核心素養(yǎng)視野下高中物理不同課型的課堂觀察研究

王志紅,趙 琦,李 青,徐平川

(西華師范大學(xué) a.化學(xué)與化工學(xué)院,b.物理與天文學(xué)院,四川 南充 637009)

對課堂教學(xué)的評價(jià)有量表評價(jià)法、問卷調(diào)查法和訪談?wù){(diào)查法等方式,而課堂觀察通過制定觀察量表,對真實(shí)課堂進(jìn)行直接評價(jià),評價(jià)結(jié)論比課后問卷調(diào)查或訪談?wù){(diào)查教師、學(xué)生更為客觀。故課堂觀察作為一種有效的教學(xué)評價(jià)手段,在評價(jià)高中物理課堂的實(shí)踐中,得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)觀察視角和評價(jià)內(nèi)容的不同,量表的內(nèi)容和量化的方式會有所不同。陳文莉和阮享彬[1]通過制定基于核心素養(yǎng)的科學(xué)探究教學(xué)中“學(xué)習(xí)行為”的觀察記錄量表,在問題、證據(jù)、解釋、交流4個(gè)維度,對學(xué)習(xí)行為進(jìn)行課堂觀察,分析了科學(xué)探究能力的培養(yǎng)情況。徐超和楊震云[2]針對教師提問的有效性制定了問題設(shè)計(jì)、學(xué)生反應(yīng)、教師理答3個(gè)維度的課堂觀察量表,以評價(jià)高中物理課堂提問的有效性。

基于LICC評價(jià)范式,課堂觀察可以從“教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、課堂文化和課程性質(zhì)”4個(gè)維度全面評價(jià)課堂教學(xué)[3]。王衛(wèi)國[4]、朱俊銘[5]、張倪杰[6]分別針對“概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)和探究教學(xué)”建構(gòu)了以上4個(gè)維度的課堂觀察量表,對評價(jià)高中物理課堂教學(xué)有參考價(jià)值。

新的高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求以培育和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)為目標(biāo),高中物理教師應(yīng)充分理解核心素養(yǎng)內(nèi)容并對照實(shí)施。通過課堂觀察來評價(jià)高中物理教學(xué)是否聚焦培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),是促進(jìn)教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和教學(xué)行為的重要抓手,但目前的評價(jià)實(shí)踐多以優(yōu)質(zhì)課為案例且樣本較少,多數(shù)評價(jià)量表未細(xì)化高中物理核心素養(yǎng)的4個(gè)維度,故評價(jià)內(nèi)容籠統(tǒng),結(jié)論不具有代表性。本研究采用課堂觀察評價(jià)法,構(gòu)建全面、精細(xì)化、可操作的評價(jià)指標(biāo)點(diǎn),選取有代表性的不同課型的常態(tài)課來進(jìn)行課堂觀察分析,從教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)兩個(gè)方面,調(diào)查教師在核心素養(yǎng)各維度的教學(xué)投入情況,分析概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)和習(xí)題教學(xué)中的教師行為和學(xué)生行為,找出教學(xué)問題,反思目前的課堂教學(xué),對科學(xué)評價(jià)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)現(xiàn)狀有重要價(jià)值。

1 高中物理課堂觀察量表

現(xiàn)行的高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)將物理學(xué)科核心素養(yǎng)劃分為“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”4個(gè)維度,依據(jù)4個(gè)維度制定的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是高中物理教學(xué)的指南。從課堂觀察視角看,對教學(xué)進(jìn)行表現(xiàn)性評價(jià)可有效地審視教學(xué)是否踐行核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。已有研究圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)4個(gè)維度,對應(yīng)制定了課堂觀察量表,并在對量表的初步應(yīng)用中分析了普通課和優(yōu)質(zhì)課[7]。在評價(jià)實(shí)踐中,筆者以評價(jià)者視角,發(fā)現(xiàn)部分觀察指標(biāo)難以與課堂教學(xué)表現(xiàn)相對應(yīng),故進(jìn)一步作了檢驗(yàn)修正,最終形成表1所示的量表[8]。該量表的觀察指標(biāo)主要針對學(xué)習(xí)目標(biāo),通過學(xué)習(xí)目標(biāo)來界定內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn),以此檢視教學(xué)行為,故未過多考慮教學(xué)技能、教學(xué)措施、學(xué)習(xí)方法等方面。

