基于課標證據論述的研究探討學生應用證據能力的培養(一)

楊海青

(阜陽市第三中學 安徽 阜陽 236000)

基于課標證據論述的研究探討學生應用證據能力的培養(一)

楊海青

(阜陽市第三中學 安徽 阜陽 236000)

多維度、深層次地研究了普通高中物理課程標準(征求意見稿)的各組成部分對證據意識的論述及要求，又深入分析研究了全國課標卷近幾年對學生證據意識的考查情況，基于這兩個方面的指引和啟示，探討了學生證據意識培養的課堂教學策略問題.

高中物理課程標準 證據意識 全國課標卷 證據意識培養

《美國百科全書》中把科學理解為：“科學為系統化的實證知識．”我國物理教育泰斗趙凱華先生在《新概念物理讀本》序言中有這樣的論述：“科學是建筑在證據和理性思維(邏輯思維)的基礎之上的．”[1]著名特級教師課標組核心成員黃恕伯老師預見：“在各個探究環節包括考試環節都滲透證據意識的培養，這是新課程深化的一個方向”．[2]因此，研究證據意識以及探討如何培育學生的證據意識、發展學生應用評估證據的能力對于提升學生物理學科核心素養是很有必要的、更是很有意義的．

1 基于頂層設計視角的研究——高中物理課程標準的多維深層研究

1.1 課程性質與基本理念

物理學基于觀察與實驗，建構理想模型，應用數學等工具，通過科學推理和論證，形成系統的理論體系和研究方法[1]．“科學推理與論證”，科學是實證的，它是可以通過證實的、證偽的方法來得出結果，而且可以重復多次，是可檢驗的．可見科學本身是講求證據與推理的．強烈的證據意識和高水平的求證能力是物理課程性質規定的，是學生物理學科素養的題中之意[3]．

1.2 學科核心素養與課程目標

物理學科核心素養主要由“物理觀念”、“科學思維”、“科學探究”、“科學態度與責任”4個方面構成，其中科學思維、科學探究對證據意識和應用證據的能力都做了重點的論述，研究分析如表1所示.

表1 有關“證據”論述的簡錄

發現、探尋證據，基于證據做判斷分析推理的重要的思維方式，科學論證是一種基于科學知識、證據和推理以證實、辯明主張的實踐活動．科學論證能力是學生進行科學論證所必需的能力，是通過論證活動表現出來的一種復雜的綜合能力．科學探究是指提出科學問題，形成猜想和假設，設計實驗與制訂方案，獲取和處理信息，基于證據得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力．因此科學探究的過程從一定意義上說就是基于強烈的問題意識，尋找證據，鑒別證據真偽，推理判斷，最后評估交流證據的過程．科學態度與責任方面，科學是正確的，是有證據作證明的．因此科學態度與責任第一位就是講究證據，依據證據，尊重事實！

我們認為，強烈的證據意識，孕育強烈的問題意識，外化為強烈的質疑精神；高水平的探尋、應用、評估證據的能力是學生質疑能力和創新能力的重要標志．

在課程目標上，高中物理教學應進一步促進學生物理學科素養上的養成和發展，經歷科學探究的過程，掌握科學探究和科學思維的方法，發展科學探究能力．可見物理課程的目標追求是讓學生有證據意識，具備尋找、收集證據的方法，鑒別、運用證據的能力和交流評估證據的探究能力．課程目標是這樣進行分維度闡述的：科學思維維度--具有使用科學證據的意識和評估科學證據的意識，能運用證據對研究的問題進行描述、解釋和預測；具有批判思維的意識，能基于證據大膽質疑，從不同角度思考問題，追求科技創新．科學探究維度--具有設計探究方案和獲取證據的能力；具有分析論證的能力”．科學態度與責任維度——“能基于證據和邏輯發表自己的見解，實事求是，不迷信權威”．

物理學科核心素養和高中物理課程目標是一致的，一致性的一個重要體現就是對學生證據意識的要求及培養目標上．從某種程度上講，物理學科所追求的關鍵能力就是證據意識，探尋、判斷、運用、評估證據的能力．

1.4 課程內容

高中物理課程內容有3個欄目：內容標準、舉例和活動建議．這3個欄目都直接闡述或間接涉及了證據．研究簡錄如表2所示.

