“初中學生操作能力與物理學業成績的關系”研究綜述

彭夷　顧益芳

在初中物理教學中，學生中常出現高分低能或者實驗操作能力強但學習成績卻相對低下的現象。為了探尋操作能力與學業成績相互促進的有效學習策略，課題組申報了江蘇省“十二五”規劃立項課題“初中學生操作能力與物理學業成績的關系研究”——期望通過調查研究，分析產生此種現象的原因；通過理論學習，找到解決上述問題的方法；通過教學實踐，厘清操作能力與學業成績的關系，進而探索出具體有效的操作策略及實施途徑。

一、研究內容與研究路徑

課題組以無錫市堰橋初級中學初二、初三學生為研究對象，以蘇科版初中物理教材為課題實施的有效載體，基于課程標準梳理出知識目標、能力目標以及情感價值目標；結合教材內容編制具體詳實的課時學習目標；從課堂內和課堂外兩個維度實施教學研究。在教學過程中針對學生操作能力的目標設計活動環節，有效達成學習目標；課堂內外基于蘇科版初中物理教材的“綜合實踐活動”欄目開展項目學習活動。通過課內和課外兩條主線，架構起培養學生操作能力的主要框架；通過建立過程性評價及終結性評價相結合的體系，對學生操作技能與學業成績進行有效評價，進而不斷優化與之相關的教學設計。

二、研究成果概述

1.基本明確了以“文本研讀”為主要研究方式，初步歸納出“操作能力與學業成績相互促進的物理課堂”的建構流程。

課程標準是課堂教學的頂層設計，是界定學生技能目標的重要參考依據之一。教材則是進行教學的主要工具之一，通過研讀課標、研讀教材、研究學情，就能更有效地探尋能夠促進學生能力發展的學習方式。

課題組在課題立項之前對課程標準中所設定的20個必做實驗進行研究，初步梳理出相關實驗所涉及的操作技能及學業成績評價方式。操作能力的分解及其技能目標案例如表1所示。

為了進一步提升課題組成員研讀文本的能力，2014年1月課題組邀請江蘇省特級教師、正高級物理教師許幫正老師來校做了“文本研讀”講座。許老師以“力彈力”這節課為例闡述了基于標準的文本研讀流程，即教材分析及流程設計、學習目標的設計、教學重難點的突破、銜接語及創新點的設計。隨后，課題組基于文本研讀開展了系列研討課學習實踐。

通過進一步的文本研讀以及理論學習，課題組關注到目前物理教學中對學業水平的評價正從傳統的以知識為主的結果性評價向以獲取知識的過程為主的過程性評價轉變，對學生能力的培養正從傳統的注重數理邏輯能力向偏重于操作能力轉變。關注到這些轉變，將有助于教師從符合學生認知規律的角度來進行教學，從而幫助學生建構知識并發展其與過程相關的能力和習慣。

課題組從“理解性學習”的角度出發（理解性學習通常包括兩層含義，即“理解的心智模式”和“理解的實作模式”）對“操作能力”和“學業成績”這兩大核心概念進行了剖析與重新界定。課題組認為：狹義的“操作能力”是指學生在探究活動中使用器材達成探究目標的能力；廣義的“操作能力”則不僅包括外顯的觀察能力、使用器材的熟練程度，還包括實驗設計、邏輯分析、歸納整理等心理加工的過程。“學業成績”通常是指個體在學業領域所具有的知識、技能或取得的成績水平，課題組認為，除此之外還應將學生對所學課程的興趣愛好程度、學生參與學習活動的深度和廣度涵蓋其中。基于上述分析，我們不僅為學生在課堂之外提供了豐富多彩的綜合實踐活動，同時也提出了“構建學生操作能力與學業成績相互促進的物理課堂”的設想。

建構流程如下圖所示：

2.以項目學習為主要學習方式，構建以綜合實踐活動為核心之一的評價體系。

課題組通過研讀教材，對多版本初中物理教材進行分析，開展了豐富的綜合實踐活動。同時梳理課本中常見的教具、學具，設計制作方案，引導學生制作相關作品，在提升其動手實踐能力的同時，激發興趣。初二物理備課組組織學生進行了自制凍豆腐、分解太陽光、自制魔術儲蓄罐等豐富多彩的課外活動；初三物理備課組組織學生進行制作桿秤、設計簡單電路等綜合實踐活動；同時學校組織了科技節展評活動，評出了自制小電扇等一批制作精美、實用性強的小制作，對在實踐活動中表現突出的團體和個人進行了獎勵。課題組定期對學生一段時間內的各項活動進行了梳理，制作了系列綜合實踐活動海報來展示學習成果，對學生的學習興趣、操作能力進行評價。

同時，為了提升課題研究品質，2014年12月底，課題組邀請了江蘇省特級教師、正高級教師楊勇誠老師來校做了題為《基于項目學習的初中物理教學》的講座，再次為課題組指明了研究的方向及具體的實踐路徑。課題組總結楊老師的講座主旨，將項目學習的流程要點與本課題進行有機整合，即確定項目任務、進行項目設計、制作產品、進行項目展示、開展項目評價等。同時對課堂內外正在開展的一系列項目學習活動進行了更加科學的優化。

通過研究學習，課題組認為物理學習中的項目學習，就是指在物理教學活動中給予學生適當的任務，讓學生在參與完成任務的學習活動中學會科學探究的方法、體驗解決問題的流程、感受合作學習的氛圍。學生通過完成具有挑戰性或者趣味性的任務，制作出相應的產品，就能感受到成功的喜悅，從而可以對物理概念或規律有更加深刻的認知，增強對物理學科的熱愛。課題組也注重在項目學習中不斷滲透科學方法教育，這樣不僅能夠使學生更加容易解決問題或完成任務，同時也能在活動中不斷提高學生的科學素養，使學生將科學方法內化于心，為在今后的學習和生活中解決實際問題提供幫助。

