摘 要：物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)是一個(gè)螺旋式上升過(guò)程，物理觀念是物理核心素養(yǎng)的重要方面。本文聚焦運(yùn)用教學(xué)評(píng)一致性技術(shù)落實(shí)物理教學(xué)中核心素養(yǎng)。以運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律應(yīng)用為例，從教學(xué)評(píng)三者一致性視角來(lái)詮釋高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)中物理觀念的培養(yǎng)，由兩個(gè)基本公式綜合復(fù)習(xí)高中所有運(yùn)動(dòng)形式，來(lái)拓展學(xué)生的科學(xué)思維，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理核心素養(yǎng);教學(xué)評(píng)一致性;復(fù)習(xí)課

當(dāng)前，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)成為深化新課改、落實(shí)立德樹(shù)人的基本路徑。為了更好地在各個(gè)學(xué)科中實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，我國(guó)新一輪的高中課程改革富有創(chuàng)見(jiàn)性地提煉了學(xué)科核心素養(yǎng)，打通了學(xué)科知識(shí)與核心素養(yǎng)之間的聯(lián)系?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》（2017）最大特點(diǎn)在于界定了高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要有四個(gè)維度，包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，這四大物理核心素養(yǎng)是與學(xué)生物理學(xué)習(xí)最為密切，最為核心的。同時(shí)，課程標(biāo)準(zhǔn)也明確說(shuō)明，學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展并不是一蹴而就的，需要從經(jīng)歷從高一到高三時(shí)的螺旋式上升式過(guò)程。相較于小學(xué)和初中，高中學(xué)生面臨的升學(xué)壓力強(qiáng)度是前所未有的。因此，有不少人認(rèn)為當(dāng)學(xué)生進(jìn)入高三階段，更是普遍掙扎于“題?！?，學(xué)生不斷重復(fù)地操練知識(shí)，沒(méi)有什么物理核心素養(yǎng)習(xí)得可言。然而，這樣的觀點(diǎn)其實(shí)是值得商榷的。事實(shí)上，核心素養(yǎng)除了在新授課中培養(yǎng)之外，在復(fù)習(xí)課中，教師如果能借助一定的教學(xué)技術(shù)，同樣能對(duì)發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)有著關(guān)鍵作用。

一、 教學(xué)評(píng)一致性下的物理復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)

按照現(xiàn)行高中物理課程安排，學(xué)生在高二階段基本完成了高中物理的必修和選修課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，高三就進(jìn)入全面復(fù)習(xí)階段。如果能對(duì)物理復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)科學(xué)，同樣對(duì)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)起著重要的作用，那怎樣落實(shí)物理教學(xué)中物理核心素養(yǎng)？本研究認(rèn)為教學(xué)評(píng)一致性是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)。美國(guó)教育心理學(xué)家科恩（Cohen）最先將“一致性”（Alignment）概念引入到課堂教學(xué)中，即所預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)評(píng)價(jià)三者之間的吻合程度，并提出“教學(xué)一致性”（Instructional Alignment）。此后，韋伯（Webb）等人基于前人的研究，提出了“一致性”理論。我國(guó)學(xué)者在基于韋伯一致性理論的基礎(chǔ)上，提出“教學(xué)評(píng)一致性”，在課堂教學(xué)中教師的教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)以及對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)三個(gè)要素之間與教學(xué)目標(biāo)的配合程度。在“一致性”理論中，教學(xué)目標(biāo)既是課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，又是課堂教學(xué)的落腳點(diǎn)，因此，教-學(xué)-評(píng)是在目標(biāo)基礎(chǔ)上開(kāi)展的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐，三者共同指向?qū)W習(xí)目標(biāo)。然而對(duì)于教學(xué)評(píng)一致性，過(guò)往的探討大都基于新課，鮮有以復(fù)習(xí)課作為課堂情境來(lái)探討?；诖耍疚脑噲D分析基于教學(xué)評(píng)一致性來(lái)開(kāi)展物理復(fù)習(xí)課，從而來(lái)發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)。

