“初中学生操作能力与物理学业成绩的关系”研究综述

在初中物理教学中，学生中常出现高分低能或者实验操作能力强但学习成绩却相对低下的现象。为了探寻操作能力与学业成绩相互促进的有效学习策略，课题组申报了江苏省“十二五”规划立项课题“初中学生操作能力与物理学业成绩的关系研究”――期望通过调查研究，分析产生此种现象的原因；通过理论学习，找到解决上述问题的方法；通过教学实践，厘清操作能力与学业成绩的关系，进而探索出具体有效的操作策略及实施途径。

一、研究内容与研究路径

课题组以无锡市堰桥初级中学初二、初三学生为研究对象，以苏科版初中物理教材为课题实施的有效载体，基于课程标准梳理出知识目标、能力目标以及情感价值目标；结合教材内容编制具体详实的课时学习目标；从课堂内和课堂外两个维度实施教学研究。在教学过程中针对学生操作能力的目标设计活动环节，有效达成学习目标；课堂内外基于苏科版初中物理教材的“综合实践活动”栏目开展项目学习活动。通过课内和课外两条主线，架构起培养学生操作能力的主要框架；通过建立过程性评价及终结性评价相结合的体系，对学生操作技能与学业成绩进行有效评价，进而不断优化与之相关的教学设计。

二、研究成果概述

1.基本明确了以“文本研读”为主要研究方式，初步归纳出“操作能力与学业成绩相互促进的物理课堂”的建构流程。

课程标准是课堂教学的顶层设计，是界定学生技能目标的重要参考依据之一。教材则是进行教学的主要工具之一，通过研读课标、研读教材、研究学情，就能更有效地探寻能够促进学生能力发展的学习方式。

课题组在课题立项之前对课程标准中所设定的20个必做实验进行研究，初步梳理出相关实验所涉及的操作技能及学业成绩评价方式。操作能力的分解及其技能目标案例如表1所示。

为了进一步提升课题组成员研读文本的能力，2014年1月课题组邀请江苏省特级教师、正高级物理教师许帮正老师来校做了“文本研读”讲座。许老师以“力弹力”这节课为例阐述了基于标准的文本研读流程，即教材分析及流程设计、学习目标的设计、教学重难点的突破、衔接语及创新点的设计。随后，课题组基于文本研读开展了系列研讨课学习实践。

通过进一步的文本研读以及理论学习，课题组关注到目前物理教学中对学业水平的评价正从传统的以知识为主的结果性评价向以获取知识的过程为主的过程性评价转变，对学生能力的培养正从传统的注重数理逻辑能力向偏重于操作能力转变。关注到这些转变，将有助于教师从符合学生认知规律的角度来进行教学，从而帮助学生建构知识并发展其与过程相关的能力和习惯。

课题组从“理解性学习”的角度出发（理解性学习通常包括两层含义，即“理解的心智模式”和“理解的实作模式”）对“操作能力”和“学业成绩”这两大核心概念进行了剖析与重新界定。课题组认为：狭义的“操作能力”是指学生在探究活动中使用器材达成探究目标的能力；广义的“操作能力”则不仅包括外显的观察能力、使用器材的熟程度，还包括实验设计、逻辑分析、归纳整理等心理加工的过程。“学业成绩”通常是指个体在学业领域所具有的知识、技能或取得的成绩水平，课题组认为，除此之外还应将学生对所学课程的兴趣爱好程度、学生参与学习活动的深度和广度涵盖其中。基于上述分析，我们不仅为学生在课堂之外提供了丰富多彩的综合实践活动，同时也提出了“构建学生操作能力与学业成绩相互促进的物理课堂”的设想。

建构流程如下图所示：

2.以项目学习为主要学习方式，构建以综合实践活动为核心之一的评价体系。

课题组通过研读教材，对多版本初中物理教材进行分析，开展了丰富的综合实践活动。同时梳理课本中常见的教具、学具，设计制作方案，引导学生制作相关作品，在提升其动手实践能力的同时，激发兴趣。初二物理备课组组织学生进行了自制冻豆腐、分解太阳光、自制魔术储蓄罐等丰富多彩的课外活动；初三物理备课组组织学生进行制作杆秤、设计简单电路等综合实践活动；同时学校组织了科技节展评活动，评出了自制小电扇等一批制作精美、实用性强的小制作，对在实践活动中表现突出的团体和个人进行了奖励。课题组定期对学生一段时间内的各项活动进行了梳理，制作了系列综合实践活动海报来展示学习成果，对学生的学习兴趣、操作能力进行评价。

同时，为了提升课题研究品质，2014年12月底，课题组邀请了江苏省特级教师、正高级教师杨勇诚老师来校做了题为《基于项目学习的初中物理教学》的讲座，再次为课题组指明了研究的方向及具体的实践路径。课题组总结杨老师的讲座主旨，将项目学习的流程要点与本课题进行有机整合，即确定项目任务、进行项目设计、制作产品、进行项目展示、开展项目评价等。同时对课堂内外正在开展的一系列项目学习活动进行了更加科学的优化。

通过研究学习，课题组认为物理学习中的项目学习，就是指在物理教学活动中给予学生适当的任务，让学生在参与完成任务的学习活动中学会科学探究的方法、体验解决问题的流程、感受合作学习的氛围。学生通过完成具有挑战性或者趣味性的任务，制作出相应的产品，就能感受到成功的喜悦，从而可以对物理概念或规律有更加深刻的认知，增强对物理学科的热爱。课题组也注重在项目学习中不断渗透科学方法教育，这样不仅能够使学生更加容易解决问题或完成任务，同时也能在活动中不断提高学生的科学素养，使学生将科学方法内化于心，为在今后的学习和生活中解决实际问题提供帮助。

