基于以評促學理念物理規律學習測評框架的建構及其命題應用

何 長 廖楊芳

（貴州師范大學物理與電子科學學院 貴州 貴陽 550025）

測評即通過測試了解學生的學習情況從而反饋評價結果.物理規律學習是學生形成物理觀念、拓展科學思維、提升科學探究能力、養成科學態度的有機組成部分，基于此，物理規律學習測評顯得至關重要，它是反饋學生物理規律核心素養達成情況的重要依據.物理規律學習測評既是規律學習的過程，也是發現學生規律學習中存在的具體問題，為規律的教與學提供反饋信息，落實以評促學理念的過程.本研究建構了物理規律學習測評的“形成-習得-理解-運用”框架，為物理規律學習測評提供命題框架和分析依據，并以平拋運動規律為例展示了物理規律學習測評框架視角下的測評試題.

1 落實以評促學為根本理念

隨著課程理念的不斷變革，教學評價不再脫離教學環節而存在，而是在于關注學生的學習進程，診斷與發現問題，以促進未來的學習［1］.落實課標要求，實現教學評價促進學習過程，落實以評促學理念.本研究以物理課程基本理念“注重過程評價，促進學生核心素養的發展”為根本理念，去建構了學習測評框架.企圖通過利用測評框架命制測評試題的方式，去診斷和發現學生的學習問題，從而反饋測評結果，以便改進教學策略，矯正學生未來的學習和教師未來的教學，促進學生學科核心素養的達成.在這整個過程中測評結果顯得至關重要，它是實現以評促學的基礎，而測評結果的形成，是基于測評框架視角下測評試題作用的結果.由此可見，建構學習測評框架是落實以評促學理念的必經之路.

2 物理規律學習測評框架的設計依據

測評是日常教學活動的重要組成部分，應以課程目標、課程內容和學業質量為依據，關注物理學科核心素養的發展水平［2］.本研究以物理課程標準的測評建議為理論依據，建構了物理規律學習測評框架.首先，學習測評根據物理課程目標和學業質量水平的要求，制定了測評目標.其次，再根據測評目標和課程內容的要求，以物理規律的學習為依托，指向物理學科核心素養，設計了測評內容.最后，針對測評內容，依據物理學科學業質量水平制定了測評指標，并依據測評內容和學科學業質量將測評指標進一步細化為具體表現，以便評價學生物理規律的學習情況.圖1為物理規律學習測評框架設計的理論依據圖.

圖1 測評框架設計的理論依據圖

3 物理規律學習測評的“形成-習得-理解-運用”框架

學習測評的目的是為了了解學生的學習情況與學科核心素養的發展狀況，找出存在的問題，對存在的問題做出因果解釋，以及在因果解釋的基礎上拓展整合學習中存在的類似問題并提出學習矯正建議［3］.基于學習測評的上述目的，需要建構與測評功能相匹配的測評框架.因此，本研究建構了物理規律學習測評的“形成-習得-理解-運用”的內容框架，研究內容聚焦在形成規律、習得規律、理解規律與運用規律4個角度.之所以將測評目標和測評內容概括為形成規律、習得規律、理解規律與運用規律這4個視角，是因為本研究所測評的內容是學生物理規律的學習情況，測評的目標是學生在經歷規律學習過程體驗后，學科核心素養的水平.從學生的學習過程看，這4個視角是密切聯系、不可分割的整體.學生經歷從物理規律的探究過程形成規律到了解內涵習得規律，再到通過在新情境下的方法遷移理解規律，最后深度運用規律解決實際問題這一全面而又深入的規律體系建構過程，必然會比較全面地形成物理規律核心素養.為了更加全面有效地了解學生物理規律的學習情況，更加深入地檢測規律學習中存在的問題，測評框架在4個測評視角的基礎上，進一步分解為測評指標及其具體表現.分別從不同視角進行精細化分解，從而提高測評結果的細化程度和精準程度，之所以設計4個不同視角是為了設計測評試題提供思路，并希望這4個視角下測評的結果可以相互印證，從而提高測評的效度［3］.物理規律學習測評“形成-習得-理解-運用”框架的內容如表1所示.