高三的每節(jié)復(fù)習(xí)課同樣有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，基于特定的教學(xué)目標(biāo)，教師開(kāi)展具體的復(fù)習(xí)教學(xué)，在教學(xué)開(kāi)展的過(guò)程之中和結(jié)束之后運(yùn)用相應(yīng)的評(píng)價(jià)任務(wù)來(lái)對(duì)學(xué)生的掌握情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計(jì)圍繞物理核心素養(yǎng)來(lái)進(jìn)行，體現(xiàn)其核心所在，也就是學(xué)生在學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容時(shí)，所應(yīng)具備的最核心素養(yǎng)，以此作為最終目標(biāo)指導(dǎo)教學(xué)和評(píng)價(jià)任務(wù)的設(shè)定。教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)注重對(duì)知識(shí)的提煉，幫助學(xué)生形成物理思維，發(fā)展物理觀念。此外，對(duì)評(píng)價(jià)任務(wù)的選擇需要著重考慮任務(wù)的代表性，任務(wù)需要結(jié)合真實(shí)情境，能夠體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)上述復(fù)習(xí)課的設(shè)計(jì)，最終來(lái)實(shí)現(xiàn)所評(píng)即所教，所教即所學(xué)。

二、 復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)的案例探索——以運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律為例

此部分主要以高中運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律應(yīng)用為例，詮釋高三物理教學(xué)中核心素養(yǎng)培養(yǎng)是如何進(jìn)一步強(qiáng)化螺旋式上升，特別是物理觀念和科學(xué)思維，分別為將物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華以及從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式。而該物理核心素養(yǎng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律中體現(xiàn)得尤為明顯。

（一） 學(xué)習(xí)目標(biāo)

在設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律復(fù)習(xí)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)，我們以培養(yǎng)學(xué)生物理觀念和科學(xué)思維為中心，將學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)定為學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用已學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和規(guī)律來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)相關(guān)物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推導(dǎo)，進(jìn)而來(lái)解釋和解決生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象和問(wèn)題。學(xué)生能夠結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律具體內(nèi)容，運(yùn)用兩個(gè)基本公式和三個(gè)導(dǎo)出公式，解釋所有運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律，包括曲線運(yùn)動(dòng)中的拋體運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)中的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式，進(jìn)而提高對(duì)運(yùn)動(dòng)形式的總體認(rèn)識(shí)。

（二） 以評(píng)價(jià)任務(wù)帶動(dòng)教學(xué)實(shí)踐

通過(guò)呈現(xiàn)評(píng)價(jià)任務(wù)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決評(píng)價(jià)任務(wù)，以來(lái)明確學(xué)生“到哪了”，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)相一致。為此，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，以三個(gè)評(píng)價(jià)任務(wù)為例，來(lái)體現(xiàn)教學(xué)評(píng)三者在課堂中的具體體現(xiàn)。

1. 速度公式的推導(dǎo)及應(yīng)用

評(píng)價(jià)任務(wù)1：一根3m長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)軟繩兩端各系一石塊，某同學(xué)拿著上端的石塊蹲在中山橋上并使石塊與橋面相平，另一端自然下垂于橋面下，放手后石塊自由下落，測(cè)得兩石塊落水時(shí)相隔0.2s，問(wèn)：橋面離水面多高？（g=10m/s2）。該任務(wù)以蘭州中山橋作為任務(wù)真實(shí)背景，引導(dǎo)學(xué)生來(lái)解決相應(yīng)的問(wèn)題，學(xué)生要順利完成這一任務(wù)，首先需要設(shè)橋面距水面高h(yuǎn)，下面石塊下落時(shí)間為t，則上面石塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間為0.2+t，它對(duì)應(yīng)水面高度：h=1/2g（0.2+t）2。對(duì)下面石塊分析，應(yīng)用基本公式：h-3=1/2g（t）2進(jìn)行計(jì)算。在整個(gè)任務(wù)解決過(guò)程，學(xué)生通過(guò)對(duì)物理情境分析，運(yùn)用物理思維，將相關(guān)物理要素進(jìn)行抽象化，進(jìn)而學(xué)會(huì)應(yīng)用基本公式進(jìn)行解答。

在評(píng)價(jià)任務(wù)1的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)速度公式v=v0+at是物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)公式之一，它是解決高中物理問(wèn)題的入門(mén)公式。為了幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)該公式運(yùn)用的廣泛性，我們通過(guò)討論在加速度a不同情況下，讓學(xué)生深度理解公式所代表的不同運(yùn)動(dòng)含義。當(dāng)a=0時(shí)，v=v0速度大小方向都不變，勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)a恒定時(shí)，勻變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a與v在一直線上時(shí)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)，a與v同向時(shí)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，反向時(shí)勻減速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)a恒定時(shí)，但a與v不在一直線上時(shí)，勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，如拋體運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。如圖1所示，平拋物體運(yùn)動(dòng)，僅在重力作用下加速度大小不變，方向始終豎直向下，與速度不在一直線上，勻變速曲線運(yùn)動(dòng);水平方向不受力，水平方向vx不變，vy均勻增加。t時(shí)的末速度v=vx+gt，說(shuō)明“+”矢量合。

