qiáng)調(diào)要“堅(jiān)持核心素養(yǎng)導(dǎo)向，注重以評價(jià)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，構(gòu)建目標(biāo)明確、主體多元、方式多樣和功能全面的物理課程評價(jià)體系”。建立適當(dāng)?shù)某踔形锢碚n堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)體系，可以讓學(xué)生了解自己的模型建構(gòu)能力處于哪一層次的水平，從而有針對性的改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

為了深入了解初中物理課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的現(xiàn)狀，筆者對城鄉(xiāng)5 所樣本校586 位學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查。剔除數(shù)據(jù)不全和空白問卷12 份，有效問卷574 份，有效的回收率為97.95%（問卷內(nèi)容、選項(xiàng)內(nèi)容及百分率見表1）。

表1 初中物理“模型建構(gòu)”學(xué)習(xí)評價(jià)問卷調(diào)查結(jié)果

從學(xué)生問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)表中我們可以看出：1.認(rèn)為自己的物理老師在課堂上會經(jīng)常運(yùn)用模型建構(gòu)的方法進(jìn)行教學(xué)的同學(xué)占比只有27.6%，說明很多物理教師沒有深入學(xué)習(xí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)容，或是對核心素養(yǎng)內(nèi)容的研究只是浮于表面而沒有真正在課堂上落實(shí)；2.認(rèn)為自己的物理老師在課堂上會經(jīng)常運(yùn)用評價(jià)手段來提升同學(xué)們的模型建構(gòu)能力的同學(xué)占比42.2%，說明很多物理教師沒有制定模型建構(gòu)的評價(jià)工具，不知道學(xué)生模型建構(gòu)處在什么水平，不能有針對性地進(jìn)行教學(xué)；3.認(rèn)為自己的物理老師在課堂上有經(jīng)常對模型建構(gòu)的習(xí)題進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練的同學(xué)占比只有31.8%，說明很多物理教師沒有重視模型建構(gòu)方面的能力訓(xùn)練；4.認(rèn)為自己的物理老師有編制模型建構(gòu)類校本分層作業(yè)的同學(xué)占比只有29.4%，說明很多物理老師沒有重視分層校本作業(yè)的編制，不能滿足不同層次學(xué)生的需求；5.認(rèn)為自己的物理老師有經(jīng)常對模型建構(gòu)類的錯題進(jìn)行拓展變式訓(xùn)練的同學(xué)占比34.7%，說明很多物理教師沒有重視錯題的拓展變式訓(xùn)練。

二、初中物理“模型建構(gòu)”學(xué)習(xí)評價(jià)現(xiàn)狀的原因分析

從學(xué)生問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，造成以上問題的主要原因有五個：一是教師的專業(yè)素養(yǎng)沒有提升，很多教師沒有深入學(xué)習(xí)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，沒有深入研究并實(shí)踐物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，沒有深入研究初中物理各章節(jié)模型建構(gòu)的類型，把握學(xué)科能力較差；二是教師未能制定合理的評價(jià)工具，對評價(jià)工具的制定缺乏理論依據(jù)或是制定的評價(jià)工具效度不夠；三是教師沒有重視模型建構(gòu)典型習(xí)題的強(qiáng)化訓(xùn)練，沒有通過評價(jià)工具了解學(xué)生所處的能力水平，教學(xué)評價(jià)弱化，教學(xué)針對性差；四是教師沒有重視校本分層作業(yè)的合理編制，千篇一律的作業(yè)往往造成優(yōu)等生吃不飽，學(xué)困生吃不了；五是教師沒有重視學(xué)生錯題的變式訓(xùn)練，以致學(xué)生模型建構(gòu)所需要的分析、綜合、創(chuàng)造等高階思維沒有得到良好的發(fā)展。

三、培養(yǎng)“模型建構(gòu)”核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)評價(jià)實(shí)踐策略

基于“模型建構(gòu)”核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)評價(jià)實(shí)踐是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是一個循序漸進(jìn)的過程。針對當(dāng)前課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)存在的問題，要提高“模型建構(gòu)”核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在教學(xué)過程中應(yīng)特別重視“提升教師專業(yè)素養(yǎng)”“制定有效評價(jià)工具”“訓(xùn)練模型建構(gòu)能力”“編制校本分層作業(yè)”“重視錯題變式訓(xùn)練”等環(huán)節(jié)的實(shí)踐。

