发展核心素养的物理教学“P-G-R”范式

刘霁华 叶 兵

(1. 常州市教育科学研究院，江苏 常州 213003； 2. 江苏省中小学教学研究室 江苏 南京 210000)

针对当前复习教学的现状，笔者明确了复习教学的素养发展目标和任务，在此基础上提出了新的复习范式，受到了省内外同行的关注，被认为体现了“主体化、思维化、意义化”素养发展要求.

1 发展核心素养的复习教学目标任务

在核心素养背景下，复习教学要体现发展素养的根本要求，因此笔者提出了复习教学新的目标与任务：促进认知的深化和发展、提升实践的能力和品质；发展科学思维、培养理性精神.为此我们提出了复习教学的“P-G-R”范式，力图将复习教学从服务于知识积累的“维持性学习”转变为服务于素养发展的“创造性学习”、从强化“直觉与经验”的记忆方式转变为发展“理性与批判”的实践方式、从知识再现式学习转变为问题解决式实践.

2 发展核心素养的复习教学“P-G-R”范式

2.1 P-G-R范式的内容

P-G-R范式是“实践(practice)—引导(guidance)—凝炼(refinement)”的英文缩写.P：指学生基于真实问题情境的独立思考、自主实践、展示交流的过程.学生的思考、实践在前，凸显了基于问题情境的主体优先原则.G：指在主体实践基础上，教师设计结构化问题，有目的、有针对性的引导学生再实践的过程，凸显了基于主体思维的共同建构理念.R：指对上述问题解决过程的评价、总结与拓展再运用.在前面两个步骤的基础上，教师和学生通过评价反思提炼思维方法，凸显了发展高阶思维和促进意义内化的追求.[1]

2.2 P-G-R范式的教学过程

如图1所示，范式是以问题情境为载体、以主体实践为目的的多维往复循环过程.第一步P-G-P，主体实践展示—教师问题引导—主体实践解决；第二步P-R和G-R，师生共同“回望”提出质疑评价问题，凝炼思想方法；第三步R-P，主体在前两步的基础上，开展新问题的迁移实践.范式的3个要素互为因果、不可或缺.缺少“实践”的“引导”，课堂就会变成教师单向的灌输，主体思维难以落实；缺少“引导”的“实践”则会变成盲目操练和机械重复；没有“凝炼”的“实践”，“实践”“引导”过程的思想方法难以生成，批判思维、创新思维的能力和品质难以得到发展.范式体现了“来源于实践、在实践中发展、再指导实践”的实践建构主张，是“学习即研究”观点的具体体现，可用案例来简单演绎说明.[2]

图1

案例1.两等大光滑小球先后以不同的速度竖直上抛，运动过程中受到等大水平风力，运动轨迹如图2所示，忽略空气阻力．比较两小球在最高点时速度的大小.

图2

传统课堂.

学生学习：接受式！

素养发展：无思考、无评价的记忆！

重构课堂.

学生自主(P)：情境分析得a小t大，v=at，面临实践困境.

思想凝炼(R)：评价：我们采用了什么方法？“连续推理”法，可以另辟蹊径？

素养发展：加深了对学科理解，形成了思想方法、促进了自我认同.

2.3 P-G-R范式的实施策略

(1) 问题化的实践策略.教师要将概念、规律和方法转变为情境化的问题，再开展实践活动，避免直接灌输.

比如为了复习磁通量的概念，笔者设计了如下问题情境.

图3

案例2.如图3所示，匝数为n，边长为a的正方形闭合线圈置于磁感应强度B匀强磁场中，线圈在图中实线位置Ф1=________；线圈从图中实线位置转过37°时Ф2=________；线圈从图中实线位置转过90°时Ф3=________.

案例3.已知引力常量G,下列能算出地球的质量的是

(A) 地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离.

(B) 月球绕地球运行的周期及月球离地心的距离.

(C) 人造卫星在地面附近绕行的速度及运行周期.

(D) 忽略自转，已知地球的半径及重力加速度.

(2) 结构化的引导策略.思维过程是内隐的,结构化体现了教师对主体思维的尊重，教师要根据学生实践的盲点、思维的特点和问题解决的过程要素，预设、生成由表及里、由浅入深的结构化的问题，实现主体对问题的理性重建，加深理解、发展思维.引导规定了教师的行为，不是和盘托出和包办代替，而是指导再实践，体现了P-G-R范式对师生关系的重构，教师从知识灌输者变成了过程的发现者、思维的合作者.

案例4.如图4所示，质量为M大滑块静置在光滑水平面上，滑块左侧为光滑圆弧，圆弧底端和水平面相切，顶端竖直．一质量为m的小物块，以初速度v0冲上大滑块，到最高处时，求大滑块此时的速度.