2 不同課型的課堂觀察情況

2.1 概念課和規(guī)律課的課堂觀察

為了準(zhǔn)確得到課堂教學(xué)的真實(shí)情況,摒棄了長期以來以優(yōu)質(zhì)課作為主要研究對象,針對部分地區(qū)高一和高二的物理常態(tài)課,在四川成都、南充等地遴選了6所省級以上示范高中,2020年3月至2021年11月錄制了200余個(gè)教學(xué)視頻。根據(jù)表1和弗蘭德的互動分析系統(tǒng)(FIAS),對視頻中的課堂行為進(jìn)行頻數(shù)統(tǒng)計(jì)。一節(jié)課時(shí)長為40分鐘,每20秒觀察1次,將內(nèi)容與表1中的33個(gè)觀察點(diǎn)相對應(yīng),并編碼記錄,統(tǒng)計(jì)各個(gè)觀察點(diǎn)的時(shí)間分布比例。

采用以上方法,分析了有代表性的概念課[8]和規(guī)律課各8節(jié)(如表2—3所示)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表4)顯示,兩種課型在核心素養(yǎng)各維度的教學(xué)時(shí)間分布很不均衡,總體有相似的結(jié)果:物理觀念維度占比最大,科學(xué)態(tài)度與責(zé)任維度占比最小。

表2 概念課清單Table 2 Concept class list

表3 規(guī)律課清單Table 3 Law class list

表4 核心素養(yǎng)各維度教學(xué)時(shí)間占比Table 4 Time proportion of each dimen-sion of core competencies

針對4個(gè)維度的各個(gè)觀察點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如圖1—4所示。

在物理觀念維度(圖1),概念課與規(guī)律課都重視引導(dǎo)學(xué)生“A12.理解物理概念和物理規(guī)律(基本內(nèi)容,內(nèi)涵和外延)”,但都較少采取措施來促進(jìn)學(xué)生“A13.將相關(guān)的知識、思想方法逐漸上升為物理觀念”。與概念課相比較,目前的規(guī)律課也不重視創(chuàng)設(shè)情景,缺少科技、生活等方面的原始物理問題和對自然現(xiàn)象的探討,雖然實(shí)際應(yīng)用較多,但多為解決模型化問題。

在科學(xué)思維維度(圖2),目前的概念課和規(guī)律課都很重視科學(xué)推理,時(shí)間占比分別達(dá)到16.46%和24.06%,但較少在教學(xué)中使學(xué)生明確科學(xué)推理的證據(jù),且都缺少質(zhì)疑創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

在科學(xué)探究維度(圖3),兩種課型的教學(xué)都未能充分探究物理問題,尤其缺少分享環(huán)節(jié)和對結(jié)論的反思,說明教學(xué)不重視師生之間、生生之間的交流。相對而言,證據(jù)視角比其它視角的時(shí)間占比更高。更值得重視的是,物理規(guī)律本應(yīng)通過科學(xué)探究來發(fā)現(xiàn),但統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,規(guī)律課比概念課在該維度的時(shí)間占比更低。

在科學(xué)態(tài)度與責(zé)任維度(圖4),兩種課型的教學(xué)都存在培養(yǎng)不足的問題,且?guī)缀鯇⒃摼S度的素養(yǎng)發(fā)展與激發(fā)學(xué)生對物理的好奇心和求知欲等同起來。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看,規(guī)律課在該維度的時(shí)間占比更低,這與物理規(guī)律研究的本質(zhì)特征不相稱。

