集中研究课程标准细化教学目标_物理论文

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      《上海市中学物理课程标准》(以下简称《标准》)是上海中学物理教学的尺与度,每一位物理教师都必须静下心来细细琢磨,深刻体会《标准》的精神和要求,精心研究如何通过课堂教学落实《标准》的要求,这是物理教师肩负的使命。

      《标准》将“知识与技能”维度中关于现象、概念、规律的学习水平划分为“知道、理解、掌握、应用”四个等级,将学生的实验学习水平划分为“初步学会、学会、设计”三个等级。修订版的《标准》以简洁概括的语言给出了每个学习等级的含义说明,但缺乏具体的界定与解释,使教师在教学实践中难以把握《标准》中各学习水平的目标和尺度,经常出现教学目标不到位、教学不针对、作业配置不贴切、评价标准不合理等问题。尤其是被界定为“理解”水平的知识点占据了整体内容的50%以上,理解是“知道”的深化,是“掌握和应用”的基础,“究竟怎样的教学设计才能实现让学生理解知识点的目标”可谓重中之重。现以《标准》为准绳,以Lorin W.Anderson等编著的《学习、教学和评估的分类学》(以下简称《分类学》)为理论依据,对物理教学的等级要求加以阐述和解释。

      一、结合《分类学》的理论解读《标准》中对知识的学习要求

      (一)知识学习水平——“知道”

      关于“知道”,《标准》的解释是“识别和记忆学习内容,是对知识的初步认识”。《分类学》中将这一层次的认知过程维度确定为“记忆/回忆”,有两个层次的含义:

      (1)识别

      学生能从呈现的材料中辨认出与题目要求相吻合的知识。

      例如:“知道振动”的教学目标中应包含能从给出的几种生活中的物体运动中辨认出哪些是振动。

      (2)回忆

      学生能将教学内容转化为长时记忆,随时可从长时记忆中提取相关的知识。

      例如:“知道振动”的教学目标中应包含能回忆起振动的特征、回复力、平衡位置等相关的信息。

      (二)知识学习水平——“理解”

      关于“理解”,《标准》的解释是“初步把握学习内容的由来、意义和主要特征,是对知识的一般认识。”《分类学》中将这一层次的认知过程维度亦称为“理解”,但又细分为七个层次:

      学生能够将信息从一种表示形式转变为另一种表示形式,在物理教学中它可能涉及将文字概念和规律转化为物理表达式、将物理公式转化为图象、将物理情景转化为示意图等。其替代术语是澄清、释义、描述和转化。

      例如:“理解气体的等体积变化——查理定律”的教学目标应包含查理定律的摄氏温度文字表述和热力学温度文字表述,能解释气体的等体积变化的物理意义,能将两种文字表述转化为公式表述和图象表述。

      学生能够列举符合一个概念或一个原理的具体例子。

      例如:“理解气体的等体积变化——查理定律”的教学目标应包含能例举一个生活中学生接触过的气体做等体积变化的例子。

      学生能够识别某一具体的例子属于哪一概念或原理,亦可称之为归类。分类与举例是一对互补的认知过程。

      例如:给出煤气罐在高温(失火的房间里)下会发生爆炸的事例,要求学生能将其归类到相应的物理原理。

      学生能用一句话来描述呈现的信息或抽象出信息的主题。其替代术语是概括和抽象。

      例如:“理解牛顿第三定律”的教学安排中教师应演示各种作用力与反作用力的实例,将大量的相关信息呈现在学生面前,让学生仔细体会作用力与反作用力的大小关系、方向关系,等待时机成熟之时就可请学生用自己的语言来概括作用力与反作用力的规律。

      学生能够从呈现的一系列例子或事例中发现模式,推断出合乎逻辑的结论。其替代术语是外推、内推、预期和断定。

      例如:“理解牛顿第一定律”的教学重点就是理解伽利略的理想斜面实验,从小球在真实斜面上的运动情况,推论到小球在没有摩擦的理想斜面上的运动情况,再外推到小球在理想水平面上的运动情况,从而推断出维持物体做匀速直线运动,不需要任何力。

      学生能够发现两个对象之间的对应关系,主要是指相似点和不同点。

      例如:“理解牛顿第三定律”的教学就特意安排了学生的自主活动——说出一对作用力和反作用力与一对平衡力有什么区别?

