摘要：本文以蘇科版初中物理九年級上冊第十一章“簡單機械和功”復習教學為例，討論素養(yǎng)導向下指向真實問題解決的課堂教學四要素設計與實施的一般方法，以期供一線物理教師思考和借鑒。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；真實問題解決；教學實踐；簡單機械和功；復習教學

新一輪課程改革將課程目標定位于發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。［1］核心素養(yǎng)的精髓是真實性，即解決真實問題的能力?！盀檎鎸嵍鴮W，在真實中學”，以此培養(yǎng)學生解決現(xiàn)實世界中真實問題的素養(yǎng)［2］，引領學生由“做題人”轉變?yōu)椤白鍪氯恕迸c“創(chuàng)造者”。

真實問題是指向學科本質的問題；是能將碎片化的學科知識結構化的問題；是能聯(lián)結學生已有經驗并尊重學生認知規(guī)律、促進學生真實學習的問題；是具有挑戰(zhàn)性的問題。真實問題一定包含于真實情境中，真實情境的設計指向學生的學科素養(yǎng)，重在培養(yǎng)學生的遷移能力。學生在與真實情境的互動中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、產生有意義的理解。

本文以蘇科版初中物理九年級上冊第十一章“簡單機械和功”復習教學為例，討論素養(yǎng)導向下指向真實問題解決的課堂教學四要素，即指向核心素養(yǎng)的學習目標、基于主題情境的學習內容、追求深度學習的學習活動和促進真實學習的學習評價的設計與實施。

1指向核心素養(yǎng)的學習目標設計

指向核心素養(yǎng)的學習目標設計，在內容上由掌握陳述性知識和程序性知識（學科知識和技能為主），轉變?yōu)榘l(fā)展能夠解決真實問題且普遍遷移的“概念性理解”與核心素養(yǎng)。［3］指向核心素養(yǎng)的學習目標具有整體性、高階性、進階性、可評性等特點。教師在準確理解《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）、深入研究教材、正確分析學情的基礎上，按一定的敘寫方式，才能制訂出科學規(guī)范的學習目標。

1.1準確理解《課程標準》

《課程標準》中的“課程目標”“內容要求”“學業(yè)要求”“學業(yè)質量”都與學習目標要求相關，各部分描述了核心素養(yǎng)要素和學科知識的不同表現(xiàn)程度。教師應綜合考量學習目標要求的性質、教師教學的實際情況以及課時學習目標等要素，確立制訂課時學習目標的合理路徑。教師應從《課程標準》中“內容要求”切入，結合“學業(yè)要求”和“學業(yè)質量”，在“課程目標”的視域下進行教學設計。從內容要求看，“簡單機械和功”這一章對應《課程標準》的“運動和相互作用”［4］和“能量”［5］兩大主題，如表1所示。

1.2深入研究教材

從教材體系來看，本章內容可以分為兩部分：第一部分，主要介紹杠桿和滑輪、斜面等簡單機械；第二部分，主要介紹機械做功，討論做功的多少、做功的快慢、做功的效率問題。本章最后安排了綜合實踐活動——設計、制作一個機械模型，旨在引導學生利用所學知識解決真實問題。

1.3正確分析學情

經過本章學習，學生已經較為熟練地掌握了杠桿平衡條件、簡單機械的特性以及功、功率、機械效率等相關知識。然而，學生對知識的掌握大多基于體驗實驗室模擬實驗和反復練習習題，學習層次主要停留在記憶、初步理解和初步應用等較淺層面，尚未達到“分析”“評價”“創(chuàng)造”等更高層次。對于簡單機械的特性和機械效率的理解，多數(shù)學生還處于理論層面，缺乏將理論知識應用于解決實際問題的能力。例如，在討論省力杠桿時，學生往往只注意到其省力的優(yōu)勢，而忽略了省力杠桿“費距離”帶來的使用不便，這種體驗和認識是缺乏真實情境的。再如，分析滑輪組的機械效率時，學生往往基于理想化情況，忽略了繩重和摩擦的影響，而在實際應用中，學生往往因缺乏實際操作而忽視這些因素對機械效率的真實影響。

根據(jù)《課程標準》的要求，教師在教學過程中，要帶領學生從“運動與相互作用”和“能量”觀念兩方面認識簡單機械。在本節(jié)復習課中，教師幫助學生從力學角度展開杠桿平衡條件的復習、從做功和能量轉化的角度展開機械效率的復習。復習課還將知識點與真實問題的解決相結合，以突出簡單機械的使用對社會發(fā)展的作用。

1.4敘寫學習目標

指向核心素養(yǎng)的學習目標的敘寫，形式上由“學科內容＋行為動詞”轉變?yōu)椤罢J識事實（重要的學科事實或知識技能）”“理解觀念（學科核心概念、正確的價值觀念等）”和“像專家一樣做事（解決真實問題）”的三位一體。［6］教師在具體敘寫時，應確保語言通俗易懂，讓學生一目了然，描述的行為要具體且可操作，讓學生明確具體要學什么、做什么，并清晰表達“如何學”和“怎么做”。