表1 物理規律學習測評的“形成-習得-理解-運用”框架

4 “形成”視角的測評指標說明與試題舉例

物理規律的形成過程是指學生從情境中發現和提煉問題，對問題的可能答案作出假設，并根據問題情境運用已有知識制訂探究計劃，選擇符合情境要求的實驗裝置進行實驗，獲取客觀、真實的數據，通過對數據的分析形成關于物理規律的結論［2］.物理規律學習測評的形成規律視角，要求學習測評要回到物理規律形成過程的情境中，檢測學生規律形成過程中存在的具體問題，并對所表現的問題進行因果解釋，從而為規律學習提供針對形成過程的矯正建議.本研究提出的物理規律學習測評的形成規律視角可以分解為問題、證據、解釋和交流4個測評指標.這4個測評指標概括了學生在物理規律形成過程中所要達到的表現期望.通過測評學生規律形成過程中是否達到了這些表現期望，了解學生形成規律的學習情況.是否達到形成規律的具體表現期望主要包括：能否通過問題情境觀察現象并提出可探究的物理問題，能調動原有的知識和經驗，對問題的成因或結果做出假設、進行解釋；能否通過設計實驗、進行實驗來獲取科學探究的證據；能否對所收集的信息進行分析，能根據分析對探究結果進行描述，歸納形成結論；能否對科學探究過程和結果進行表述.

下面以普通高中物理必修第二冊（人教版）中的“平拋運動的規律”為例，從形成規律視角命制測評試題.

【題目1】水平放置的桌面上有一個靜止的金屬小球，用力彈一下小球，使小球以一定的水平初速度離開桌面，猜想小球的運動軌跡，提出可探究的物理問題，并對問題的可能答案做出解釋.

【題目2】某護林員在一次巡護森林時，不小心把車鑰匙以v0=5 m／s的速度從h=64 m高的懸崖水平拋出去了，他應該在離懸崖底部多遠的地方找鑰匙？（重力加速度g取10 m／s2）

【答案】

（題目1）可能問題：小球的運動軌跡具有什么特點？

可能答案：（1）小球做曲線運動；（2）小球在水平向前運動的同時，在豎直方向上有下落的運動；（3）小球在水平方向上可能做勻速直線運動，在豎直方向上可能做勻加速直線運動.

（題目2）解：以拋出時鑰匙的位置O為原點，建立平面直角坐標系，x軸沿初速度方向，y軸豎直向下.設鑰匙的落地點為P，下落的時間為t，如圖2所示，則滿足

所以鑰匙落地的時間

鑰匙落地點與拋出點之間的水平距離

本視角以學業質量水平為依據去測評學生平拋運動規律素養水平及考查學生平拋運動規律的形成情況.

測評目標：題目1主要考查學生的物理學科核心素養中“物理觀念”的運動與相互作用觀念、“科學思維”的問題意識及“科學探究”的問題要素水平，學生要具有問題意識，要能利用運動與相互作用的知識從情境描述中分析現象，提出可探究的物理問題.題目2主要考查學生物理學科核心素養中“物理觀念”的運動與相互作用觀念、“科學思維”的證據意識、模型建構和科學推理及“科學探究”的證據和解釋要素水平，學生要能從情境描述中利用運動與相互作用的知識進行平拋運動的模型建構，科學推理，獲取平拋運動規律的證據，通過證據分析，對結果進行描述.

測評方案：對于題目1，學生若能將問題和解釋與平拋運動規律聯系起來，則表明其能將所學物理知識與現象聯系起來，達到了水平一；若在聯系已學知識的基礎上，能通過問題情境從小球運動軌跡的特點角度提出問題并進行解釋，達到了水平二；若還能從小球水平方向運動狀態和豎直方向運動狀態兩個角度進行初步猜想，達到了水平三.綜上，對不同層次的回答給予不同的分數.對于題目2，若學生能從情境描述中知曉平拋運動，但未能明確平拋運動水平方向和豎直方向的運動規律，達到了水平一；若能明確平拋運動水平方向和豎直方向的運動規律，能從問題情境中獲得部分證據，解釋平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，在水平方向上做勻速直線運動，達到了水平二；若還能基于證據意識從情境描述中獲取全部證據，建構模型，利用運動與相互作用的知識通過科學推理，正確解題，達到水平三.綜上，對不同層次的回答給予不同的分數.還應注意測評結果的反饋，倡導讓學生參與測試結果的判斷和解釋過程，保證后續決策與測試結果的一致性.