根據(jù)以上頻數(shù)統(tǒng)計(jì),目前的高中物理教師極為重視模型化教學(xué),不重視引導(dǎo)學(xué)生解決原始物理問題,缺少對質(zhì)疑創(chuàng)新能力的培養(yǎng),缺少分享環(huán)節(jié)和對結(jié)論的反思,教師對發(fā)展學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的認(rèn)識較為片面且缺少針對性的教學(xué)設(shè)計(jì)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看,規(guī)律課比概念課在科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任2個(gè)維度的時(shí)間占比更低,這不符合物理規(guī)律研究的本質(zhì),因而重結(jié)論的教學(xué)傾向仍然較為普遍。

2.2 習(xí)題課的課堂觀察

習(xí)題課對目前高中教學(xué)有深刻的影響,教學(xué)中投入的精力和時(shí)間也較多,因此分析習(xí)題教學(xué)的現(xiàn)狀,對分析高中物理教學(xué)是否聚焦核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也至關(guān)重要。采用以上同樣的方法,從錄制的視頻中遴選了18節(jié)習(xí)題課(表5)進(jìn)行分析,統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5—7所示。

表5 習(xí)題課清單Table 5 Exercise class list

通過視頻分析,發(fā)現(xiàn)習(xí)題教學(xué)中,在物理觀念方面仍然僅注重模型化問題,更加強(qiáng)化了科學(xué)思維教學(xué),但并沒有體現(xiàn)科學(xué)探究。與新課教學(xué)(指以上的概念課和規(guī)律課)主要發(fā)展物理觀念不同,習(xí)題教學(xué)主要發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,尤其重視科學(xué)推理環(huán)節(jié)。另外,與新課教學(xué)相比,習(xí)題教學(xué)更加弱化對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)。

在物理觀念維度(圖5),在視頻樣本中沒有發(fā)現(xiàn)運(yùn)用自然現(xiàn)象作為案例(A23)來開展習(xí)題教學(xué),生活化的習(xí)題案例(A22)也較少。

在科學(xué)思維維度(圖6),習(xí)題課所花時(shí)間占比達(dá)到81.28%,其中科學(xué)推理環(huán)節(jié)(B21—B23)時(shí)間占比達(dá)到63.44%。雖然教師能在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生提出問題和解決問題(B41—B43),但教學(xué)投入不足,且仍不注重對學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

在科學(xué)態(tài)度與責(zé)任維度(圖7),習(xí)題課主要體現(xiàn)在促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(D11),有科學(xué)精神的滲透(D23),但沒有在教學(xué)中采用豐富的手段來激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲(D21),沒有在教學(xué)中倡導(dǎo)合作、交流和相互尊重(D22),沒有滲透社會責(zé)任(D31—D33)的教育。

3 反思與建議

基于教學(xué)視頻的課堂觀察,梳理出目前高中物理課堂教學(xué)存在的問題,這些問題體現(xiàn)了目前的教學(xué)并沒有聚焦培育和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng),值得深刻反思。為解決這些教學(xué)問題,根據(jù)建構(gòu)主義理論、原始物理問題教學(xué)、課程思政等理論和教育觀,提出在教學(xué)中應(yīng)實(shí)現(xiàn)四個(gè)轉(zhuǎn)變。