對于項目學習的流程，課題組認為學生經歷的學習環節包括：確定項目任務、進行項目設計、制作產品、進行項目展示、開展項目評價等；而根據學習任務的需求不同，可以選取必要的環節或者將這些環節的順序進行適當調整。

關于項目產品的評價，課題組認為將項目產品與課堂學習有機結合，發揮其資源載體的作用，這樣不僅有助于培養學生的創新思維，還能夠提升學生的探究能力，為此課題組專門設計了系列評價量表。

注：本評分表總分10分。請根據實際情況，在對應的達標情況欄打“√”，在得分欄填寫得分情況。得分8～10分為優秀，5～7分為良好，3～4分為合格。

3.關注物理教學的核心“實驗”，以創新應用“實驗載體”為課堂教學的突破口。

課題組認為，物理是以實驗為基礎的自然科學，物理課堂教學的核心就是“實驗”。因此提升學生操作能力及學業成績的重點應落實到如何有效利用“實驗載體”設計符合學生的認知特點的教學設計上。

蘇科版初中物理教材結構設計的指導思想是：體現學科、學生認知建構與心理發展的統一，恰當處理學科的邏輯性與學生的認知心理特點之間的矛盾。課題組認為，既然教材是基于學生認知發展規律來編寫的，那么同樣的，教師在進行教學活動之前首先應該關注與分析學生的認知發展水平，然后基于學生的認知特點來進行相適應的教學設計。具體而言就是：關注學生從具體到抽象的認知過程，關注學生從簡單到復雜的認知過程；關注學生從現象到建構模型的認知過程，課題組提倡要關注對“實驗方案的評估與遷移”，突出實驗探究中的評估環節，通過讓學生經歷該探究環節，達成以下目標：

（1）有評估探究過程和探究結果的意識。

（2）能關注探究活動中出現的新問題。

（3）有從評估中吸取經驗教訓的意識。

（4）嘗試改進探究方案。

通過實踐活動，轉變參與課題的教師的教學觀念和方式策略，即通過合理的創設情境，配以恰當的問題，引導學生對探究實驗進行交流與評估。而學生通過聯系之前所學，將有益的方案或物理研究方法運用到當前的學習之中，這樣就能更有效地突破學習的重難點，對概念與規律的掌握也會更加牢固，同時探究能力、科學素養也能得到進一步的提升。課題組在組織學生制作項目產品的同時，也開發了較多的實驗教具，對探究活動中載體的設計問題作了系統歸納。上述研究在一定范圍內產生了較大影響，多篇相關論文在實驗類期刊發表。

4.積極研究中考命題思路，把握考試命題策略，完善以學生技能發展為目標的教學評價體系。

紙筆測試是目前考查學生學業成績、學習能力的主要手段，目前無錫市中考采用初中畢業和高級中等學校招生考試兩考合一的形式。中考的指導思想主要體現在“四個有利于”上：有利于實施九年制義務教育，大面積提高初中教學質量；有利于減輕學生學業負擔，全面推進素質教育；有利于新課程的推進和實施；有利于高一級學校選拔合格的新生。基于上述思想，物理中考在注重基礎知識、基本概念和基本規律考查的同時，也重視科學探究能力及運用物理思維方法解決實際問題的能力的考查。

物理中考是初中物理教學的重要風向標，其對教與學的導向作用直接而明顯。通過研究物理中考的命題策略，往往能夠對初三物理的復習教學提供有效的支持和幫助，從而擺脫題海戰術的桎梏，將學生從題海中解放出來，讓學生的復習更加有針對性，也有更多的時間去消化吸收所學的知識與技能。

課題組通過研究中考命題，初步梳理出了“考查的依據”“較難試題的命制策略”“科學探究類試題的命制策略”“基礎知識和基本技能類試題的命制策略”及“命題素材的來源”五個方面的中考物理命題策略，為深入研究和完善操作能力與物理學業成績之間的評價體系提供了資源保障。

5.初中學生操作能力與物理學業成績呈正相關影響。

課題組認為，初中學生操作能力與物理學業成績是呈正相關關系的。實踐研究也表明，課題研究實施后，操作能力的提升對物理學業成績有著顯著影響，學生的物理學業成績大部分都有不同程度的提高，即操作能力越強，學業成績也越好。義務教育物理課程旨在提高學生的科學素養，在知識與技能維度，要求有初步的實驗操作技能，會用簡單的實驗儀器，能測量一些基本的物理量，具有安全意識，知道簡單的數據記錄和處理方法，會用簡單圖標等描述實驗結果，會寫簡單的實驗報告。而要實現上述課程目標，一方面需要教師轉變教學觀念，在教學中應關注培養學生的操作技能，讓課堂內外成為學生能力提升的舞臺；另一方面需要教師轉變陳舊的教學方式，例如采用分層合作的學習模式，采用問題鏈導引學生自主學習的教學方式等，讓學生在學習過程中，不斷體會物理學科的內涵，在項目學習活動中提升對物理學科的興趣，在制作產品及探究活動的過程中體會物理學習的方式方法，最終達到提高操作能力，促進學業成績發展的目的。

三、今后的設想

為了擴大課題研究的成果，促進教學方式的改革，提升課堂教學效益，提高學生的操作能力以及學業成績，課題組還需在以下幾方面做進一步的思考：一是深入學習物理學科的核心素養，包括物理觀念、科學思維、實驗探究及科學態度與責任；二是探索如何在課題研究中培養學生核心素養的策略；三是將過程性評價與終結性評價有機結合，完善對學生操作能力及學業成績進行有效評價的方式方法。具體實施路徑如圖2所示。