5 “習得”視角的測評指標說明與試題舉例

物理規律的習得是指學生經歷物理規律的形成過程后，頭腦中形成了對物理規律的初步理解.物理規律學習測評的習得視角不同于規律學習測評的形成視角，習得視角直接測評學生頭腦中是否形成對物理規律的初步理解，測評學生習得規律的情況，及時發現問題并提出針對習得規律視角的矯正建議.本研究提出的物理規律學習測評的習得視角可以分解為由來、識記、表述、內涵、外延和關聯6個測評指標，這6個測評指標概括了學生習得規律后的表現期望，因此，可以通過測評學生是否達到了這些表現期望來了解學生習得規律的情況.這些表現期望主要包括：是否知道規律的得出過程；是否記住規律的文字、公式、圖像描述；是否利用語言或公式表述規律；是否明確規律中各個物理量所代表的物理含義，能從物理意義上去理解規律的表達式；是否明確規律的適用條件；是否知道規律與其他概念或規律之間的關系.

下面以“平拋運動的規律”為例，從習得規律視角命制測評試題.

【題目3】甲、乙、丙3個游泳運動員經過助跑后同時從水平高空跳水臺上跳下，已知甲和乙跳水臺的高度相同，乙和丙助跑速度相同，下列判斷中正確的是（ ）

A.甲和乙一定同時落地

B.乙和丙一定同時落地

C.甲和乙水平射程一定相同

D.乙和丙水平射程一定相同

答案：A，D.

本視角以學業質量水平為依據去測評學生平拋運動規律素養水平及考查學生平拋運動規律的習得情況.

測評目標：題目3主要考查學生的物理學科核心素養中“物理觀念”的運動與相互作用觀念、“科學思維”的證據意識、模型建構和科學推理、“科學探究”的證據要素水平以及對平拋運動規律的習得水平，學生要具有證據意識，要能從情境描述中利用運動與相互作用的知識進行平拋運動的模型建構，科學推理，獲取平拋運動規律的證據.

測評方案：對于題目3，學生若能將平拋運動規律與問題情境聯系起來，但未能明確平拋運動規律的內涵和適用范圍，選擇選項B和C中任一項，達到水平一，不得該題目分數；若能基于證據意識從問題情境中建構模型進行科學推理從而獲取部分證據，利用運動與相互作用知識僅選擇選項A或D中一項，達到水平二，可得該題目部分分數；若還能從問題情境中通過一系列物理觀念、科學思維和科學探究獲取全部證據選擇A和D兩個選項，達到水平三，可得該題目全部分數.還應注意測評結果的反饋，倡導讓學生參與測試結果的判斷和解釋過程，保證后續決策與測試結果的一致性.

6 “理解”視角的測評指標說明與試題舉例

理解規律是指學生習得規律后，為防止死記硬背，形成思維固化，通過方法遷移，變式訓練，讓學生理解規律的含義.理解規律視角要求在新的問題情景中測評學生對物理規律含義的理解情況，及時發現問題并提出針對理解規律視角的矯正建議.本研究提出的物理規律學習測評的理解規律視角可以分解為意義、認識方式、方法遷移3個測評指標.學生通過變式訓練，理解規律的意義，重現規律的認識方式，加深對規律內涵的理解，以達到新知識進入原有認識，完善規律結構，豐富知識體系的目的.從理解規律視角測評學生物理規律的學習情況，就是要測評學生對物理規律含義的理解.因此，可以通過測評學生在新的問題情景中的表現期望來考查學生的規律理解情況.這些表現期望主要包括：是否知道學習該規律的必要性；是否知道規律得出所使用的認識方式的具體內容；是否能理解規律的物理思想，通過方法遷移，變式訓練，打破固定思維.