对于项目学习的流程，课题组认为学生经历的学习环节包括：确定项目任务、进行项目设计、制作产品、进行项目展示、开展项目评价等；而根据学习任务的需求不同，可以选取必要的环节或者将这些环节的顺序进行适当调整。

关于项目产品的评价，课题组认为将项目产品与课堂学习有机结合，发挥其资源载体的作用，这样不仅有助于培养学生的创新思维，还能够提升学生的探究能力，为此课题组专门设计了系列评价量表。

注：本评分表总分10分。请根据实际情况，在对应的达标情况栏打“√”，在得分栏填写得分情况。得分8～10分为优秀，5～7分为良好，3～4分为合格。

3.关注物理教学的核心“实验”，以创新应用“实验载体”为课堂教学的突破口。

课题组认为，物理是以实验为基础的自然科学，物理课堂教学的核心就是“实验”。因此提升学生操作能力及学业成绩的重点应落实到如何有效利用“实验载体”设计符合学生的认知特点的教学设计上。

苏科版初中物理教材结构设计的指导思想是：体现学科、学生认知建构与心理发展的统一，恰当处理学科的逻辑性与学生的认知心理特点之间的矛盾。课题组认为，既然教材是基于学生认知发展规律来编写的，那么同样的，教师在进行教学活动之前首先该关注与分析学生的认知发展水平，然后基于学生的认知特点来进行相适应的教学设计。具体而言就是：关注学生从具体到抽象的认知过程，关注学生从简单到复杂的认知过程；关注学生从现象到建构模型的认知过程，课题组提倡要关注对“实验方案的评估与迁移”，突出实验探究中的评估环节，通过让学生经历该探究环节，达成以下目标：

（1）有评估探究过程和探究结果的意识。

（2）能关注探究活动中出现的新问题。

（3）有从评估中吸取经验教训的意识。

（4）尝试改进探究方案。

通过实践活动，转变参与课题的教师的教学观念和方式策略，即通过合理的创设情境，配以恰当的问题，引导学生对探究实验进行交流与评估。而学生通过联系之前所学，将有益的方案或物理研究方法运用到当前的学习之中，这样就能更有效地突破学习的重难点，对概念与规律的掌握也会更加牢固，同时探究能力、科学素养也能得到进一步的提升。课题组在组织学生制作项目产品的同时，也开发了较多的实验教具，对探究活动中载体的设计问题作了系统归纳。上述研究在一定范围内产生了较大影响，多篇相关论文在实验类期刊发表。

4.积极研究中考命题思路，把握考试命题策略，完善以学生技能发展为目标的教学评价体系。

纸笔测试是目前考查学生学业成绩、学习能力的主要手段，目前无锡市中考采用初中毕业和高级中等学校招生考试两考合一的形式。中考的指导思想主要体现在“四个有利于”上：有利于实施九年制义务教育，大面积提高初中教学质量；有利于减轻学生学业负担，全面推进素质教育；有利于新课程的推进和实施；有利于高一级学校选拔合格的新生。基于上述思想，物理中考在注重基础知识、基本概念和基本规律考查的同时，也重视科学探究能力及运用物理思维方法解决实际问题的能力的考查。

物理中考是初中物理教学的重要风向标，其对教与学的导向作用直接而明显。通过研究物理中考的命题策略，往往能够对初三物理的复习教学提供有效的支持和帮助，从而摆脱题海战术的桎梏，将学生从题海中解放出来，让学生的复习更加有针对性，也有更多的时间去消化吸收所学的知识与技能。

课题组通过研究中考命题，初步梳理出了“考查的依据”“较难试题的命制策略”“科学探究类试题的命制策略”“基础知识和基本技能类试题的命制策略”及“命题素材的来源”五个方面的中考物理命题策略，为深入研究和完善操作能力与物理学业成绩之间的评价体系提供了资源保障。

5.初中学生操作能力与物理学业成绩呈正相关影响。

课题组认为，初中学生操作能力与物理学业成绩是呈正相关关系的。实践研究也表明，课题研究实施后，操作能力的提升对物理学业成绩有着显著影响，学生的物理学业成绩大部分都有不同程度的提高，即操作能力越强，学业成绩也越好。义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，在知识与技能维度，要求有初步的实验操作技能，会用简单的实验仪器，能测量一些基本的物理量，具有安全意识，知道简单的数据记录和处理方法，会用简单图标等描述实验结果，会写简单的实验报告。而要实现上述课程目标，一方面需要教师转变教学观念，在教学中应关注培养学生的操作技能，让课堂内外成为学生能力提升的舞台；另一方面需要教师转变陈旧的教学方式，例如采用分层合作的学习模式，采用问题链导引学生自主学习的教学方式等，让学生在学习过程中，不断体会物理学科的内涵，在项目学习活动中提升对物理学科的兴趣，在制作产品及探究活动的过程中体会物理学习的方式方法，最终达到提高操作能力，促进学业成绩发展的目的。

三、今后的设想

为了扩大课题研究的成果，促进教学方式的改革，提升课堂教学效益，提高学生的操作能力以及学业成绩，课题组还需在以下几方面做进一步的思考：一是深入学习物理学科的核心素养，包括物理观念、科学思维、实验探究及科学态度与责任；二是探索如何在课题研究中培养学生核心素养的策略；三是将过程性评价与终结性评价有机结合，完善对学生操作能力及学业成绩进行有效评价的方式方法。具体实施路径如图2所示。