表2 有關“證據”論述的簡錄及簡析

因此，證據意識，應用、評估證據的能力不僅是課程目標，而且是課程內容．

為了實現這種目標，《高中物理課程標準》在“模塊教學提示”方面(如《物理·選修1-1》的教學提示“……增強證據意識和規律意識，提高建模能力和科學論證能力”)、“學業要求”方面進行了大量的、反復的強調性闡述，尤其還表現在“學業質量標準”和“實施建議”兩方面，讀者可以自查，我們不再重復摘述了．

2 基于教學導向視角的研究--全國課標卷對證據意識的考查研究

國家通過高考的形式對學生的素養進行考查，我們通過高考試題的分析就能發現國家層面的人才觀及人才的價值取向．這里基于近幾年全國課標卷的分析，探尋對證據意識能力的考查形式和深廣度，為課標找體現，為教學尋方向．

證據意識及發現、鑒別、運用、評估證據的能力，屬于學生的綜合素養，是學生核心素養的重要組成部分．培養學生實事求是的科學態度，形成正確的價值觀，是高考一直提倡的．從這個角度說，每年每份高考試卷都一定會考查，有的試題間接考查，有的試題直接考查．間接考查主要是化歸為對學生推理能力的考查，這是深層次的考查，研究發現此次考查主要分布在選擇題、計算題兩類題型．直接考查可化歸為對學生實驗能力的考查，這是顯性化的考查，主要分布在實驗題中．

黃恕伯老師在《2016年物理高考備考的思考》的講座中對新課標Ⅰ卷物理試題的能力結構(心智技能)做過研究，如圖1，2，3所示(體例說明：橫軸為題號、縱軸為難度系數； 推理：用兩個物理規律推出結論)．教育部考試中心《高考理科試題分析(2016年版)》關于2015年新課標Ⅰ卷物理試題的能力定位為推理能力或有推理能力的試題有：14，15，16，17，19，20，21，22，24．中學生推理能力的考查是證據意識能力的間接考查，考查量5～7題，分值很高，比重很大；考查難度，不均衡但總體較難．實驗題也有所涉及，如第24題計算題經常性的考查．

圖1 2012年新課標Ⅰ卷物理試題的能力結構(心智技能)

圖2 2013年新課標Ⅰ卷物理試題的能力結構(心智技能)

圖3 2014年新課標Ⅰ卷物理試題的能力結構(心智技能)

從能力考查的角度看高考物理實驗試題，考查的是學生實驗探究能力，診斷的是學生物理核心素養中的科學思維和科學探究的維度．實驗探究能力簡單的說就是人為控制物理條件，綜合運用多種物理實驗器材和實驗思想、策略觀察物理現象或獲取數據的實驗證據，基于證據做出假設推理得出物理性的實驗結論．這樣的探究過程簡言之即用何種策略獲取證據，給予證據推理出何種物理結論，怎么評估證據．因此實驗能力、科學探究的第一前提是證據，核心還是證據．近幾年新課標Ⅰ卷物理實驗試題關于證據、推理考查的研究，如表3所示．從表中我們不難發現，考查頻率很高，設問提示語明顯且指向性強，常常和實驗能力整合性考查．

表3 近幾年新課標Ⅰ卷物理實驗試題關于證據、推理考查的研究

物理課程標準從各個組成部分、不同維度，多個層面論述了證據意識，探尋、判斷、運用、評估證據的能力，從頂層上做出導向性、倡導化的設計．全國新課標代表卷多年一貫的一卷多題多次的考查，做出強調性的指引．高中物理教材尤其人教版，在物理觀念的形成過程、物理模型的建構過程，物理規律的探尋中特別注意培養學生的證據意識及應用證據的能力．教材在實驗探究中力圖體現基于尋找證據的科學探究，引領學生在發現問題、尋找證據、合理推理的探究過程中，體驗物理學家對問題認識不斷深化的過程和感悟科學探索的精神．從認知心理學的視角看，尋找證據的過程，應用證據的方式是重要的科學思維方式．而且，尊重事實和證據，有實證意識和嚴謹的求知態度[4]；擺事實，講證據，基于證據的推理是理性思維的重要體現．在一定程度上可以說：強烈的證據意識和高水平的證據應用能力是學生物理核心素養高的體現，是學生學習認知能力強的標志.因此，我們要積極開展基于學生證據意識培養及證據能力提升的物理教學，使物理教學的教學過程成為一個證據探尋的過程，用各種教學手段、教學資源、教學策略智慧地獲取證據，基于證據在物理情境教學中建構物理概念，發現物理規律，構建物理原理．在培養證據意識，提升學生證據發現、診斷、運用、評估能力的過程中提升物理學科核心素養．

1 趙凱華，張偉善.新概念高中物理讀本(第一冊)．北京：人民教育出版社，2006.1

2 《高中物理課程標準(征訂意見)》

3 中國教育學會.中國教育學會關于征求對《中國學生發展核心素養(征求意見稿)》意見的通知.http://www.pep.com.cn/xh/zyh_174090/tz/201605/t20160505_1264857.shtml

2017-03-03)