让核心素养在进阶学习中落地生根——以苏科版物理引言课的教学设计为例

姜栋强

(海门市东洲中学,江苏 海门 226100)

学生发展核心素养如何落地生根,已经成为当前课程改革的热点问题．2018年1月16日上午,教育部新闻发布会颁布的高中课程新课标,将学生发展核心素养分配到各个学科之后,形成了14个学科核心素养,涵盖了学生发展核心素养的6大板块,18个要点．物理学科的核心素养包括“物理观念和应用、科学探究和交流、科学思维和创新、科学态度和责任”这四个维度．虽然与其对应的初中课程的新课标尚未公布,相信初中学生发展核心素养如何在各个学科的落地生根,将为期不远．本文从初中物理学科的教学设计入手,对此进行校本化探讨．

1 何处落地?

图1

苏科版物理教材的“引言”部分安排了“奇妙的物理现象”和“体验科学探究”二节内容,这二节内容有承上启下的关系．第一节安排了4个实验,前二个“看一看”,后二个“做一做”．“看一看”的第一个活动就是让学生观察点燃在玻璃罩内的二支长短不同的蜡烛哪一支先灭的开放性实验,如图1所示[1]．笔者认为,该活动是学生开始学习物理的第一个活动,要产生“首轮效应”,必须对教材中的该活动进行二次创造,让核心素养在从中能真正落地并生根．

2 怎样生根?

核心素养生根的关键在于教学目标的体系改革,在于能否在每一堂课、每一次综合实践活动中得到落实．教学目标是撬动核心素养落实的唯一工具[2]．而教学目标的达成,必须通过教学内容让其生根于每一堂课、每一个活动中．

2.1 从教学目标的进阶中生根

物理教育和进阶学习将教学目标设置为三个层级:“认知目标→心智目标→情感目标”．认知是初阶的知识目标,通过课堂教学达成,形成认知结构．心智是中阶的行为目标,通过课外的综合实践达成,提升关键能力．情感是高阶的自我管理目标,通过课内教学和课外活动的融合达成,形成必备品格．

2.1.1 认知目标:其定位是:将外界的有效信息成功地输入于学生的大脑．其评价标准是:对知识和技能的记忆、理解和巩固的程度．具体要求可落实在每一堂课中,分3个进阶层级:了解→认识→理解．以引言课的课堂教学为例: ① 了解:实验结果与实验条件有关．② 认识:物理有趣、有用以及科学探究的7个环节．③ 理解:观察和实验是学习物理的基本方法．认知目标进阶层级的达成度可以鉴别该堂课是否初步形成认知结构以及教学是否有效和高效．

2.1.2 心智目标:其定位是:将大脑中新获的认知信息有效输出．其评价标准是:对认知结构的分析、解释、推理等行为的应用程度．具体要求可落实在每一项课外的综合实践中,也分3个进阶层级:经历→尝试→能或会．以引言课的课外实践为例: ① 经历:观察生活,发现并提出问题．② 尝试:猜想假设、设计实验．③ 能或会:解决问题,交流评价．心智目标进阶层级的达成度可以鉴别该实践活动是否能提升学生的关键能力．

2.1.3 情感目标:其定位是:大脑对正在做的事情进行监控,对将要做的事情进行管理,对整个认知和行为过程进行反馈．其要求也分3个可以进阶的层级:情感→态度→价值观．以引言课的教学为例: ① 情感:对正在进行的课堂教学充满激情,有求知欲． ② 态度:对将要进行的课外实践活动要有责任感,形成科学态度．③ 价值观:对课内认知和课外行为要有使命感和价值追求．情感目标进阶层级的达成度可以鉴别是否能陶冶学生的必备品格．

图2

对教学目标的进阶定位,可构建成如图2所示的定位模型．其中的认知是低阶目标,有普适性．心智是中阶目标,有选择性．情感是高阶目标,有阶梯性．每个阶位可设置① 、② 、③ 3个小阶位．每个小阶位中,还可设置A、B、C 3个更小阶位．这样就有27个层次不同的目标阶位,就能让所有学生自己去选择、实践和创新,从中关注和思考自身核心素养的发展．