      学生能够建构和运用一个系统的因果模型。其替代术语是建模。

      例如:“理解线速度”的教学安排中要求学生在旋转陀螺甩出墨迹的自主活动中,建立墨水随陀螺旋转做圆周运动的轨迹与被甩出后形成的墨迹之关系的物理模型,从而发现圆周运动线速度的方向与圆周运动半径的垂直关系。

      再如:“理解欧姆定律”的认知过程应包含要求学生利用欧姆定律说明当电路中某个电阻发生变化电路中的电流会如何变化;当电路中的某个灯泡变亮时电路中发生了什么故障……

      (三)知识学习水平——“掌握”

      关于“掌握”,《标准》的解释是“以某一学习内容为重点,联系其他相关内容,解决简单的物理问题,是对知识较深入的认识。”《分类学》中将这一层次的认知过程维度定位在“应用”,又分为两个层次:

      学生能将程序应用于熟悉的任务。可以理解为:教师在教学中应借助学生熟悉的物理情景,联系本知识模块的其他相关内容,设计一些过程简单的任务让学生去完成,培养学生能熟练运用该知识去解决典型物理模型的能力。

      例如:“掌握初速为零的匀加速直线运动”的教学过程中,教师应联系平均速度这一知识点,设计一个学生熟悉的汽车启动或物体自由下落的情景,要求学生回答诸如:“前6s内的平均速度是多少?第4s内的平均速度是多少?”等问题,使学生对初速为零的匀加速直线运动的运动规律和v-t图象有更加深入的认识:“某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”。

      学生能将程序应用于不熟悉的任务。可以理解为:教师在教学中创设学生不熟悉的新情景,设计一些过程简单的任务让学生完成,使学生在理解情景、建立物理模型的过程中,加深对该知识的实施条件和实施规则的理解,掌握知识的本质。

      例如:“掌握牛顿第二定律”的教学过程中,教师引用了宇航员如何在太空舱内测量体重的情景(学生很不熟悉),要求学生先建立该物理情景对应的物理模型,并在此基础上解决宇航员测量体重的问题,启示学生如何建立生活中的动力学模型,加深对牛顿第二定律的理解,掌握牛顿第二定律的使用规则。

      (四)知识学习水平——“应用”

      关于“应用”,《标准》的解释是“以某一学习内容为重点,综合其他相关内容,解决新情境下的简单物理问题,是对知识较系统的认识。”这一解释不够贴切,可引用自然科学学科的课程标准中关于“应用”的解释更为合适,“以某一学习内容为重点,综合其他内容,解决比较复杂的物理问题”。《分类学》中将这一层次的认知过程维度定位在“分析”,包含三个认知过程:

      学生能从无关信息中辨别出有关信息,或从不重要信息中辨别出重要信息,并且能关注得到的有关信息或重要信息。

      学生能鉴别一个情境的成分并识别它们如何组织成为一个内在一致的结构。组织经常与区分一起出现,学生首先鉴别有关或重要成分,然后确定适合这些成分的整体结构。

      学生能弄清隐藏在材料中的作者意图。

      可以这样理解,要求学生能“应用”的知识应当成为一个复杂物理问题的核心,并将其他知识内容结合在一起,形成一个组织结构清晰严密的过程,使学生在完成任务的过程中学习如何区分信息的主次、如何梳理信息的关系、如何运用相关的知识有层次地解决问题。在高中基础型课程部分不涉及“应用”这个学习水平,在拓展型课程部分会涉及。

      二、对高中基础型课程部分落实课程标准的分析

      (一)物理现象的教学要求

      在《标准》中物理现象(如:原子的核式结构、原子核的组成、宇宙的基本结构、静电的利用与防范、磁场对电流的作用、电磁感应现象、电磁波及其应用等)的学习水平要求都处于“知道”的要求。显然,《标准》对学生学习的物理现象的要求较低,可认为是一种普及教学,只要学生达到能识别现象、记忆教材中所呈现的内容即可,并不要求学生对这些知识深入了解。究其原因,我认为是专家们觉得隐藏在这些现象背后的知识体系太过复杂深奥,不适合一般的高中生学习,对于今后选修物理的部分学生提出理解的要求才更为合适。

      (二)物理概念的教学要求

      高中物理基础型课程部分涉及的物理概念比较多,在《标准》中物理概念的学习水平要求基本上处于“知道”和“理解”的水平,归纳见表1。

      学好物理概念是学好物理的基础,不少学生往往轻视概念的学习,对于教材和教师在课堂教学中的概念引入、概念建立、概念延伸等环节不屑一顾,态度极其轻慢。殊不知这样的学习态度所导致的严重后果就是学生最为头疼的一件事——无法触类旁通,实现知识迁移。教师在教学中一定要让学生重视概念的学习,通过各种方式和途径引导学生学好物理概念。那么,《标准》要求的理解概念究竟怎样才能做到呢?