（一）提升教師專業(yè)素養(yǎng)是課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的前提

要做好基于“模型建構(gòu)”核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)評價(jià)，教師專業(yè)素養(yǎng)的提升是前提。每位教師要從“高度”“深度”“寬度”上去提高自身的專業(yè)素養(yǎng)。

在高度上，物理教師要認(rèn)真學(xué)習(xí)教育部在2020 年1 月發(fā)行的《中國高考評價(jià)體系》，明確高考評價(jià)體系中“一核”“四層”“四翼”“情境”四個元素的含義。要認(rèn)真落實(shí)“立德樹人、導(dǎo)向教學(xué)、服務(wù)選拔”的總體思路；要認(rèn)真踐行“立足必備知識——結(jié)構(gòu)化、注重關(guān)鍵能力——技能化、立意核心素養(yǎng)——過程化、彰顯核心價(jià)值——觀念化”的四層要求；要認(rèn)真研究試題中如何體現(xiàn)“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”的四翼要求；要認(rèn)真落實(shí)情境化命題的思路，從初高中銜接的高度把握物理模型的建構(gòu)。

在深度上，要根據(jù)課標(biāo)要求、教材內(nèi)容、學(xué)生的學(xué)情，把握初中物理模型建構(gòu)的類型、定義及分類，再根據(jù)課標(biāo)要求和章節(jié)要求將模型建構(gòu)分成基礎(chǔ)型、發(fā)展型和提升型三類，引導(dǎo)學(xué)生由易到難地學(xué)習(xí)。初中物理模型建構(gòu)的類別劃分（見表2）。

表2 初中物理模型建構(gòu)的類別劃分

在寬度上，要從以前的“教材就是我們的世界”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆澜绮攀俏覀兊慕滩摹保P(guān)注我國的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科技、時事、生產(chǎn)勞動和社會實(shí)踐等方面的內(nèi)容，要多做題、磨題，并提高自己選題、變題和編題的能力，要總結(jié)“一題多變，多題同解”的規(guī)律。

（二）制定有效評價(jià)工具是課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的重點(diǎn)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵是學(xué)生在接受物理教育的過程中，逐步形成的能夠適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力，［3］從而逐步確立社會主義核心價(jià)值觀。在培養(yǎng)學(xué)生物理模型建構(gòu)能力的過程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生“自律、尊重、認(rèn)真”等方面的必備品格，要注重培養(yǎng)學(xué)生“閱讀、思考、表達(dá)”等方面的關(guān)鍵能力。

根據(jù)中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)、課標(biāo)要求、教材內(nèi)容及初中學(xué)生的特點(diǎn)，我們可以將模型建構(gòu)的評價(jià)工具分為三個等級水平。水平一：通過仔細(xì)審題，能判斷出問題情境中所蘊(yùn)含的是已學(xué)知識中的哪類模型；水平二：能夠準(zhǔn)確描述這類模型所蘊(yùn)含的物理概念或公式；水平三：能夠結(jié)合情境建立模型，并用相關(guān)的物理概念、公式或圖像解決問題。

評價(jià)等級的制定，可以讓我們充分、準(zhǔn)確地了解學(xué)生所處的等級水平，找出學(xué)生模型建構(gòu)過程中存在的困惑，從而有針對性地加以引導(dǎo)。評價(jià)等級的制定，是促進(jìn)學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)的重要導(dǎo)向，是實(shí)行“先學(xué)后教、以學(xué)定教”的基礎(chǔ)和保障。

例如：在學(xué)習(xí)滬科版九年級物理第十四章《了解電路》第三節(jié)“連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”這一知識的過程中，我們可以制訂課堂當(dāng)堂作業(yè)的學(xué)習(xí)評價(jià)量表（見表3），通過學(xué)生當(dāng)堂作業(yè)了解學(xué)生處于哪一層次的水平，讓學(xué)生在教師的評價(jià)中不斷進(jìn)步。

表3 課堂當(dāng)堂作業(yè)，作業(yè)批改評價(jià)量表

（三）訓(xùn)練模型建構(gòu)能力是課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的關(guān)鍵

