基于創新素養發展的初中物理實踐性作業設計與實施*

劉小豐

(佛山市順德翁祐實驗學校 廣東 佛山 528308)

廖洪鐘

(佛山市順德倫教周君令中學 廣東 佛山 528308)

以習近平總書記為核心的黨中央多次強調,科技創新是民族進步的靈魂,是解決“卡脖子”問題的關鍵,創新被認為是21世紀人才的關鍵特征[1].物理學是一門以實驗為基礎的學科,物理教學對創新人才的培養起到重要作用,而作業作為課程的有機組成,承載著發展學生創新素養的重要任務.

2019年,中共中央、國務院印發的《關于深化教育教學改革全面提高義務教育質量的意見》指出:“促進學生完成好基礎性作業,強化實踐性作業,探索彈性作業和跨學科作業,不斷提高作業設計質量.” 2021年,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》指出:“鼓勵布置分層、彈性和個性化作業.”《義務教育物理課程標準(2022年版)》指出:“應以階段性學業要求和學業質量標準為依據,設計層次分明、類型多樣的作業,兼顧基礎性作業和探究性、實踐性作業,充分發揮不同作業的育人功能.”上述文件均表明了國家層面對實踐性作業的重視,因此,如何基于學生創新素養發展,科學地開展初中物理實踐性作業(以下簡稱實踐性作業)設計是改革傳統作業和實現育人目標的重要切入口之一.

筆者所在課題組確定以實踐性作業作為改革傳統作業著力點后,以創新素養發展為核心,經歷了“調查分析-理論建構-實施應用”3個研究階段,主要應用文獻研究、理論構建、實證研究等方法,逐步探索創新素養的內涵和結構,及實踐性作業的形式和內容.課題組在實踐推廣過程中進一步提煉整合,形成“基于創新素養發展的實踐性作業設計框架和實施路徑”,為物理教師開展實踐性作業設計提供了可借鑒的理論框架和教學支持.

1 學生創新素養發展的結構模型

不同研究者對創新素養的內涵進行了不同劃分,例如文獻[2]的三結構論認為創新素養包括創新品格、創新思維和創新實踐力;而文獻[3]則提出了青少年科學創造力的結構模型,包括創造性的過程、創造性的品質和創造性的產品.基于國內外文獻的梳理和自身探索,我們將創新素養分為創新意識、創新思維、實踐能力和創新精神4個要素,如圖1所示.

圖1 創新素養四要素結構模型

在此基礎上,我們對創新素養4個要素的3個維度進行內涵分析,如表1所示.其中創新意識包含問題意識、獨立意識、合作意識;創新思維包含創新性思維、策略性思維、批判性思維;實踐能力包含問題構思、方案實施、分析交流;創新精神包含批判質疑、探索求實、責任擔當.

表1 創新素養四要素結構模型的具體維度及內涵

通過對學生創新素養發展四要素結構模型的具體維度及內涵的梳理,能有效指導我們開展實踐性作業的設計、實施和評價.

2 “三維度+五原則”的初中物理實踐性作業設計框架

結合創新素養的12個基本要點、作業設計的相關理論和實踐性作業特點,構建“三維度+五原則”的實踐性作業設計框架,如圖2所示.

圖2 “三維度+五原則”的實踐性作業設計框架

實踐性作業設計以培養學生的創新素養為目標,從作業的內容來看,讓學生感知學習的意義與價值;從作業的形式來看,能激發各層次學生的學習興趣,提升創新意識.實踐性作業設計應遵循5個原則:

(1)“整合性原則”,鼓勵學生結合教材知識進行運用和實踐.

(2)“層次性原則”,作業的不同要求引導各層次學生學習,體現作業目標的適切性[4].

(3)“實踐性原則”,讓學生在活動中提升解決問題和創新實踐的能力.

(4)“多樣性原則”,作業表現形式豐富多樣,相互融洽.

(5)“高階性原則”,作業設計既關注學生對知識的學習,又重視正確價值觀的形成;既鼓勵學生實踐參與,更重視創新思維和實踐能力的培養.

在設計框架基礎上,將實踐性作業形式分為閱讀作業、動手作業和寫作作業3種類型,如表2所示.

表2 實踐性作業設計的形式與內容

閱讀作業是讓學生通過查閱資料來解決問題,幫助學生拓寬知識面,促進創新意識的形成.動手作業是學生完成自主創新實驗、自制作品等,在用中學、做中學和創中學.寫作作業是學生撰寫研究報告或依據“學生自主創新實驗報告”,如表3所示,撰寫實驗報告,在此過程發展創新思維,培養創新精神.

表3 學生自主創新實驗報告

3 基于創新素養發展的實踐性作業實施與評價

3.1 “四環七步”實踐性作業實施路徑

根據創新素養維度結構表,可以構建基于創新素養發展的初中物理“四環七步”實踐性作業實施路徑,如圖3所示.

圖3 基于創新素養發展的“四環七步”實踐性作業實施路徑

第一環節是目標確定,此過程可以幫助學生在實踐活動前明確活動目的的問題構思能力.

第二環節是合理選題,通過此過程能發展學生獨立意識、問題意識等.

第三環節是實踐探究,此過程可培養學生的合作意識、創新性思維等.

第四環節是成果展示,在此過程中,發展學生分析交流、批判質疑等創新素養.

七步即確定目標、確定主題、選擇實踐性作業、制定方案、實施實踐活動、整理分析材料數據、展示成果并評價.

3.2 實踐性作業的過程性評價流程

基于初中物理實踐性作業的實施路徑和實踐性作業特點,可以進行實踐性作業的過程性評價流程,如圖4所示.

圖4 實踐性作業的過程性評價流程

第一步:確定評價目標,為后續設計過程性任務、實施過程性評價提供方向性指引.

第二步:教師根據具體情境下的作業內容及任務,從而設計評價任務,最后構建評價規則.

第三步:實施過程性評價,與實踐性作業實施過程相結合,根據所選的評價方式確定數據采集方式(如錄像、問卷、觀察記錄等).分析得到評價結果后,教師及時做歸因處理,以合理的方式將評價結果反饋給學生,并適當進行教學干預;學生則在教師的引導下積極反思,調整自己的學習狀態和策略.

為更好地激勵和引導學生,可以針對實踐性作業給出具體的優秀作業標準:

(1)實驗目的明確.

(2)實驗原理正確清楚.

(3)實驗過程清晰完整.

(4)實驗數據(現象)真實.

(5)視頻清晰表達流暢.

(6)鼓勵對實驗進行評估或者命題.

(7)鼓勵跨學科融合,或者融入節日、地方和優秀中華傳統文化元素.

另外,還可以定期舉行作業評比活動,對優秀作品進行發布、表彰和推廣.例如,筆者所在課題組對學生的作品進行初選,通過初選的作品發布在“學生自主創新實驗”微信視頻號和“學生自主創新實驗”抖音號上,綜合專家打分和作品關注度(瀏覽數、轉發數和點贊數)相結合評獎,并給學生和指導教師發獲獎證書,有效激發了學生學習物理的興趣.據統計,截止到2023年3月31日,學生累計完成初中物理實踐性作業作品超過1 500件,累計點擊瀏覽超過65萬次.

4 結束語

基于學生創新素養發展的實踐性作業的實施,有效促進了教師專業發展,在帶動教師思考、改進作業的同時,還激勵教師整體性地改進實踐性作業設計與實施,提升教師互聯網思維以及將信息技術應用作業設計的能力.從而讓學生的作業參與度、物理學習興趣和學業成績得到顯著提升,并提升了學生的創新思維和實踐能力,實現了作業的減負增質.