基于核心素养的高中物理实验探究课堂评价设计

潘家料 林 国

（福鼎市第一中学，福建 福鼎 355200）

高中物理实验探究课堂导入评价机制，主要依据《普通高中物理课程标准（2017 年版2020 年修订版）》关于“科学探究”学科素养的水平划分。根据评价活动本身的“功能性”与“教学引导性”特点，结合科学探究的“问题”“证据”“解释”“交流”等要素设计评价方案，并围绕学生的实验探究过程设计评价量表。在设计评价量表时强调的要素有：学生对物理知识的理解、实验探究活动的参与程度、实验数据采集与处理的科学规范、实验结论与实验误差的分析论证、实验成果的交流与讨论等维度。依据评价量表呈现的学生科学探究的水平层次来引导教学，促使学生形成更为出色的物理科学探究素养。

一、高中物理实验探究课堂评价的背景及意义

新课程标准提出：高中物理课程通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境，培养和发展学生的自主学习能力。［1］高中物理课程重视以评价促进学生的学习与发展，重视评价的诊断功能和激励功能，致力于创建一个目标明确、主体多元、方法多样、既重视结果亦重视过程的物理课程评价体系。［1］高中物理在探究实验教学中强调“探究”，重视“评价”，基于以上新课标所提出的基本理念，我们必须研究评价的对象、评价的手段、评价的方式等来建立更为完善的评价机制，进而指导教学和发展学生的物理核心素养。但从现阶段教学实践来看，高中物理实验探究课堂评价机制亟待完善。首先，评价对象单一：在实施评价的过程中，教师更愿意对学生的探究结论展开评价，并不关注教学探究活动过程与该过程对学生所产生的影响。其次，实验探究评价指标的设计过于简单，大部分实验探究活动都是以学生的实践表现为标准，针对探究原理与设计、数据的收集与解释、实验探究结论的得出与交流等环节的评价难以落实，评价角度与维度亟待丰富与完善。

因此，对于实验探究课堂来说，评价应从“实验设计”“实验操作”“数据采集”“分析论证”“讨论交流”“态度与价值观”等多维度展开，并对每一个维度设定水平指标。对于学生来说，其作为评价的对象和主体，发起评价的目的在于引导其养成科学探究的核心素养。综上所述，我们对实验探究课堂的评价进行优化，改变评价维度，才能发挥出高中物理实验探究课堂评价的教学价值。

二、高中物理实验探究课堂评价工具的设计

在实验探究课堂中，使用带着有各项评价维度和评价水平指标的评价工具，能让评价更方便、更直观、更有可行性和可信性。教师使用评价工具指导学生的探究过程，并收集各种评价信息，学生使用评价工具规范探究过程。探究课堂结束后，将收集到的评价信息进行优化与归纳，从而了解学情，改进教学。

探究性实验教学的评价工具主要由评价量表和笔纸测试两部分构成，先用评价量表对“科学探究”与“科学态度责任”进行评价，而后用笔纸测试评价“分析综合”“推理论证”等科学思维。量表评价在先，侧重过程和态度笔纸测评在后，侧重观点和思维。

探究性实验评价量表按三层指标设计：第一层为物理学科核心素养所包含的“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。第二层为本节实验探究课的研究内容。第三层为新课标所阐述的学科核心素养水平划分的5 级水平指标，从“提出问题，做出假设”“制定科学探究方案”“获得实验数据”“多种方法分析数据发现规律”“对结论进行解释与交流”等环节进行细化评价。

三、高中物理实验探究课堂评价案例

以高中物理课程标准为依据设计评价量表，在量表中体现课标所要求的物理学科素养。以“探究弹簧弹力与形变量的关系”为例。

（一）从高中物理课程标准到学习目标（表1）

表1 高中物理课程标准到学习目标

（二）由学习目标确定的学习任务

任务1：实验设计

教科书先介绍了弹力的概念和弹力与形变量的定性关系，同时给出实验器材引导学生进行实验设计。这里鼓励学生用多种的器材设计更多的方案，并让学生交流和讨论，有利于激发学生学习的主动性和思维的创新性。

提问：1.弹力大小的测量有哪些方式？

预估回答：测力计、钩码重力替代、力传感器等

提问：2.如何测量弹簧的形变量？

预估回答：刻度尺测量，坐标纸描点，测距仪测量等

任务2：实验操作

用钩码的重力替代弹簧弹力，用刻度尺测量弹簧的伸长量的实验方案，在实验中让同学们互相合作，同时指导学生理解以下操作要求：①要保持刻度尺竖直并靠近弹簧；②注意不要超过弹簧的弹性限度；③待钩码静止后开始测量弹簧长度；④设计记录表格，正确记录实验数据。

任务3：实验数据的分析与解释

弹簧和钩码静止时所加钩码的重力当作弹簧的弹力的大小，每加一个钩码测量弹簧的长度，并将弹簧长度减弹簧原长得到弹簧的伸长量，列入表2。

表2 测量结果

指导学生处理表格中的物理量。

提问3：钩码静止时弹簧弹力是多大？

预估回答：所挂总钩码的重力、每一次挂上的钩码重力、钩码总重力加上弹簧自重等。

提问4：刻度尺的示数是弹簧的伸长量吗？如何处理弹簧的伸长量？

预估回答：需减去弹簧原长；弹簧平放测原长与竖放测原长有差别。

提问5：如何处理表格数据直观体现弹簧弹力与其伸长量关系？

预估回答：将表格数据进行比例计算；做出弹力与伸长量关系图像。

任务4：实验结论交流与讨论

让用不同的数据处理方法的小组对他们所得到的实验结论进行解释和阐述。通过比较方法①表格数据进行比例计算，根据方法②做出弹力与伸长量关系图像，让学生感受到图像法对实验数据处理的简洁和直观，培养学生的科学探究素养。

（三）结合学习任务设计评价量表（见表3）

表3 学习任务设计评价量

表3 （续表）学习任务设计评价量

（四）评价量表的数据分析与学情反馈

评价量表中“自评”“组评”和“师评”以“√”评价其对应的水平层次得出相应数值，取三者平均值为纵轴，各评价维度为横轴，借助信息技术手段，对探究过程进行相应的记录评析，对学生个体和班级整体的量表进行及时的分析与反馈，力求快速精准了解学情，加强教与学的交互性，提高科学探究课堂的实效性。

以某学生为例，其量化分析如图1，可了解该学生在实验操作和数据分析上能力较强，而对以弹力来解释物体形变物理观念和主观探究实验的意愿较为薄弱。对该同学应以夯实基础，提高其学习物理的主观能动性为主要辅导方向。

图1

全班学生进行量化总分的平均，通过各维度平均分的高低，判断本节课的总体学情，以及重难点突破情况，为下节课的课堂设计提供依据。如图2 可以看出,学生整体上对实际情境准确表述出可探究性的物理问题并作出有依据的假设［1］的素养能力较弱。针对量表体现出的薄弱环节，我们在教学设计时需注重“问题串”的设计，引导学生从不同角度分析实验情境，从而激发学生的创造性发现实验所探究的问题，并做出合理的假设。

图2

四、结语

针对高中物理实验探究课，强调评价贯穿于探究活动全程的学习任务，以评价来了解学生学情。在实施评价的过程中，基于课标所提出的物理学科核心素养，多个维度、分水平层次进行评价。要分析评价结果了解学生的学情，进而设计有效的教学措施，帮助学生建构完整的知识框架和形成物理学科核心素养。