图4

学生写出mv0=Mv，针对这样的错误，教师没有立即和盘托出，而是根据学生错误的原因，提出如下结构化问题：最高处小物块速度为多少？相对谁为0？相对地面呢？动量守恒定律的的参考系如何选择？学生通过这些问题的再实践，不仅得到了正确答案，且重构了理解.

这里是根据学生实践情况“滞后”生成的结构化问题，也可以在问题情境中“超前”预设结构化问题，比如在解决回旋加速器中带电粒子运动时间问题时，教师设置一个“画出带电粒子在回旋加速器中运动的速率-时间图像”的问题，这样的学生对时间的求解有了依托.

(3) 思想化的凝炼策略.实践、引导过程的经验和方法通过评价反思凝炼出“一般性”、“异同性”、“方法性”的思想方法，促进高阶思维和意义的内化.比如研究匀变速运动的v-x图像，图像的斜率不是特定的物理量，我们做如下推导：Δv/Δx=Δv/Δt·Δt/Δx=a/v，问题得到了解决.我们进一步引导学生共同评价过程，提炼出“斜率转换法”的一般性思想，学生就从“个别化”的记忆上升为“一般性”的理解.思想化要求我们避免做记忆性的、程序性的简单归纳，而应该重视发展学生的理性与批判思维.比如案例3中，测量地球的质量的方法可被凝炼为“自力更生”、“借助外援”，这样浓缩了解决问题的特点.再如在学习“速度选择器”、“电磁流量计”、“等离子体发电机”、“霍尔效应”4个相似的电磁仪器时，我们比较其异同性，得到第1个电场是“原有的”，而另外3个的电场是“后生的”，前3个正负带电粒子都可以通过，第4个则要单一电荷才可以形成.这种“异同性”的凝炼，避免了零散的记忆，形成了有“意义”的关联.[3]

(4) 变式化的提升策略.通过变式性、延伸性问题开展再实践活动，提升思维品质，检验学习效果、发展迁移能力.变式化可以通过类似情境，设计追问、延伸的“显性变式”问题，比如案例1中，提出是否可以另辟蹊径？是否可以比较落地的速度？案例4中，可以提出如果小滑块从大滑块顶端滑出，还能求出大滑快的速度吗？这些追问、延伸的问题，促进了深度理解.变式化还可以通过创新情境，设计迁移、创新的“隐性变式”问题.

图5

案例5.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图5所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是

学生在做案例5时，得到正确答案(A)很多，教师又拿出了一道同样是考察电磁阻尼的创新情境问题.

案例6.零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难．在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在合适区域加上磁场，可以解决此困难．下列方案合理的

图6

学生在做案例6时，很少选对正确答案(D)，通过两个不同情境的问题，发现学生对涡流产生的条件并不理解，误认为是整个金属板面上的磁通量变化，通过这样的迁移题，学生才理解产生涡流的条件是金属板上任一回路的磁通量变化.如果我们再引导学生完成书本上的圆盘实验，他们对问题理解和分析问题的品质都得到了提升.

3 “P-G-R”范式的推广价值

(1) 明确了发展性的目标任务.把人的发展作为复习教学的根本目的，明确了复习教学发展性目标和任务.新目标纠正了复习教学唯升学的思想，使复习教学回到立德树人的正确方向.

(2) 构建了实践性的复习过程.把主体实践作为人的发展基本方式，构建了整体联通、多元合作的实践范式.如图7，主体实践通过“四个步骤”，实现了联系中发展、交流中批判、实践中创新的深度学习过程，搭建了多元合作，整体联通的学生核心素养发展的阶梯.

图7

(3) 提出了问题化的实施策略.把问题作为主体实践的基本要素，落实了实践的内涵和思维进阶的过程.如图8，从策略到方法再到课堂的三个层次，以问题为载体，推动思维从经验到理解、到批判、再到创新的四级进阶发展.针对“问题化”能力不足，我们提出了知识方法问题化、思维过程问

图8

题化，思想方法问题化、迁移创新问题化4个方法.问题化为构建“主体化、思维化、意义化”课堂，实现“P-G-R”范式发展素养的目标奠定了基础.

(4) 形成了系列化的教学主张.把课程理念转变为可操作的教学主张， 促进了自我发展和课堂教学的转型.“学习即研究”、P-G-R范式、“实践建构”等教学主张，倡导基于真实情境、真实参与、实证态度开展实践建构，学习者既是实践活动的主体也是实践发展的客体，把学习活动从知识积累转变为素养发展，是对新课标理念的践行和诠释，促进了课堂转型和教师发展.