如果說模型建構(gòu)評價(jià)工具的制定是學(xué)生學(xué)習(xí)的行動導(dǎo)向，那么學(xué)生模型建構(gòu)能力的訓(xùn)練是實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力提升的關(guān)鍵。從本質(zhì)上講，學(xué)生對物理情境閱讀、分析和解答的過程，實(shí)際上就是一個物理模型構(gòu)建的過程，在這個過程中教師要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際的問題抽象出具體的特點(diǎn)，確定與之對應(yīng)的物理模型，從而突破解題的難點(diǎn)。根據(jù)評價(jià)量表，一般情況下，利用物理模型解決問題的基本程序可以分為三步。第一步：通過仔細(xì)審題，抓住題目的關(guān)鍵信息，把所研究對象的本質(zhì)特征給抽象出來，能判斷出問題情境中所蘊(yùn)含的是已學(xué)知識中的哪類模型；第二步：能準(zhǔn)確表述此類模型所蘊(yùn)含的物理概念或公式；第三步：能夠結(jié)合情境，抓住主要因素，建立恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ停⑦x擇相關(guān)的物理概念、公式或圖像解決問題。

以滬科版八年級物理第九章《浮力》為例，浮力的模型建構(gòu)可以歸納為壓力差法、稱重法、原理法、二力平衡法等四種模型，模型建構(gòu)訓(xùn)練前，教師要重視引導(dǎo)學(xué)生在動手實(shí)驗(yàn)中熟練地領(lǐng)會各種模型的內(nèi)涵以及公式推導(dǎo)。在學(xué)生熟練地掌握了以上四種浮力計(jì)算的基本模型后，課堂模型建構(gòu)能力的訓(xùn)練就顯得尤為重要。

例如：將一塊橡皮泥粘在一支鉛筆的下面，將它放置在一杯清水中，靜止時的情景如圖2，此時鉛筆受到的浮力為F1，鉛筆在水中的長度為h1；接著在這杯清水中逐漸倒入濃鹽水，此時鉛筆受到的浮力為F2，鉛筆在水中的長度為h2；則F1_____F2；h1_____h2。（選 填“＞”“＝”或“＜”）

圖2

為了解答好這道題，教師可將三個等級水平變成三個問題，通過學(xué)生的自我評價(jià)準(zhǔn)確地了解自己所處的等級水平：（1）通過仔細(xì)審題，問題情境中所蘊(yùn)含的是已學(xué)知識中的哪類模型？（2）此類模型所蘊(yùn)含的物理公式是什么？（3）結(jié)合情境，請你寫出推理過程。

通過這種“基于情境、問題導(dǎo)向、深度思考”的方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模型構(gòu)建的能力訓(xùn)練，并通過評價(jià)讓學(xué)生了解自己的模型建構(gòu)水平，從而提高他們的建模能力。

（四）編制校本分層作業(yè)是課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的促進(jìn)

校本分層作業(yè)的作用就是通過規(guī)范訓(xùn)練將所學(xué)知識內(nèi)化為學(xué)生解題能力的過程，所以提高校本分層作業(yè)的設(shè)計(jì)水平是對課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的促進(jìn)。校本作業(yè)的設(shè)計(jì)要遵循“簡約、高效”的理念，要落實(shí)“層次性、適度性、典型性、實(shí)踐性、評價(jià)性”等要求。

1.層次性：校本建模作業(yè)的設(shè)計(jì)要滿足不同層次學(xué)生的需求，要深入了解課標(biāo)要求、教材地位和學(xué)生的學(xué)情，設(shè)置“A、B、C”三個層次的校本分層作業(yè)。要合理設(shè)置理解、識記類的基礎(chǔ)型（A 級）的物理模型建構(gòu)作業(yè)，以滿足學(xué)困生的需求；要合理設(shè)置分析、應(yīng)用類的提升型（B 級）物理模型建構(gòu)作業(yè)，以滿足中等生的需求；要合理設(shè)置綜合、創(chuàng)新類的拓展型（C 級）物理模型建構(gòu)作業(yè)，以滿足優(yōu)等生的需求。

2.適度性：校本分層作業(yè)的訓(xùn)練要落實(shí)限時訓(xùn)練的要求，以提高練習(xí)效率，這就要求我們的教師要合理設(shè)置校本作業(yè)的題量和時長。如果題量太大，學(xué)生需要過長的時間完成，就會造成學(xué)生因要完成其他科的作業(yè)，而不認(rèn)真審題、不注重物理模型建構(gòu)過程而應(yīng)付了事，甚至抄襲。而適量的校本分層作業(yè)，能讓學(xué)生心情愉悅，更有利于培養(yǎng)學(xué)生深度思考的習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)效率。