前面主要從a恒定的角度出發(fā)，學(xué)生理解難度不大。為了拓寬學(xué)生的物理思維，我們進(jìn)一步探討了a變化時(shí)的情況，也就是變加速運(yùn)動(dòng)。首先，當(dāng)a只有大小變化，但方向與速度方向共線，則是變加速直線運(yùn)動(dòng)。加速度是時(shí)間的函數(shù)。如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，彈簧振子，加速度是t的函數(shù)，a=-Aω2sinωt隨彈力的變化而變，如圖2所示。如果a大小不變，方向始終與速度方向垂直的變加速運(yùn)動(dòng)。如圖3所示，勻速圓周運(yùn)動(dòng);如圖4所示，用基本公式，加速度a=v-v0t，再應(yīng)用極限，當(dāng)t趨近0時(shí)，即a=limt→0ωvtt=ωv=v2r=ω2r可推出向心加速度公式。通過(guò)探討a的不同情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度公式的一一推動(dòng)，并結(jié)合具體的運(yùn)動(dòng)形式，使得公式形象化，幫助學(xué)生更好地理解這些公式規(guī)律。

2. 位移公式的推導(dǎo)及應(yīng)用

評(píng)價(jià)任務(wù)2：已知一足夠長(zhǎng)的粗糙斜面，傾角為θ，一滑塊以初速度v1=16m/s從底端A點(diǎn)滑上斜面，經(jīng)2s滑至B點(diǎn)后又返回A點(diǎn)。其運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v-t圖象如圖5所示。已知上滑的加速度大小是下滑的4倍（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2）。求：滑塊再次回到A點(diǎn)時(shí)的速度及滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所用的時(shí)間。該任務(wù)關(guān)注對(duì)位移公式的靈活運(yùn)用。學(xué)生解決該任務(wù)的關(guān)鍵在于將圖像轉(zhuǎn)化為公式，可設(shè)滑塊從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)過(guò)程的加速度大小為a1，從B點(diǎn)返回A點(diǎn)過(guò)程的加速度大小為a2，由題意知a1=4a2。根據(jù)a1t21=a2t22=2xAB，得t2=a1t21a2=4s，因?yàn)関12t1=v22t2，則滑塊返回A點(diǎn)時(shí)的速度為v2=8m/s，則滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所用的時(shí)間為t=t1+t2=6s。

? ? ?評(píng)價(jià)任務(wù)2考查學(xué)生對(duì)位移公式：x=v0t+12at2的基本應(yīng)用。高三學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，已經(jīng)有了微積分的知識(shí)基礎(chǔ)，知道位移對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)是速度，x′=v0+at，反之速度對(duì)時(shí)間和不定積分是位置時(shí)間關(guān)系，x=∫vdt=∫（v0+at）dt=x0+v0t+12at2

這樣可以將位移時(shí)間關(guān)系拓展到位置時(shí)間關(guān)系，加深對(duì)運(yùn)動(dòng)形式理解，并對(duì)位置-時(shí)間圖象有所理解，圖象與x軸交點(diǎn)是初位置，而不是初位移。為了將這一關(guān)系進(jìn)行更好地提煉，同樣，我們?cè)趶?fù)習(xí)課中著重讓學(xué)生圍繞a的不同來(lái)區(qū)分以下幾種種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)a=0時(shí)，勻速直線運(yùn)動(dòng)位移x=v0t;當(dāng)a≠0，大小是恒定，且與速度在一直線上時(shí)，勻變速直線運(yùn)動(dòng);x=v0t+12at2;當(dāng)a≠0，大小是恒定，且與速度不在一直線上時(shí)，勻變速曲線運(yùn)動(dòng);如拋體運(yùn)動(dòng)，如圖6所示：位移公式s=v0t+12gt2，其中v0t表示水平方向的位移，12gt2表示豎直方向的位移，說(shuō)明“+”矢量合。當(dāng)a≠0，大小不恒定，且與速度在一直線上時(shí)，變加速直線運(yùn)動(dòng);如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，加速度a=-Aω2sinωt對(duì)時(shí)間的二次積分即位移時(shí)間關(guān)系式：x=Asin（ωt+φ0）;當(dāng)a≠0，大小不恒定，且與速度不在一直線上時(shí)，變加速曲線運(yùn)動(dòng)，如圓周運(yùn)動(dòng)。這樣通過(guò)數(shù)形結(jié)合的形式僅復(fù)習(xí)綜合的效率高，同時(shí)培養(yǎng)了高中生科學(xué)思維，拓展了物理的觀念。