2.2 从教学内容的进阶中生根

将引言课的三阶定位为:有趣→好奇→有用．引言第一节的三级阶位如下:

2.2.1 现象是有趣的:观察有趣的物理现象,图1所示的二支长短不同的蜡烛哪一支先灭的实验,分3个进阶内容:看→猜→做．

2.2.2 活动是好奇的:观察教材上的另外三个活动:开水烧鱼→隔杯看书→隔物吸铁,让学生在好奇中实现三级进阶．(上述2个内容安排在课内)

2.2.3 物理是有用的:将蜡烛熄灭的课内实验进阶为课外的探究活动:将2支蜡烛延伸为5支长短不同的蜡烛→将玻璃罩延伸为形状和大小不同的3个玻璃罩→将玻璃罩与桌面之间的接触程度延伸为无封、水封和油封[3]．探究二氧化碳在玻璃罩空间的分布情况,并延伸为雾霾的形成原因．

上述的三阶内容,可以通过课内教学和课外实践,让核心素养在教学目标的进阶中,能落地生根．

2.3 从课堂教学的进阶中生根

以引言课的第一节教学为例,实现有趣→好奇→有用的三级进阶．

2.3.1 有趣的现象:设计可进阶的3个活动: ① 看一看:让学生观察课桌上长短不同的2支蜡烛和大小不同的2个玻璃罩以及1盒火柴、1块密封圆板,它们各有什么作用?② 猜一猜:课桌上2支蜡烛点燃后,罩在同一个玻璃罩内,哪支蜡烛先熄灭?③ 做一做:设计实验: A. 将长短不同的2支蜡烛放在密封圆板上．B. 火柴将2支蜡烛点燃．C. 用玻璃罩将蜡烛密封．D. 观察哪支蜡烛先熄灭?并记录蜡烛燃烧的时间,如图3所示．E. 验证猜想:蜡烛在细长的小玻璃罩内燃烧,长蜡烛先熄灭;在大玻璃罩内燃烧,短蜡烛先熄灭．F. 得出结论:实验的结果与实验的条件有关．G. 交流合作:二氧化碳有灭火的作用,说明先熄灭的蜡烛周围分布的二氧化碳多．在激发兴趣中让学生课后设计进阶实验．

图3

2.3.2 好奇的活动:设置3个进阶活动:① 猜一猜:透过盛水的玻璃杯看书本上的字,是变大了?变小了?还是不变?如图4所示．(教材上的实验)② 做一做:发现书本上的字变大了．③ 变一变:让学生将自己的照片放在玻璃杯的后面,看自己的像是变胖了?变瘦了?还是不变?实验结果是变胖了,如图5所示．

图4

2.3.3 有用的物理:这是达成高阶的自我管理目标的关键环节,设置3个进阶环节:① 求知欲:让学生在有趣、好奇的2个实验中,产生强烈的情感体验,激发求知欲,对学好物理充满期待．② 责任感:对将要进行课后探究(蜡烛周围二氧化碳分布情况)的行为要有责任感,并逐渐养成习惯．③ 价值观:对课内认知和课外行为要有使命感和价值追求(在课堂小结时达成),实现三级进阶: A. 物质观:蜡烛周围的空气中有氧气和二氧化碳,蜡烛燃烧时放出二氧化碳(将小学科学中已有的认知结构进阶为物质观)．B. 作用观:氧气有助燃作用,二氧化碳有阻燃作用,能灭火(将已有认知进阶为作用观)．C. 时空观:把2支正在燃烧的蜡烛火焰,进阶为玻璃罩空间的二个特殊位置．将蜡烛火焰熄灭的先后,进阶为蜡烛在特殊空间所燃烧的时间．让学生明白:这就是蜡烛燃烧时的时空关系,再进阶为时空观．

2.4 从综合实践的进阶中生根

课后的综合实践是课堂教学的延伸,让学生独立尝试,实现调查发现,提出问题→设计实验,收集证据→得出结论,交流评价的三级进阶．一位学生的实践过程如下:

2.4.1 提出问题:通过观察调查,发现商场失火疏散人群时,指挥人员通常要求大家“趴低点,跟我走!”的情境．于是提出这样的问题:在燃烧过程中,二氧化碳在空间是如何分布的?[4]