3.1 轉(zhuǎn)變以模型案例為主的教學(xué)方式

從以上分析發(fā)現(xiàn),無論是新課教學(xué)還是習(xí)題課教學(xué),都基本采用模型案例。物理模型是科學(xué)抽象的結(jié)果,直接采用物理模型不利于學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展。皮亞杰認(rèn)為,學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展要經(jīng)歷內(nèi)化建構(gòu)和外化建構(gòu)的雙重建構(gòu)過程[9]。外化建構(gòu)是學(xué)生把在課堂上所學(xué)知識用來解決物理問題的過程,而以模型案例為主的教學(xué),主要是促進(jìn)認(rèn)知的內(nèi)化建構(gòu)過程[10]。若總是面對模型化問題,學(xué)生對概念和規(guī)律的理解是僵化的,難以升華到物理觀念的轉(zhuǎn)變,弊端顯而易見。與模型化問題相比,原始物理問題來源于真實(shí)科技生活情景、自然現(xiàn)象。利用原始物理問題作為案例,既能在建構(gòu)概念、探究規(guī)律的過程中發(fā)展學(xué)生的模型建構(gòu)能力,也能促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識來解決實(shí)際問題,故基于原始物理問題的教學(xué)能促進(jìn)認(rèn)知的外化建構(gòu),有利于發(fā)展學(xué)生的物理觀念和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。在教學(xué)中,教師要多注意收集科技生活或自然現(xiàn)象中的相關(guān)素材,將這些素材合理運(yùn)用于課堂教學(xué),使學(xué)生理解原始物理問題和物理模型的對應(yīng)關(guān)系,從而促進(jìn)學(xué)生對知識的遷移運(yùn)用。

3.2 轉(zhuǎn)變對科學(xué)推理的片面認(rèn)識

科學(xué)推理是依據(jù)科學(xué)事實(shí)或已知科學(xué)結(jié)論,運(yùn)用邏輯思維等各種推理形式,對某種判斷做出解釋或推出未知新結(jié)論的過程。中學(xué)生和大學(xué)生的科學(xué)推理包括“守恒推理、比例推理、控制變量推理、相關(guān)推理、概率推理、假設(shè)演繹推理”等6個(gè)維度[11]。物理學(xué)科核心素養(yǎng)對科學(xué)推理的要求是能定性和定量地進(jìn)行科學(xué)推理,找出規(guī)律,形成結(jié)論。有研究表明,問題解決能力與科學(xué)推理能力關(guān)聯(lián)不大[12-13]。物理問題解決的影響因素包括:物理知識,物理方法,思維品質(zhì)的深刻性、獨(dú)創(chuàng)性、批判性和靈活性[14]。因此,科學(xué)推理能力只是影響問題解決的因素之一。科學(xué)推理不是科學(xué)思維發(fā)展的全部要素,科學(xué)思維還包括模型建構(gòu)、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新等方面,這些都會影響學(xué)生的問題解決能力。學(xué)起于思,思起于疑,質(zhì)疑并提出問題是創(chuàng)新的開端,沒有質(zhì)疑精神就不會產(chǎn)生科學(xué)問題。質(zhì)疑需要科學(xué)推理等思維方式,反復(fù)的質(zhì)疑,不斷的構(gòu)建模型和推理論證才能形成正確的結(jié)論,才會積累更多解決問題的辦法,也能不斷培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

本研究發(fā)現(xiàn),習(xí)題課在科學(xué)推理環(huán)節(jié)的時(shí)間占比非常高,且多為教師示范,學(xué)生模仿。這種教學(xué)看似能在較短時(shí)間內(nèi)提升問題解決能力,但實(shí)際上多為經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。當(dāng)遇到新問題或原始問題時(shí),很多學(xué)生仍然無從下手,原因就在于學(xué)生不能從新情景中正確建立模型。另外,學(xué)生學(xué)會運(yùn)用多種推理方式進(jìn)行科學(xué)推理,對問題解決至關(guān)重要。所以需要在教學(xué)中強(qiáng)化模型建構(gòu)方法,顯化并綜合運(yùn)用科學(xué)推理方法、科學(xué)論證方法和質(zhì)疑創(chuàng)新方法,從而把解題經(jīng)驗(yàn)變成問題解決的科學(xué)思維過程。

