







摘" 要:初中物理核心素養的內涵包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任。《義務教育物理課程標準(2022年版)》指出,教師只有把“教、學、評”融為一體,才能更好地培育學生的核心素養,這也是現代教學立德樹人的要求。本文以江蘇省教育科學“十三五”規劃課題的研討課“暖風機中的電學問題”為例,探索了物理核心素養下“教—學—評”一體化的教學策略。
關鍵詞:核心素養;“教—學—評”一體化;暖風機
《義務教育物理課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課程標準》)提出要通過組織和引導學生完成以評價目標為導向的多種評價活動,以此監控學生的學習過程,檢測教學效果,實現以評導學、以評促學。[1]華東師范大學崔允漷教授也倡導:“教師應先學會評價,再學會上課。”評價既是促進學生學習的重要手段,又是診斷、調控和引導課堂教學的重要媒介。評即學,評即教,教即評。“教—學—評”一體化可以有效落實《課程標準》的要求,實現以學生為中心的教育理念,提高學生的觀察能力、思考能力、探究能力、協作能力和把知識學習內化的能力,讓學生“樂學、趣學”,落實立德樹人的根本任務。
核心素養是適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力,應全面落實到教育教學活動中。“教—學—評”一體化作為有效落實立德樹人目標的關鍵措施,是落實學科核心素養的手段與載體。在初中物理教學中,保證“教—學—評”一體化,就是要讓學習目標、教學活動以及教學評價協調統一,深化課程改革,提高教學質量,促進教師專業發展,切實推動新課程理念的落地和實施。
“教—學—評”一體化作為一種教學組織模式,融入初中物理課程的教學、學習和評價的各個環節,可以成為促進核心素養發展的動力。“教”“學”“評”三個維度的有機互動、有效融合,共同作用于評價目標的梳理、評價內容的選擇、評價結果的達成,同時又進一步反饋教師的“教”與學生的“學”。在這樣一種循環互動機制的作用下,學生的核心素養得到螺旋式發展。
1" 確立學習目標,突出素養立意
學習目標是“教—學—評”一體化的核心所在,也是教學的出發點和歸宿。實現“教—學—評”一體化融合的切入點在于設立準確、適切和明確的學習目標。學習目標應指向物理核心素養的內涵,即物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任,同時要符合物理學科的特點及學生身心發展的規律。確立的學習目標還必須具有普適性和層次性,具備可操作、可調節、可達成和可檢測的特點。
筆者以《課程標準》為基礎,結合學生現有的認知水平,以“暖風機中的電學問題”為例,提煉出基于核心素養的學習目標如下。
物理觀念:了解暖風機的原理,知道暖風機的能量轉化情況,加深對功能關系的認識,形成能量觀念。
科學思維: 能設計暖風機的電路圖,構建多擋位和自動化的電路模型。
科學探究:基于暖風機的實際使用情況,發現并提出問題,制定簡單的科學探究方案,通過實踐收集證據、分析處理得出結論。
科學態度與責任:能檢驗暖風機是否符合標準,養成嚴謹認真、實事求是的態度。
2" 制定評價任務,檢測目標達成
實現“教—學—評”一體化的難點在于制定或確立與學習目標相匹配的評價任務。[2]教師應依據學習目標,制定可以檢測目標是否達成的評價任務,選擇合適的評價證據,設計體現綜合性、關聯性和實踐性的教學與評價活動。這樣不但能突顯出課堂評價對學習目標的檢測功能,還能幫助教師在評價學生學習效果的同時,及時發現學生學習中的問題,進而作出科學的決策。
本課題的評價目標、任務設計如表1所示。
3" 組織學習活動,開展多元評價
3.1" 暖風機的原理
教師展示暖風機,讓學生觀察并思考:暖風機工作時所涉及的物理原理及能量轉化過程有哪些?