图6

2.4.2 设计实验:设置三个阶位:找原因→立方案→做实验．① 找原因:蜡烛的长度、玻璃罩的形状大小、空间的密封程度．② 立方案:将蜡烛由2支拓展为长短不同的5支,玻璃罩拓展为形状和大小不同的3个,密封程度拓展为无封、水封、油封3种,形成9个实验方案．③ 做实验:长度分别为3、5、8、10.5、14.5 cm的5支蜡烛在无液封的大玻璃罩内燃烧,如图6所示．测得它们的燃烧时间分别为22.4、17.6、6.2、5.3、8.2 s,如表1所示．

表1

图7

2.4.3 得出结论:用同样的方法,可以收集到9个实验方案中的9组数据,并将其画成函数图像,其中水封的图像如图7所示．小号和中号在无封口时,蜡烛的熄灭顺序基本都是由高到低．大玻璃罩内的蜡烛无液封时,由于底部漏气,最低的蜡烛持续时间最长;有封口后,处于中间的持续时间较长．导致蜡烛熄灭的直接物质是二氧化碳,它在玻璃罩内的分布是影响其熄灭顺序的直接原因．瘦高型玻璃罩内二氧化碳最先分布在玻璃罩的顶端,使较高的蜡烛先熄灭;比较宽敞的容器内,二氧化碳从顶部沿着内壁迅速冷却下沉,使得处于较高和较矮的蜡烛先熄灭,而中间高度的最后熄灭．将该结论应用于生活实际:雾霾现象的罪魁祸首就是二氧化碳的过度排放,所以我们要低碳出行,还一个碧空蓝天．

通过课后的综合实践,学生对其中的物质观、相互作用观和时空观就会有新的感悟,并与低碳出行联系了起来,内化为学生发展的关键能力和必备品格,就能确保核心素养在每一堂课或每一个课外实践中都能落地生根．

3 教后反思

3.1 情智目标

将初中物理课程标准中的三维目标创新为可以进阶的情智目标[5],“情”是高阶的情感目标(即三维目标中的情感、态度、价值观):激发求知欲、增强责任感、渗透价值观,培养学生的必备品格．该目标通过课堂教学及其相关的课外活动达成．“智”是中阶的行为目标:观察生活、发现问题、解决问题,提升学生的关键能力．该目标通过课外的综合实践活动才能达成,它是对三维目标的完善和创新．“知”是低阶的认知目标(即三维目标中的知识技能、方法过程):对知识的记忆、理解、巩固,形成认知结构．该目标通过课堂教学的引入、高潮、巩固等环节达成．情智目标的成功达成之日,就是核心素养落地生根之时．

3.2 进阶课程

它是基于学习进阶理论,校情、学情、教材,以及学生身心发展规律而开发的校本课程．在学习内容上突显物理学科的普适性、学习形式上体现实施项目的选择性、学习层次上体现教学目标的阶梯性．它将课程目标解析为核心概念、思维模式和“STEM”教育三大维度．依托这三大维度,进阶目标的主题便能条理清晰的展示其物理教学的过程．有限的教学能为参与过程的每一位学生提供成功的无限可能,有限的活动也能突出其综合实践的无限意义,让核心素养勾画出新时代早期人才的新形象,那就是涵盖社会技能与动机、人格特征在内的统整能力[6]．它包括沟通互动、异质交流、自律行为等能力．就能使核心素养真正能在每一堂课或每一个实践活动中落地生根．

3.3 教学相长

笔者的物理教育进阶课程的开发实践,已坚持了5个年头,也结出了硕果．许多学生的创新成果在班级→年级→校级→县级→省级的进阶展评中获奖,笔者也因此而走上专业化发展的幸福之路,成为高级教师、学科带头人,这就是“教学相长,共同发展”,如图8所示．教师通过物理教学及其进阶活动,使学生有了创新成果,就有机会参加成果展示、交流并获奖．学生的成才也反作用于教师,促使教师的专业化发展．真正实现“教师为学生成才铺路,学生为教师发展搭桥”的教学双赢!

图8