下面以“平拋運動的規律”為例，從理解規律視角命制測評試題.

【題目4】在某次演習中，轟炸機沿水平方向投放了一枚炸彈，炸彈正好擊中山坡上的目標，且炸彈到達山坡的位移最小，山坡的傾角為θ，則炸彈飛行時間t為（重力加速度為g）（ ）

答案：C.

測評目標：題目4主要考查學生的物理學科核心素養中“物理觀念”的運動與相互作用觀念、“科學思維”的證據意識、模型建構和科學推理、“科學探究”的證據要素水平以及在新情境下對平拋運動規律的理解情況，學生要能利用平拋運動規律的認識方式，方法遷移，從情境描述中利用運動與相互作用的知識進行平拋運動的模型建構，科學推理，獲取解題證據.

測評方案：本題從理解規律的視角測評學生在新情境下對平拋運動規律認識方法的遷移水平，通過方法遷移“對著斜面的平拋運動”，考查學生對平拋運動規律的理解情況，本題考查要求比較高，屬于規律在新情境下的遷移應用.要注意測評結果的反饋，倡導讓學生參與測試結果的判斷和解釋過程，保證后續決策與測試結果的一致性.

7 “運用”視角的測評指標說明與試題舉例

物理規律學習測評的運用規律視角是指學生在真實的問題情境中，能根據頭腦中形成的對物理規律的理解，聯系生產與生活，靈活運用規律解決實際問題.通過測評學生在真實問題情境中解決實際問題的情況，及時發現問題并提出針對運用規律視角的矯正建議.本研究提出的物理規律學習測評的運用規律視角可以分解為描述、解釋、預測、設計4個測評指標，這4個測評指標概括了學生運用規律解決問題時的行為表現期望，因此，可以通過測評學生運用規律的具體表現期望來考查學生的規律運用情況.這些具體表現期望主要包括：是否能運用規律描述物理問題或現象；是否能運用規律解釋物理現象；是否能運用規律預測物理現象的發生、發展；是否能運用規律設計解決問題的方案.

下面以“平拋運動的規律”為例，從運用規律視角命制測評試題.

【題目5】阿卡普爾科的潛水員從60 m高的懸崖上通過助跑進行潛水活動，如果懸崖下的巖石延伸了20 m，那么潛水員助跑的速度最小是，當助跑速度小于該速度時____（重力加速度g取10 m／s2）.

答案：m／s；潛水員將掉到巖石上.

測評目標：題目5主要考查學生的物理學科核心素養中“物理觀念”的運動與相互作用觀念、“科學思維”的證據意識、模型建構和科學推理、“科學探究”中關于證據、解釋和交流要素的水平以及運用平拋運動規律解決實際問題的能力，學生要能從情境描述中，利用運動與相互作用的知識進行平拋運動的模型建構，科學推理，獲取相關證據，通過證據分析，對結果進行描述與表達.

測評方案：本題從運用規律的視角測評學生在實際情境中對平拋運動規律的運用情況，考查學生是否能基于證據意識從情境描述中獲取證據建構平拋運動模型，聯系運動與相互作用的相關知識，對平拋運動水平初速度進行科學分析與推理，獲得結論，并解釋和表述現象.本題考查要求比較高，屬于平拋運動規律在實際情境中的綜合應用.要注意測評結果的反饋，倡導讓學生參與測試結果的判斷和解釋過程，保證后續決策與測試結果的一致性.

8 結束語

物理規律的學習測評是考查學生物理規律素養水平的重要手段.學習測評主要以測評試題的方式呈現，本研究即是基于課程標準的要求建構了物理規律學習測評框架，并展示了以此為依據命制測評試題的實踐，在一定程度上保證了物理規律學習測評結果的效度.現階段高中物理課程重視以評價促進學生的學習和發展，提倡評價方式的多樣化，要求教學評價要以關注學生的個體差異，幫助學生認識自我，建立自信、改進學習方式，發展核心素養為目標，基于此理念，如何測評學生物理學科核心素養的達成情況值得我們進一步挖掘和研究.