? ? ?如果是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，可以由圖象推出平均速度公式，位移時(shí)間關(guān)系式，連續(xù)相等的相鄰時(shí)間間隔T內(nèi)的位移差公式，位移中點(diǎn)的速度公式。統(tǒng)稱(chēng)為導(dǎo)出公式，這些公式高一已用多種方式推導(dǎo)過(guò)，包括：平均速度公式：v=v+v02=vt2。做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間初、末時(shí)刻速度矢量和的平均值，還等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。位移速度關(guān)系式：v2-v20=2ax。連續(xù)相等的相鄰時(shí)間間隔T內(nèi)的位移差相等。即Δx=aT2。位移中點(diǎn)速度公式：vx2=v20+v22。

初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的四個(gè)重要推論（1）1T末，2T末，3T末，…，nT末的瞬時(shí)速度之比為v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n;（2）1T內(nèi)，2T內(nèi)，3T內(nèi)，…，nT內(nèi)的位移之比為x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2;（3）第1個(gè)T內(nèi)，第2個(gè)T內(nèi)，第3個(gè)T內(nèi)，…，第n個(gè)T內(nèi)的位移之比為xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN=1∶3∶5∶…∶（2n-1）;（4）從靜止開(kāi)始通過(guò)連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶（2-1）∶（3-2）∶（2-3）∶…∶（n-n-1）。

這些導(dǎo)出公式，本是加速恒定推導(dǎo)出的，所以只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。事實(shí)上，能用導(dǎo)出公式求解物理量，用基本公式肯定可以求解，但有些問(wèn)題往往用導(dǎo)出公式更方便，這就體現(xiàn)復(fù)習(xí)課中著重培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)約型。此外，上述公式不僅適用于單方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，也適用于先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)再反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，如豎直上拋運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程加速度不變。使用公式時(shí)注意矢量性，“+”表示矢量合。直線運(yùn)動(dòng)可以用“+、-”表示方向，通常選v0方向?yàn)檎较?，與v0相反方向?yàn)樨?fù)方向。很多問(wèn)題都是時(shí)間段相等或位移段相等，即多應(yīng)用Δx=aT2或v2-v20=2ax?？捎靡恍┖?jiǎn)單的微積分導(dǎo)數(shù)知識(shí)，從直線運(yùn)動(dòng)過(guò)渡到曲線運(yùn)動(dòng)（一維到二維變?yōu)槿S），既拓寬了中學(xué)生對(duì)物理知識(shí)科學(xué)思維，降低了中學(xué)與大學(xué)物理的臺(tái)階，同時(shí)為進(jìn)入大學(xué)儲(chǔ)備了知識(shí)和方法，增強(qiáng)了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。對(duì)大學(xué)物理學(xué)習(xí)是很好的銜接。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了評(píng)價(jià)任務(wù)3以來(lái)評(píng)估學(xué)生對(duì)導(dǎo)出公式能否靈活應(yīng)用。

評(píng)價(jià)任務(wù)3：一列車(chē)由等長(zhǎng)的車(chē)廂連接而成。車(chē)廂之間的間隙忽略不計(jì)，一人站在站臺(tái)上與第一節(jié)車(chē)廂的最前端相齊。當(dāng)列車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)量第一節(jié)車(chē)廂通過(guò)他的時(shí)間為2s，則從第5節(jié)至第16節(jié)車(chē)廂通過(guò)他的時(shí)間為多少？本任務(wù)主要考查學(xué)生對(duì)位移導(dǎo)出公式的運(yùn)用，取車(chē)為參考系，把車(chē)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為人做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。據(jù)通過(guò)連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶（2-1）∶（3-2）∶…∶（n-n-1）得2Δt=116-15+15-14+…+5-4=116-4=12。所以Δt=4s。這樣應(yīng)用導(dǎo)出公式要比應(yīng)用基本公式更快捷，對(duì)解題過(guò)程大大簡(jiǎn)化了，這也體現(xiàn)了物理觀念和科學(xué)思維培養(yǎng)的意義所在。

上述三個(gè)評(píng)價(jià)任務(wù)在指向?qū)W習(xí)目標(biāo)，與教師的教學(xué)實(shí)踐密切一致，在夯實(shí)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律等物理基本知識(shí)的同時(shí)，落實(shí)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，特別是物理觀念和科學(xué)思維的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

吳家偉，甘肅省蘭州市，西北師范大學(xué)附屬中學(xué)。