學生在觀察思考后得出暖風機的能量轉化是將電能的一部分轉化為內能,另一部分轉化為機械能的結論。而暖風機的原理較復雜,涉及電熱器(電流的熱效應)和電動機(磁場對電流的作用)等原理。因此,有些學生在思考過程中會感到困惑,回答得也不夠全面。在學生有所“憤”“悱”時,教師可充分發揮師評的引領作用,激勵學生在學習中思考、討論和評價,幫助學生實現學科知識的內化,促進物理觀念的形成。
3.2" 設計暖風機
3.2.1" 設計兩擋位的暖風機
教師引導學生觀察暖風機的旋鈕,如圖1所示。讓學生旋轉旋鈕到不同擋位,靠近并感受不同擋位的區別。然后給學生提供如下器材:交流電源、兩個開關、電動機(U額=220 V)、一個發熱電阻,請學生設計一臺可吹冷風和熱風(兩擋)的暖風機,并畫出原理圖。
學生分別設計出如圖2所示的三個原理圖,學生都知道應將電動機和發熱電阻并聯使它們各自能夠獨立工作,但是三個設計圖中開關的控制作用不同。
(a)
(b)
(c)
接下來教師可以引導性地提問:“這三個設計圖是否都符合暖風機的實際工作需求?”通過提問能夠引發學生的思考和討論,從而使學生發現圖2(a)和圖2(b)都可能會使發熱電阻單獨工作,即只發熱不吹風,容易燒壞暖風機;只有圖2(c)不僅可以實現冷、熱風的兩擋模式,還不會只發熱不吹風,更符合暖風機的實際工作需求。
3.2.2" 設計防傾倒功能
教師引導學生繼續觀察暖風機,發現暖風機的底部有一個凸起的塑料按鈕(見圖3)。讓學生猜一猜它是什么?有什么作用?學生感到疑惑,提出的猜想也五花八門。教師引導學生觸碰這個按鈕,發現按下時暖風機開始工作,松開時暖風機會停止工作。通過討論得出這個按鈕是底部的防傾倒按鈕,當暖風機傾倒時,它能夠實現自動斷電的效果。學生完善電路圖如圖4所示。
3.2.3" 設計三擋位的暖風機
實際的暖風機有三個擋位,分別是冷風、低熱風和高熱風模式。教師提供兩個開關S2、S3(由學生設置在虛線框內),兩個發熱電阻,請學生設計能吹冷風、低熱風、高熱風(三擋)的暖風機,并在虛線框內補全發熱部分的電路圖,如圖5所示。
學生完成設計后,教師投影展示,如圖6所示。
(a)
(b)
(c)
學生對設計方案進行自評、互評,最后教師進行總結。暖風機實現高熱風和低熱風有兩種方式:一種是短路式,如圖6(a)所示;另一種是并聯式,如圖6(b)所示。兩種方式的本質都是通過改變總電阻,從而改變實際功率。還有部分學生設計出如圖6(c)所示的選擇開關,教師對學生的設計表示充分肯定和贊賞。
在教學過程中,積極發揮同伴的互評作用至關重要。“學習就是評價”,對電路設計的質疑和完善,既是一種“評價和創造”,也是高階思維的體現。在整個設計過程中,教師分層設置學科項目任務,讓“教、學、評”同時、同步、同空間地三元互動,并引導學生評價同伴的設計圖,圍繞有爭議的設計有理有據地表達個人觀點,通過判斷和深度理解,培養學生的批判性思維。教學中借助項目學習中的任務分層、多元評價、思維碰撞、問題探討和思維啟迪,促進學生深度學習,讓學生在互評中取長補短,領悟并形成有效的學習策略,將學科能力內化為素養。教師在評價中互動,做到學思結合,遵循以學定教、以教定評、以評驗學的原則,監控學生學習過程,獲得課堂教學結果的及時反饋。
3.3" 設計自動化暖風機
教師在課堂上展示暖風機,介紹暖風機的自動化功能如何實現保溫而不過熱的效果。隨后,教師提出問題:“利用已學知識,如何設計自動化暖風機?還需要添加哪些元件?”
