在教师引领和问题驱动下,学生围绕具有挑战性的学习目标,全身心参与、主动思考、积极探究、热情交流讨论,并追求有意义的价值。这一系列的思维进阶过程,引领着学生从最初浅层次、表现性的认知阶段,逐步迈向深层次、能够举一反三的深度理解境界。为说明问题,笔者以“测量质量的工具——天平”这一具体课例为切入点,精心设计有效对话,引导学生自主探索天平的结构、原理以及使用方法。实践证明,探讨在“教—学—评”一致性视域下如何通过有效对话提升教学效果,具有现实意义。
1 对传统天平学习的评价
华东师范大学崔允漷教授倡导:“教师应先学会评价,再学习上课。”评价既是促进学生学习的重要手段,又是诊断、调控和引导课堂教学的重要媒介,评即学、评即教、教即评。“教—学—评”一致性教学,是以生为本,将评价贯穿于教学始终,切实促进目标达成的教学
[1]。
托盘天平是实验室中用于测量质量的工具,也是初中物理中要求较高的测量仪器,但在教学过程中存在一些不足之处。首先是教材的不足。教材以说明书的形式呈现,目的是培养学生的阅读和自学能力,让学生通过阅读说明书学会使用天平。然而,说明书过于精炼,许多细节未作详细说明。学生虽然可以通过说明书学会使用天平,但只能达到机械操作层面,对于为什么要这样使用却缺乏理解。这种教学方式与社会学徒制相似,本质上仍属于“填鸭式”教学。其次是教学方法的不足。教师通常把教学目标设定为学生会用天平测量物体的质量,在教学中教师把重点落实在天平的使用上,只要求学生按照教师的指导进行机械操作,只要学生会操作就认为该课的教学目标已经达成,本质上是教师在课堂上把教材重现了一遍。受课时的限制,该节课既要学质量的概念,又要学天平的使用,内容多、容量大,学生在课堂上非常忙碌,甚至一节课时间还完不成教学任务,不得不延续到下一课时。在这种情况下,提效成为一句空话,学生科学思维的提升并没有落到实处。最后是学生学习的不足。由于课时限制,教师在教学过程中急于完成教学任务,减少了课堂互动、有效对话和课堂引导。虽然学生在课堂上看似活跃,但大多停留在动手操作层面,未能充分调动学生的情感和科学思维
[2]。学生仅仅是机械地学会了如何简单操作天平和读数,并未真正理解天平这样的高精度测量仪器,未能形成正确的物理观念。
2 “教—学—评”一致性教学设计框架
“教—学—评”一致性是指教师的教学行为、学生的学习行为以及对整个课堂活动中教与学双边活动的评估之间的一致性。学习目标、评价任务与教学活动是课程与教学的3个基本要素。学习目标是核心,评价任务旨在确保学生学会,而教学活动则是用于组织评价任务的手段
[3]。设定学习目标后,应逆向设计课堂评价,设计评价证据,使课堂活动嵌入评价活动,从而达成学习目标。“教—学—评”一致性的设计框架如
图1所示。
3 “教—学—评”一致性视域下的教学设计
3.1 确立预期的教学目标和评价依据
课程标准要求学生会正确使用天平测量物体的质量,按实验方案操作,获得实验数据。初中物理实验目录表也包含了用托盘天平测量物体的质量(学生必做实验)。笔者凝练天平的教学目标,把学生的科学思维和实验操作结合起来,通过有效的对话引导学生思考,调动学生的情感,让学生真正理解天平的使用,找到制造器材的乐趣。确立该课的学习目标并拟定具体的可检测的评价依据如
图2所示。
3.2 凝练启迪智慧的核心问题
问题就像一支火把,能点燃学生的思维。具有挑战性的问题,能激起学生的思考欲和战胜欲,从而促进思维的发展。鉴于此,笔者以测量物体质量的大概念为统领设计教学,提出如下3个核心问题:“你怎样判断横梁水平平衡?”“你怎样调节横梁平衡?”“你怎样解决关于小质量砝码的问题?”。这些问题便于引领学生逐步分析天平的各个细小结构,并在探究过程中总结天平的使用规则
[2]。
3.3 有效对话可提升学习活动效率
(1) 触发联想的对话——找到比较质量大小的方法。
在建构了质量的物理观念后,创设情境,提出具有挑战性的问题:从两个外观一模一样的球中找出正品。这一挑战性问题激发了学生思维的火花,学生将解决问题视为一种责任,学习态度变得严肃认真,在头脑中快速检索知识并学以致用。当学生提出通过比较两个球的质量大小来找出正品时,教师继续引导学生思考。
师:如何比较这两个物体的质量大小?能用直尺制造一个工具来比较吗?
生:我们想到了跷跷板,用橡皮侧面支撑着直尺,移动直尺直到水平平衡,然后把两物体放在直尺两端,哪段下沉,就说明哪个质量大。
【设计意图】联想跷跷板,得到了用天平比质量大小的原理。
(2) 触及心灵的对话——动手制作器具。
【问题1】你怎样判断横梁水平平衡?