3.典型性：“雙減”背景下，我們要樹立“教師走進(jìn)題海，學(xué)生才能跳出題海”的理念，教師要多做題、選題、變題和編題，做到“浪里淘沙、沙里淘金”，命制具有典型性的物理模型建構(gòu)校本作業(yè)，做到精選、精練、精講，讓學(xué)生能從這些典型作業(yè)中領(lǐng)悟模型建構(gòu)的內(nèi)涵，做到既減負(fù)又提質(zhì)。

4.實(shí)踐性：物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以真實(shí)實(shí)驗(yàn)情境下的實(shí)踐性校本作業(yè)，不但可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中掌握科學(xué)探究的基本方法，還可以讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)、感悟此類物理模型建構(gòu)的內(nèi)涵，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力。

5.評價(jià)性：教育學(xué)家說，評價(jià)是所有成功教學(xué)的基礎(chǔ)，所以對校本分層作業(yè)的評價(jià)是提高學(xué)生模型建構(gòu)能力的重要一環(huán)。教師要通過模型建構(gòu)評價(jià)工具量表分析每一位學(xué)生的答題情況，判斷他們所處的能力水平是哪一等級，讓學(xué)生在自我評價(jià)、同伴評價(jià)和教師評價(jià)中不斷改進(jìn)自身的不足，不斷提高自己的模型建構(gòu)的能力。

例如，在學(xué)習(xí)滬科版九年級物理第十六章《電流做功與電功率》第四節(jié)“焦耳定律”這一知識的過程中，學(xué)生完成課本中的作業(yè)：一臺電動機(jī)，它的額定電壓是220V，電阻是1Ω。正常工作時通過的電流為5A，這臺電動機(jī)因發(fā)熱而損失的功率為（ ）

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

本題錯誤率很高，究其原因是學(xué)生對電動機(jī)的模型不清楚，造成不理解電動機(jī)的能量轉(zhuǎn)化而錯用公式。針對這種情況，我們可以先讓學(xué)生動手做有關(guān)電動機(jī)的實(shí)驗(yàn)，然后再將這道習(xí)題設(shè)計(jì)如下的校本作業(yè)：電動機(jī)在工作過程中，主要將電能轉(zhuǎn)化為___能和____能；電動機(jī)消耗的總功率為____；電動機(jī)因發(fā)熱而損失的功率為____；電動機(jī)的輸出功率為____；電動機(jī)的效率為____。

以上校本作業(yè)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了簡約、高效的理念，題目的設(shè)計(jì)還體現(xiàn)了層次性、適度性、典型性、實(shí)踐性的要求，讓學(xué)生在層層遞進(jìn)的問題解決中掌握焦耳定律的內(nèi)涵，從而理解課本中的這道習(xí)題。

（五）重視錯題變式訓(xùn)練是課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的保障

錯題是指學(xué)生在做校本分層作業(yè)中出錯的題目。為了深入探討物理模型建構(gòu)的本質(zhì)特征，對錯題進(jìn)行變式訓(xùn)練是課堂模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的保障。錯題變式教學(xué)是指：在教學(xué)中教師通過改變問題的條件、模型呈現(xiàn)的方式，通過變更概念的非本質(zhì)特征，有意識地引導(dǎo)學(xué)生從“變”的模型中發(fā)現(xiàn)其“不變”的本質(zhì)，總結(jié)歸納出“一題多變”到“多題同解”的模型規(guī)律。在實(shí)踐中，我們可以通過“模型變式、條件變式、對比變式”等方式對學(xué)生的錯題進(jìn)行拓展變式，引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化訓(xùn)練，以達(dá)到觸類旁通的效果。

1.模型變式：模型變式就是對模型的形狀或是結(jié)構(gòu)等非本質(zhì)因素進(jìn)行變化，讓學(xué)生對不同的物理模型進(jìn)行分析，再進(jìn)行科學(xué)推理或是科學(xué)論證，從而掌握其本質(zhì)特征。