      我们以“磁感应强度”为例,以教材为依据谈谈如何落实“理解磁感应强度”这个学习水平(见下页表2)。

      

      

      通过以上这些教学内容的安排,为学生搭建了从六个层面理解磁感应强度的学习平台,使学生对磁感应强度这个概念的由来、形成过程、物理意义、现实价值等方面的知识达到真正的理解。

      (三)物理规律的教学要求

      高中物理基础型课程部分涉及的物理规律不少,在《标准》中物理规律的学习水平包含“知道”、“理解”和“掌握”三个等级的要求,教师教学中更需要把握好尺度,现将规律归纳见表3。

      物理规律是学生用来解决问题的基本手段,对于“知道”水平的物理规律,学生只需记忆规律所表述的内容、进行简单的识别就到位了;对于“理解”水平的物理规律,教师必须通过实验或逻辑推理等手段,让学生亲身经历规律的形成过程,以达到研究目的、研究方法、研究过程、研究结论样样清的水平,才能使学生清晰地理解规律的适用对象、适用条件和运用步骤。我们以“玻意耳定律”为例,以教材为依据谈谈如何落实“理解玻意耳定律”这个学习水平(见下页表4)。

      

      

      物理规律的教学过程常常会特意安排学生实验探究的环节。上例中的学生实验——“温度不变时,一定质量气体的压强与体积的关系”的技能要求是“学会”,这就是说:学生能根据实验目的,参照简要的实验步骤,合理选择实验器材,独立完成观察、测量、验证和探究等实验任务。这一系列丰富的实践活动,使学生边做边学,不仅感受了科学家进行实验探究寻找物理规律的科学过程,而且加深了对物理规律形成过程的感性和理性认识,对定律的适用对象、适用条件、物理意义等内容,印象更加深刻。

      对于《标准》中要求“掌握”的物理规律,如:“牛顿第二定律”,在教学中就不仅要让学生首先达到对牛顿第二定律本身的理解,还要借助学生熟悉的物理情境(物体在水平面上运动、在斜面上运动、在竖直方向运动、电荷在电场中的运动等),设计学生不熟悉的物理情境(生活、生产、科技等领域中的应用),融合其他相关内容(力的合成、力的分解、电场力等),设计一些任务让学生去完成,达到帮助学生加深认识该知识的目的。

      综上所述,尽管《标准》中对知识学习水平只是做了粗略的等级划分,但是根据布鲁姆教育目标分类的方法我们却可以对知识学习水平进行更加细致的划分,使我们对知识的教学可以把握得更加精准。识别和回忆属于同一认知水平,然而从对知识的了解程度而言,回忆比识别的学习要求高,要求学生能将教学内容细致准确地记录在大脑中。理解的七个层次虽然也属于同一学习水平,但是理解的难易程度明显存在梯度,解释、举例、分类、概要和比较的难度比较低,着重于学生能对已经作出完整体现的信息进行多角度全方位理解;推论和说明的难度明显高于前者,推论要求学生从已知信息依据逻辑思维推断出未能展现的信息,说明更需在推理的基础上突出主要因素忽略次要因素建立相关的物理模型,并能运用模型去解释相关的物理现象。掌握级别中的实施比执行难度更大,应用级别中的区分是组织的基础,归属则是在组织基础上的推理、分析和综合。作为教师,如果能在设计教学过程、实现教学目标时,充分体现出这种精细化的层次感,为学生的学习搭建从低到高、层次分明的脚手架,那么学习又何尝不是一种享受呢?

      精心研究课程标准,细化教学目标,是教师开展教学的根本。一切抛开课程标准,随意加深拓展的教学,是对教学不负责的行为。我们应当在课程标准的范畴内,将物理现象、概念和规律中所蕴含的物理精神、物理思想和物理方法传递给学生,使学生学会如何学习物理,做到“授之以鱼”之上的“授之以渔”。

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