师:当直尺倾斜时能比较两球的质量大小吗?
生:不能,必须让直尺水平平衡。
师:你怎样判断直尺每次都在水平位置平衡,而没有一点倾斜?
生:建房时,我看到工人用重垂线检查墙是否竖直,窗户是否水平。我们可以在空中放一根重垂线,只要直尺和重垂线垂直,则说明直尺水平了。
【设计意图】物理上把这个所谓的“重垂线”设计成分度盘。在直的横梁上安装一根与横梁垂直的指针,当指针静止时,如果它指向分度盘的中央刻度线,即与重垂线重合,就说明横梁已经水平。教师现场组装并介绍分度盘和指针,并让学生了解除了通过指针静止来判断平衡外,还可以通过观察指针左右摆动的幅度是否相等来判断平衡。
【问题2】你怎样调节横梁平衡?
师:怎样使直尺水平平衡呢?请从你玩跷跷板的感受出发进行思考,可以给直尺安装什么东西?
生:玩跷跷板时,人往后移动一点跷跷板就会下沉,可以在直尺上加一个可以移动的旋钮。
师:这种结构称为平衡螺母,当它向哪边调节时,哪边就会沉。
【设计意图】通过对话和交流,得到了平衡螺母的作用和调节方法。
【问题3】你怎样解决关于小质量砝码的问题?
师:正品铁球的质量是多少?
生:设计的工具有局限性,只能比质量的大小,不能测量具体的质量大小。
师:如何改进这一工具,使其能测量出物体的质量大小?请大家思考和讨论。
【设计意图】学生思考如何改进工具以测量物体的质量大小。学生很少接触天平,甚至有些学生在生活中从未见过砝码,但学生在市场上看到过磅秤,了解磅秤有秤砣以及磅秤是如何称量物体质量的。经过思考和交流讨论后,学生提出:如果像磅秤一样有秤砣就好了,通过秤砣就可以测量出物体的质量大小。教师肯定学生的回答,展示砝码并介绍砝码的规格。
师:任何测量物体的质量刚好是整数吗?不是整数质量的物体如何测量?
生:造一些小的砝码就可以了。
师:国家市场监督管理总局对砝码的规格是有严格要求的,不能随便造砝码。想象一下,磅秤不仅有秤砣,还有标尺,上面还有游码,物体质量等于秤砣数值与游码示数之和。
生:像磅秤一样,我们也可以给设计的测量工具安装标尺和游码(恍然大悟)。
【学习活动】学生改进测量工具,安装标尺和游码,并介绍游码的作用和读数方法。
师:在调节横梁平衡时,能不能不调节平衡螺母,而是调节游码使设计的器材横梁平衡,为什么?
生:不能,游码相当于砝码,是测量物体具体的质量大小数值用的,如果测量前就调节游码,这样测量的数值将会有偏差,所以测量前不能调节游码。
师:大家都很聪明,自己就设计出来了测量质量的仪器,我们把这种仪器称为托盘天平。
【设计意图】在参与天平设计的过程中,学生了解了天平各部件的作用、功能及使用方法,特别值得一提的是,学生对天平平衡调节的时机与方法有了精准把握,在什么情况下需要借助平衡螺母来调节天平的平衡,又在什么时候需要通过移动游码使横梁重新达到平衡状态。这样一来,学生只要阅读说明书,就可以学会使用天平测量物体的质量。在学生测量物体的质量时,教师只需关注砝码加减的顺序和游码的读数,指导学生进行规范操作即可。
4 结语
天平是一种高精度的测量工具,传统教学通常只是按照说明书的要求,让学生进行机械性操作,导致学生对天平的使用理解不深刻,往往一知半解。课后,学生需要通过大量的习题或操作训练,并在纠错后才能真正掌握天平的使用方法。在课程改革深入推进的背景下,“教—学—评”一致性是当下教师实现教学目标的达成与评价、促进学生的成长与发展、转变学生学习方式的重要方法
[4]。有效对话是激发学生思维的催化剂,在教师的引导下,从学习目标出发,培养学生的科学思维,提质增效,培育学生的物理核心素养
[5]。
在该教学案例中,学生自制测量工具,能够有效激发内在积极性和兴趣。学生在问题的驱动下,主动设计仪器来测量质量。在制作过程中,特别是在教师的追问下,当学生遇到思维上的空白时,他们能够充分发挥想象力,将生活中的跷跷板、磅秤等工具与所学知识联系起来,解决问题,学以致用。当自制测量工具成功后,学生的成就感油然而生,思维高度兴奋。他们将学习转变为一种自觉的、有序的行为,从而深刻感受到通过自己的努力可以将物理知识学好、学精、学深。
南通市教育科学“十四五”规划2023年度重点课题“‘教学评一致性’视角下初中物理教学设计研究”(ZD2023090)