基于科學概念層次模型的“運動與相互作用”復習教學診斷分析

為落實高中物理學科核心素養培養，當前物理課堂教學正在發生深刻的變化，教師的教學從關注三維目標的落實提升，到關注學生的“物理觀念”“科學思維”“科學探究”和“科學態度與責任”的培養。筆者經過一段時間的觀察發現，教師的教育教學研究更多地集中在概念教學、規律教學等課型的探索，同時在評價方面，以階段性評價的結果作為單一的反饋形式，忽視了復習教學以及相應的過程評價對學生學科核心素養的培養的作用。這其實是對《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》理解落實不到位的體現。物理復習教學的主要目標包括幫助學生鞏固所學知識，建立知識體系，發展學生自主建構知識、應用所學的思想方法、解決真實情景下的問題等多方面的能力。同時，復習教學的課時在學期中占有相當的比重，提高復習教學對學科核心素養培養的效率是值得關注的教學研究課題。為此，我們開展了系列復習教學診斷分析主題教研，本文以“運動與相互作用”的復習教學診斷分析為例作闡述。

一、問題聚焦

通過復習教學的診斷分析，發現復習教學存在兩種傾向。

1.物理復習教學的新課化、重復化傾向

物理復習教學的新課化傾向指教師在進行概念知識回顧時，重復按照教材知識點的呈現順序帶領學生“過一遍”，缺乏對物理觀念層面的設計和概括，沒有進行知識的整合。其本質是教師對復習教學在高中物理學科核心素養深化方面的作用認識不足，復習教學實踐與課程標準的相關要求存在差距。與教師個別交流時，發現他們往往無法準確闡述所執教的復習課的設計思路和意圖，表現出一種“似乎就默認應該這樣講”的態度。物理教師經常在口頭上強調復習教學的重要目標——“讓學生建立知識體系”，但如何建立并呈現知識體系，如何評價已建立的知識體系，往往未深入思考，對具體的操作也缺乏研究。

2.物理復習教學的習題化、機械化傾向

物理復習課的習題化、機械化傾向指因缺乏在開展復習教學前的有效學情分析工具，教師對復習教學的備課往往針對性不足，教師將復習教學理解為“講題”、在復習教學中機械運用“講練結合”，其目的是熟練解題套路，應對階段性測試。精選的、有梯度的習題是幫助學生深入理解的載體，但經常發現在復習教學中學生參與的層次不深，教師預設的難度逐漸提升的習題成為復習課的主角，學生的個體差異和真實問題被掩蓋在具體習題回答結果上，都屬于復習課習題化、機械化的表現。它導致的問題是，解決真實情景下物理學科問題對學生科學思維能力提出了更高的要求，教師無法從具體的某個錯答上，快速發現學生到底是哪個概念、甚至是哪些概念的缺失或者理解不到位。因此，低效的復習教學導致學生深入思考、主動學習的意識和學科核心素養未能得到應有的發展，學生缺乏對概念之間的關聯、方法的適用條件的理解性掌握，在科學思維方面也呈現混亂和較低水平。

二、診斷研究

1.研究的目的

針對客觀存在的問題，我們組織了針對“運動與相互作用”復習教學的診斷研究，目的是在復習教學后，分析學生以“運動與相互作用”相關概念為核心的知識體系構建程度與該模塊階段性測試成績的相關性，尋找有效的評估知識體系建立情況的過程性評價方式，指導復習教學，提升復習教學在培養核心素養方面，特別是物理觀念中的針對性和有效性。

2.研究的方法

本實驗選取深圳市坪山區高三年級的學生為研究對象，在完成高三一輪復習相應的模塊后進行測試，抽樣選取其中的200個樣本數據，然后運用科學概念層次模型對學生的知識體系建立情況進行評價。

（1）學生知識體系建立情況的可視化表達

以物理學科認知整合策略為依據，放寬可視化表達工具如“概念圖”的規范性要求，請學生將頭腦中的“運動與相互作用”相關的概念、概念之間的聯系等，以能夠使用的表達方式——包括但不限于“知識網絡圖”“概念圖”“思維導圖”的形式進行書面表達，由教師收集這些表達情況并匯總。這一操作過程應當注意，教師要積極鼓勵學生，使學生明白這是充分發揮自己個人表達的過程，沒有既定模式或者標準答案，只要能反映本人對“運動與相互作用”相關概念的認識，并以自己的理解，通過線條、箭頭等符號建立概念之間的聯系，都屬于有效的作答。