基于以上分析，筆者確立并敘寫本節(jié)課的學習目標如下。

第一，通過小組合作，設計并制作省力杠桿；通過實踐體驗，能說出選擇省力杠桿時要考慮“費距離”的缺點。

第二，能根據(jù)省力要求繞制滑輪組；能通過實驗測量提升重物時滑輪組的機械效率；能通過分析測量數(shù)據(jù)，說出提高滑輪組機械效率的方法，并對實驗中使用的器材從提高機械效率的角度作出評價。

第三，通過觀看視頻、圖片和實物模型，能準確識別塔吊中的簡單機械，能初步說出機械的使用對人類和社會進步的推動作用。

第四，在實踐體驗和方案評價的過程中，能初步運用簡單機械和功的知識解決實際問題，比如，畫出切實可行的搬運盒飯上教學樓的方案圖。

2基于主題情境的學習內容設計

核心素養(yǎng)導向下指向真實問題解決的復習課，不采用傳統(tǒng)復習課的模式，即先機械化、碎片化地呈現(xiàn)知識點，然后進行習題訓練。相反，該復習課要求從生產、生活實際中選擇并設計合適的真實問題。這些問題既要符合學生認知水平，又要能將本章重要的物理概念、規(guī)律結構化?；谶@些真實問題，教師在諸多教學資源中篩選合適的主題情境，并以此作為課堂教學的清晰主線，確保教學內容的連貫性和學生思維的遞進性，以激發(fā)學生學習興趣、促進學生思維發(fā)展和社會責任感，即發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。據(jù)此，本文確立了本節(jié)課與學習目標相適應的四個學習任務，如圖1所示。

3追求深度學習的學習活動設計

富蘭和蘭沃希將深度學習的目標定位為：使學生獲得成為一個具有創(chuàng)造力的、與人關聯(lián)的，參與合作的終生問題解決者的能力和傾向。其核心在于“真實性”，即通過教育培養(yǎng)學生解決現(xiàn)實世界中真實問題的素養(yǎng)。深度學習需要在主題情境的任務驅動下，關注學科內涵和思維方法、關注真實問題的解決。

在本節(jié)復習課中，教師利用實驗創(chuàng)設實踐體驗情境，通過問題鏈提供思維支架，讓學生在真實實踐中主動回憶學過的知識，激發(fā)學生將已有的知識和能力與實際問題相聯(lián)系，引導學生不斷深入探究、發(fā)現(xiàn)、分析、解決真實問題。在更加全面地了解簡單機械和理解機械效率的基礎上，學生將體驗解決問題的思維過程和方法，從而形成科學思維和培養(yǎng)科學態(tài)度與責任，真正做到“學得進、想得透、用得出”，以實現(xiàn)深度學習。

3.1任務一：利用杠桿提升地面上的重物（書包）

問題1：做一個簡易的杠桿需要什么工具？（建構杠桿模型）

問題2：你想用多少力？準備怎么操作？（利用杠桿平衡條件設計方案）

①請根據(jù)你確定的目標用力，在學案上按比例標注動力、阻力的作用點及支點的位置。

②按你的設計，請預估所需施加的動力為多大？還需要知道什么信息？

③小組合作體驗用杠桿提升重物的省力情況。

問題3：在已確定的動力作用點的情況下，怎樣施加動力最省力？為什么？

問題4：利用你設計的杠桿，想將重物（書包）舉高1m，可行嗎？為什么？

問題5：請你論證，阿基米德的豪言壯語“給我一個支點，我能撬起整個地球”，可能實現(xiàn)嗎？

設計意圖：利用生活中常見的硬棒、木塊、書包、刻度尺等創(chuàng)設真實體驗情境，學生根據(jù)確定的目標設計并制作杠桿完成任務。在實踐體驗中，學生自覺運用杠桿平衡條件解決問題，并通過比較理論值與測量值的差異，了解杠桿自重對動力的影響，理解理論計算與實際測量的聯(lián)系與區(qū)別。在真實體驗中，學生對省力杠桿“費距離”的特點有了更真實、深刻的認識。在問題5的論證過程中，學生可以根據(jù)問題提供的“人能施加的力約為F1＝600N和地球的重力約為F2＝6×1025N”兩個信息，確定支點的位置，建構杠桿模型，并能從動力移動距離的計算來判斷“阿基米德的豪言壯語”是否能實現(xiàn)。這需要學生結合之前的課堂學習，明確方向、理清思路、創(chuàng)新解決。這一學習活動，能夠吸引學生眼球，讓他們興趣盎然地投入論證。最終的數(shù)據(jù)結果讓學生感到震撼，給他們留下了深刻的印象，并在此過程中培養(yǎng)他們的科學思維能力。