學生聯想到學過的電磁繼電器,可利用電磁繼電器實現自動控溫的效果。師生討論,設計出電路圖如圖7所示。教師追問:“若圖中R0為定值電阻,R為熱敏電阻,則熱敏電阻的阻值隨溫度的升高如何變化?請說出你的分析過程。”
學生能夠分析出熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而變小。當溫度升高時,熱敏電阻阻值變小,控制電路中電流變大,電磁鐵磁性增強,達到一定閾值,向下吸引銜鐵,動、靜觸點斷開,暖風機停止低熱風或高熱風模式的工作。
教師應在課堂評價中有效地發揮學生的自評作用。《課程標準》指出,教學過程同時也是評價學生學習效果的過程,在這一過程中,學生也應該成為評價自己學習的主體。基于此,教師應當鼓勵學生充分參與課堂學習和評價活動,指導學生通過持續反思,形成元認知意識,提升其自主學習能力。通過理性質疑、大班討論、小組合作等方式增加學生表達理解、闡述觀點和揭示問題的本質的機會,構建面向師生持續共同發展的課堂組織形式與文化生態環境。同時,鼓勵學生在獨立思考和討論的基礎上,清晰地闡明觀點、闡述原因并提出建議,在感悟和分享方法類知識的過程中建立學習共同體,切實做到以評促教。
3.4" 檢驗暖風機
“教—學—評”一體化的重點在于設計多元化的評價活動,評價教師教得如何,學生學得如何。教師設計的評價活動應當包括解決實際問題的任務,從生活走向物理,從物理走向社會,從而提升學生的思維含量。
教師可出示暖風機銘牌,并提出問題:“如圖8所示,暖風機的額定功率為1800W,如何測量暖風機的實際功率,檢驗暖風機是否符合標準?原理是什么?需要用到哪些器材?”
型號:NSB—210" 額定電壓:220V
貨號:PTC—225" 額定頻率:50Hz
額定功率:1800W
學生想到功率的表達式是P=Wt,因此需要用電能表測出一段時間內消耗的電能W,用秒表測出時間t。要想測出暖風機一段時間消耗的電能W,還需要數出這段時間電能表指示燈閃爍的次數n,并觀察電能表常數。
學生討論得出具體的方案有兩種:第一種為定時間、計次數;第二種為定次數、計時間。小組間互評方案,認為方案二更好,方案一不好的原因在于計時結束時,電能表的指示燈可能剛好處于兩次閃爍之間,導致指示燈閃爍次數n計量不準確。方案確定后,師生共同測量暖風機的實際功率,并與額定功率進行比較,檢測出該暖風機基本符合標準。通過活動培養學生嚴謹認真、實事求是的態度。
教師繼續追問:“如果沒有電能表,你還有其他方法來測量暖風機的功率嗎?說說你的想法和依據。”
學生回答可以利用公式P=UI,測出暖風機的實際電壓U和實際電流I。
教師出示功率計量插座并引導學生進行測量。
師生共同總結本節課復習的內容,對課堂進行小結。最后,教師展示該暖風機的產品說明書,總結出該暖風機的優點,如三擋可調、傾倒自動斷電、過熱保護等。它們的實現方式與學生的設計基本一致,這使得學生獲得成就感,從而激發他們的自信心和學習物理的興趣。
教師可以在課堂評價中靈活運用交流式評價和互動式課堂小結。交流式評價,包括師生之間的提問、回答、協商、對話、課堂討論等,是較普及和實用的課堂評價方式。它能夠實現在頗具思辨的評價信息交流中拓展學習,在習得學科知識和發展學科技能的過程中,增強學習的交互性及發展性功能。互動式課堂小結是十分重要的教學技能,是不可或缺的教學手段,是課堂教學中必要的環節,也是一種非常實效的教學習慣。教師要引導學生成為課堂小結的參與者與合作者,激發學生主動反思自身的學習過程與結果,找到成就感,增強自信心,提高學習內驅力,形成良好的自我效能感。
4" 結語
本節復習課“暖風機中的電學問題”,以暖風機的原理和能量轉化為切入點,喚起學生的前概念。以問題為導向,設置任務鏈,給學生搭建學習階梯,分別指導學生設計出兩個擋位的暖風機、三個擋位的暖風機和自動化暖風機,提升學生的科學思維。教師通過檢驗暖風機的活動,引導學生采用多種方法解決現實生活中的問題。在復習中打破章節界限,整合電學內容,聯系生活實際,充分激發學生的物理學科興趣。
“教—學—評”一體化的課堂實踐,通過基于物理核心素養的學習目標、評價任務和評價證據引領教學,解決實際應用中的問題,循序漸進、層層深入,從認知到理解再到應用,達成“教—學—評”一體化,從而促進學生的深度學習。在增強學生物理知識儲備的同時,提高學生的觀察能力、操作能力和創新思維,為學生將物理理論應用到生活實踐中打下良好的基礎。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部. 義務教育物理課程標準(2022年版)[M].北京: 北京師范大學出版社,2022:46.
[2]張步青,張世成.指向核心素養培育的“教—學—評”一致性的教學實踐——以蘇科版“升華和凝華”課堂教學為例[J].物理教師,2023,44(8):37-40,45.