3.3 轉(zhuǎn)變忽視科學(xué)探究的教學(xué)觀念

科學(xué)探究是在一定的信念和假設(shè)指導(dǎo)下進(jìn)行的,它可以指科學(xué)領(lǐng)域里的探究,也可以指學(xué)生在科學(xué)課堂中進(jìn)行的探究[15]。科學(xué)探究包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素,是學(xué)生經(jīng)歷的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程,也是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要抓手。忽視科學(xué)探究,實(shí)際上就弱化了對學(xué)生科學(xué)思維和物理觀念的培養(yǎng)。教學(xué)中理解并踐行科學(xué)探究的要素,也有利于學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)和科學(xué)精神,因此也能促進(jìn)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)。科學(xué)探究并非僅有實(shí)驗(yàn)探究路徑,還有理論探究路徑,實(shí)驗(yàn)探究是通過實(shí)驗(yàn)方案來解決問題,理論探究是通過概念、原理和規(guī)則等理論結(jié)果來論證所提出的猜想。實(shí)驗(yàn)探究和理論探究是科學(xué)探究的“兩條腿”,都是科學(xué)研究的路徑。對新課教學(xué),多以實(shí)驗(yàn)探究為主;對于習(xí)題課或復(fù)習(xí)課教學(xué),多以理論探究為主。實(shí)際教學(xué)中要根據(jù)教學(xué)時(shí)長,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷更多的探究歷程。

3.4 轉(zhuǎn)變對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的認(rèn)識

通過以上調(diào)查發(fā)現(xiàn),許多教師把對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)與激發(fā)學(xué)生對物理的好奇心和求知欲等同起來,沒有充分挖掘科技、生活、物理學(xué)史等素材中的教育價(jià)值,使學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解和對科學(xué)精神的體驗(yàn)明顯不足。課程思政本質(zhì)上是一種教育,其根本任務(wù)是立德樹人[16]。培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任與課程思政的教育理念是高度契合的。課程思政是培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的重要途徑,在物理課程中充分滲透培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任,以促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì),增強(qiáng)國家認(rèn)同和民族認(rèn)同,就是課程思政。因此,每一位物理教育工作者都應(yīng)肩負(fù)為黨育人、為國育才的使命,將培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任作為物理課程的根本任務(wù)之一,在教學(xué)中既要堅(jiān)持教書,又要全面育人。

4 結(jié) 語

本文采用高中物理課堂觀察量表,分析了3類常態(tài)課:概念課、規(guī)律課和習(xí)題課,用實(shí)證的方式證明了目前的教學(xué)并沒有完全遵循新課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)要求,存在過分注重模型教學(xué)、欠缺質(zhì)疑創(chuàng)新思維的培養(yǎng)、不注重科學(xué)探究、未充分滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任教育等問題。2017版(2020年修訂)高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出的發(fā)展物理核心素養(yǎng)目標(biāo),必須依靠物理教師在課堂中去實(shí)踐,在實(shí)踐中去培育和發(fā)展。本研究提供了課堂教學(xué)評價(jià)的一種范式,豐富了核心素養(yǎng)視野下課堂教學(xué)評價(jià)的手段,也為物理教師不斷反思自己的教學(xué)行為提供了一種方法。針對觀察點(diǎn)的頻數(shù)統(tǒng)計(jì)能體現(xiàn)教學(xué)投入是否充分,但教師的教學(xué)設(shè)計(jì)是否科學(xué),教學(xué)方法是否有效,教學(xué)展示是否充分,教學(xué)組織是否以學(xué)生為中心,還需要綜合各種教學(xué)表現(xiàn)來分析。核心素養(yǎng)的4個(gè)方面是有機(jī)的整體,教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)、學(xué)生學(xué)習(xí)情況、教學(xué)資源利用、教學(xué)方式選用等都會對核心素養(yǎng)目標(biāo)在課堂教學(xué)中的落實(shí)產(chǎn)生影響。課堂教學(xué)作為落實(shí)核心素養(yǎng)的主陣地,必須通過教育評價(jià)來監(jiān)控和調(diào)整。由于課堂教學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性,如何科學(xué)評價(jià)教學(xué),如何開展常態(tài)化的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控,還需要不斷深入研究。