例如：如圖3，重0.1N 的橡皮放在書本上，現(xiàn)用5N 的水平推力推著書本，書本與橡皮恰好一起向右做勻速直線運(yùn)動，請畫出橡皮的受力示意圖。

圖3

這道習(xí)題學(xué)生錯誤的答案是作出了豎直向下的重力、豎直向上的支持力和水平向左的摩擦力。從評價(jià)工具量表中我們可以得知，一部分同學(xué)做錯的原因是沒有識別出這是二力平衡的模型；另一部分同學(xué)做錯的原因是描述不出二力平衡模型的內(nèi)涵。針對這種情況，我們可以對這道錯題進(jìn)行模型變式訓(xùn)練：

模型變式一：如圖4，某款機(jī)器人憑借電池提供的能量就能沿著桿豎直向上勻速爬行，O 為它的重心，請畫出機(jī)器人的受力示意圖。

圖4

模型變式二：如圖5，一只燕子沿著虛線方向做勻速自由飛行，請?jiān)趫D中畫出燕子所受重力以及空氣對它的作用力的示意圖。

圖5

模型變式三：如圖6，小車在水平路面上靜止，其支架的桿子上固定著一個鐵球，請?jiān)趫D中畫出此時鐵球的受力示意圖。

圖6

三種模型變式涉及豎直方向上的勻速直線運(yùn)動模型、斜方向上的勻速直線運(yùn)動模型、靜止模型等內(nèi)容，讓學(xué)生在模型建構(gòu)學(xué)習(xí)評價(jià)的引導(dǎo)下進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，總結(jié)出這些模型的實(shí)質(zhì)其實(shí)都是二力平衡的模型，都是處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的模型，其特點(diǎn)都是作用在同一物體上，兩個力的大小相等、方向相反并作用在同一直線上。從而提升學(xué)生的模型建構(gòu)能力。

2.對比變式：對比變式就是對相反、相近或是易混淆的模型進(jìn)行對比呈現(xiàn)，［4］讓學(xué)生在模型對比訓(xùn)練中掌握物理概念、物理公式及適用條件的內(nèi)涵，區(qū)別模型的本質(zhì)特征。

例如：一艘輪船從江河駛?cè)氪蠛＃渌芨×_。（選填“變大”“不變”或“變小”）

這道習(xí)題學(xué)生選擇“變大”這一選項(xiàng)的占大多數(shù)，從評價(jià)量表中我們可以得知，大多數(shù)學(xué)生做錯的原因是沒有識別出這是二力平衡的模型，認(rèn)為是浮力的原理法模型，以為液體密度增大，浮力就增大。

針對這種情況，我們可以對這道錯題進(jìn)行模型的對比變式訓(xùn)練：漂浮的漁船甲和浸沒的潛艇乙，均由江河里駛?cè)氪蠛！t漁船甲所受浮力_____，潛艇乙所受浮力_____。（選填“變大”“不變”或“變小”）

這種模型的對比變式會讓學(xué)生在強(qiáng)化訓(xùn)練中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)漁船從江河駛?cè)氪蠛＃后w密度和排開液體的體積都變了，應(yīng)選擇浮力的二力平衡法模型進(jìn)行解題，浮力都是等于漁船的重力，所以所受浮力不變。而潛艇乙的狀態(tài)是浸沒的，排開液體的體積不變，液體的密度變大，應(yīng)選擇浮力的原理法模型進(jìn)行解題，所以浮力是變大的。

總之，科學(xué)思維是物理核心素養(yǎng)的核心，處在物理教學(xué)的核心地位，學(xué)生建模能力的培養(yǎng)是通向物理科學(xué)思維的必然路徑。［5］學(xué)生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)并不是一蹴而就的，它需要一個長期的、循序漸進(jìn)的過程。需要老師不斷提升自己把握學(xué)科的能力、課堂施教的能力和有效評價(jià)的能力；需要老師引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，加強(qiáng)對初中物理常見物理模型的識記、理解和模型建構(gòu)習(xí)題的訓(xùn)練，做到“心中有模”；需要老師走進(jìn)題海，做好校本分層作業(yè)的編制與訓(xùn)練，讓學(xué)生從題海的桎梏中解放出來；需要老師引導(dǎo)學(xué)生對錯題進(jìn)行變式訓(xùn)練，總結(jié)模型建構(gòu)的規(guī)律，達(dá)到“解決一個問題”來擴(kuò)展“解決一類問題”的思維廣度，提高學(xué)生分析、綜合、創(chuàng)造的能力，從而站在物理模型的高度去審視物理問題，達(dá)到一覽眾山小的學(xué)習(xí)效果。