（2）運用科學概念層次模型對學生的可視化表達進行分析

為評價學生對知識體系的掌握程度，我們采用張玉峰、郭玉英教授在《科學概念層次分析：價值、變量與模型》一文中提出的科學概念層次模型。該理論研究將概念的抽象概括水平從低到高依次定義為“基礎概念”“重要概念”“主題核心概念”和“學科核心概念”。同時，該理論考慮到物理學科的“重要概念”是學科的知識主體，其數量較多且具有內在層次結構，故將“重要概念”分為“基本概念”和“關系概念”兩個亞層次，詳見表1。

具體的操作方法是：以該模型中的概念層次作為判據，以高中物理“運動與相互作用”部分涉及的學科概念層次分析表為標準，將學生相關知識體系構建情況的可視化表達按所呈現的概念的分層關系給予賦分，賦分范圍為0～100分。未寫出任何概念的得0分，至少能寫出一些“基礎概念”得20分，表達出學科核心概念層次的得100分。

3.數據處理及結論

將全部抽樣學生的可視化表達評分作為變量1，對應學生階段性評價（模塊測試）成績得分為變量2，研究兩者的相關性。從而驗證復習教學中知識體系構建的可視化表達，能否反映學生對該部分知識體系掌握的程度。

原假設為：兩變量總體上沒有相關性：H0：ρ=0。

對立假設為：兩變量總體上有相關性：H1：ρ≠0。

通過皮爾遜相關系數法對原假設進行檢驗，結果如表2。

結果表明，學生的知識體系構建的可視化表達程度與同期階段性評價得分（學業成績）之間有顯著的相關性，r=0.577，plt;0.01。據此認為，通過復習教學中知識體系的可視化表達，可以有效反映學生知識體系構建的情況。

三、改進建議

1.在認識層面將物理復習教學作為深化學科核心素養培養的重要環節

復習教學與概念規律教學、實驗教學等課型在培養學生核心素養的關系上是遞進的，更進一步指向了學生學科核心素養的深化過程。學生在概念規律教學、實驗教學中獲取的知識和方法往往是零散和碎片化的，必須通過平時復習、階段復習和總復習使其條理化、系統化和主題化，從而生成學生自己的學科核心素養。復習課是學生知識深化、方法統整發生的時空，是學生發展能力、培養學習品質的重要載體，應該開展有關培訓，讓物理教師在認識層面得到提高，從而在實踐層面引起關注和重視。

2.物理復習教學中知識體系建構的基本要求

物理復習教學在知識體系建構過程中應當從概念著手，注重對概念的理解而不是記憶，強化學生對相關概念內在聯系的認識。為了能使學生在規定時間內完成復習任務，教師在復習教學中要注意把握以下四個基本方面：一是從基本概念入手，理清復習主線；二是熟知物理概念及物理語言；三是復習過程中，強化學生對物理概念和物理語言的準確表達，培養學生的科學態度與責任；四是要注重辨析一些物理概念與生產生活中類似表達的同異。

3.加強學生知識體系構建的可視化表達培養

物理復習教學要以知識體系的建立，形成高水平物理觀念為重要任務。通過鞏固物理概念，建立知識體系，形成物理觀念。上升到科學應用和熟練運用，達到能解決真實情景的問題的水平，才能實現物理學科核心素養提升的目標。學生知識體系的形成情況，可通過可視化表達的方式簡明扼要地體現，且與其將達到的階段性評價結果吻合。因此在復習教學中應當給予學生一定的時間開展可視化表達，達到逐步熟練運用。教師要主動研究可視化表達，給予學生必要的指導，特別注意可視化表達的重點要體現概念的層次性和關系，而非單純書寫水平。

4.實施過程性評價，落實課程標準中多元評價理念

“注重過程評價，促進學生核心素養的發展”是高中物理課程標準中明確指出的基本理念，“提倡評價應該關注學生的個體差異”“及時準確反饋評價結果”是課程標準的具體要求?；诳茖W概念層次模型的知識體系可視化表達評價與課程標準的要求從理念到要求上，具有高度的一致性。教師可以常態化地開展有關知識體系建構水平的過程性評價，優化復習教學設計，為學生在復習過程中提供個性化指導，形成對階段性評價的補充，落實課程標準中多元評價的要求。

責任編輯 羅 峰