3.2任務二：利用滑輪組提升地面上的重物（10kg大米）

問題1：利用兩個滑輪（見圖2）組成滑輪組提升重物，可以只用多少力？

問題2：若想向下拉繩子，應如何繞制滑輪組呢？

問題3：滑輪組的機械效率與重物提升的高度h有關嗎，如何證明呢？

問題4：用此滑輪組提升10kg的大米，機械效率是多大，如何測量呢？

問題5：如何提高滑輪組提升重物時的機械效率呢？

設計意圖：學生根據(jù)省力需求制作了大型的真實滑輪組，將所學知識應用于新情境以解決真實問題，并親身體驗滑輪組的省力效果。學生利用已有知識進行公式推導并進行論證，為后續(xù)實驗測量獲得數(shù)據(jù)提供理論支撐，理解通過設計方案來解決真實問題時模擬測量的意義。通過實驗，學生用數(shù)顯大量程測力計現(xiàn)場測量大米重力和繩端拉力，計算出滑輪組的機械效率。在實際測量數(shù)據(jù)的計算和分析中，學生進一步認識了影響滑輪組機械效率的因素，并能為提高機械效率提供切實可行的方案。以上問題的解決均基于課堂真實情境，這一過程充分激發(fā)了學生整合已有的知識和方法解決挑戰(zhàn)性的問題的能力。在解決真實問題的過程中，學生進行了反思、質疑，并有了新的發(fā)現(xiàn)和體驗。

3.3任務三：了解大國重器——萬噸塔吊

學習過程1：教師介紹大國重器——全球首臺萬噸米級上回轉塔機W12000—450；

學習過程2：教師介紹塔吊是如何安裝、工作和拆卸的（視頻）；

學習過程3：教師展示塔吊實物模型，尋找塔吊上的簡單機械，模擬展示其工作過程。

設計意圖：大國重器——萬噸塔吊的介紹，能夠激發(fā)學生自覺形成積極的內在學習動機，促進其情感的升華。通過展示塔吊實物模型及其工作過程，拉近了物理知識與真實生活之間的距離，讓學生真切地感受學以致用的樂趣。學生在學習過程中充滿興趣、神情專注，投入了深深的情感，這種投入也是深度學習的特征之一。

3.4任務四：評價設計方案

展示兩個具有代表性的學生設計方案（見圖3），學生共同評價，探討其優(yōu)、缺點。

設計意圖：在共同評價和同伴分享中，學生們能夠找到完善設計方案的思路和方法。隨后，教師通過后測可以評估學生在本節(jié)課學習后在原有認識基礎上所取得的新發(fā)展。

4促進真實學習的學習評價設計

《課程標準》明確提出：物理學習評價應以學生發(fā)展為本，強化素養(yǎng)導向，促進學生學習和教師教學的改進，注重實現(xiàn)“教—學—評”一致性。［7］

學科核心素養(yǎng)在真實的情境中表現(xiàn)得更明顯。因此，教師需要通過可觀察、可測量的評價任務來判斷學生是否達成素養(yǎng)目標。教師需特別關注學生在問題解決、討論發(fā)言、動手操作等活動中表現(xiàn)出來的知識理解、技能掌握、能力發(fā)展和學習態(tài)度等情況。教師通過對學生在評價中的真實表現(xiàn)即評價證據(jù)的分析，診斷學生是否在學習、學到何種程度以及學習困難點是什么。這可以幫助教師確定接下來的教學應該從何處著手并為學生搭建怎樣的學習支架，促進他們的真實學習。本節(jié)課的學習目標、評價任務和評價證據(jù)的對應關系如表2所示。

5結束語

素養(yǎng)導向下指向真實問題解決的初中物理課堂教學實踐探索，是讓學生獲得只適用于學校場景的惰性知識、阻礙素養(yǎng)形成現(xiàn)狀的重要探索，也是實現(xiàn)新課程教學改革愿景的切實行動。教師通過讓學生經歷真實問題的解決，不僅能促進學生理解學科知識和觀念，還能激發(fā)學生產生學習學科知識的內在興趣，發(fā)展其學科實踐的能力，真正落實學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻

［1］張華.讓學生創(chuàng)造著長大——義務教育課程方案與課程標準（2022年版）的核心理念［J］.福建教育，2022（27）：7-9.

［2］劉徽.大概念教學：素養(yǎng)導向的單元整體設計［M］.北京：教育科學出版社，2022：2-13.

［3］［6］張華.讓孩子創(chuàng)造著長大——2022年版義務教育課程方案和課程標準核心理念解析［M］.北京：教育科學出版社，2022：104-119.

［4］［5］［7］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，2022：14-15，22-23，4.

**基金項目：本文系江蘇省教育科學“十四五”規(guī)劃重點課題“素養(yǎng)導向下指向真實問題解決的初中物理課例研究”（課題編號：E-b/2021/19）的階段性研究成果。

教學研究2024年第6期