《核心素养背景下物理学科科学命题的借鉴和价值取向》
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摘 要：命题是对学习者学习过程中的阶段性图式设计问题,通过文字、符号、图表等表征形式将其知识结构、知识逻辑和知识水平掌握的状态显性化地呈现出来,命题的主要成果是问题,通常以测试卷的形式呈现,好的问题必然指向“核心素养”的教学成效检验,文章首先阐述了命题的原则,然后借鉴并分析了典型的NAEP试题,提出了命题在学科知识、学科思维、学科核心能力上须在问题中强调呈现图式进阶的意图,弘扬过程化培养的价值取向.
关键词：命题;学业质量标准;NAEP;POE;图式
1课程改革背景下教师自主命题的趋向
自主命题则是一个主动建构问题的过程,在教育教学研究工作中,不可避免因涉及评价、反馈而自主命题,那么,核心素养背景下教师该自主地命制怎样的问题?它的价值取向和命制趋向是怎样的?
1.1命题以“学业质量标准”为科学指引
“学业质量标准”描述和规定了学生在完成各学段学习时,所应该具备的关键素养以及在这些素养上的具体水平,在我国现阶段的教学实践中,由于“学业质量标准”尚未建立完善,中学教育常常以“课程标准”“考试大纲”代之为“学业质量标准”,以上,造成了事实上“教师教学经验”为主导的教学以及复习备考,该如何科学地备考就成为了一项“命题”,在每年的学业考试之前,各地教研室都会举办各种形式的“备考研讨会”,教学精英们反复研讨、交流经验,总是试图打探到一些“风声”,搜到一点“有用的信息”来完成最后阶段的复习指导工作,另一方面,“教学质量高”的学校,往往聚集了更多的名师,对“考试方向”把握得准,“怎么考”“考到什么程度”“评卷标准是什么”等等,变带上了浓重的“经验主义色彩”“名校权威”,名校试卷成了“秘籍”,这也直接反映出事实上学校和学校之间的不平衡,教育教学水平区域和区域之间的不平衡.
这种现状,无疑成为了我国中学教育的一道独特风景,究其本质,清晰界定学生全面发展所需要的核心素养,建立各学段学业质量标准,有效地指导全部学校的教育教学、提升教育教学水平,促进学生的全面发展才是改革的核心问题工作,意义重大.
学业质量是保证教育质量、监控教育质量的客观参照标准,但在我国,课程标准就是最主要的教育标准和学业质量的执行标准,无论学业质量标准的建立和制定最终涉及课程标准、内容标准、表现标准和评价标准的哪些方面,各个层次学业水平的学生,都是“有教无类”的学习主体,研究适合异质学生的解题方法和策略都是永恒的研究主题.
1.2命题以“原始物理问题”和“物理习题”相结合为原则
原始物理问题的解决需要定向表征、抽象表征、图像表征、赋值表征、物理表征、方法表征、数学表征这七个表征,而传统习题解答只包含物理表征、方法表征、数学表征这三个表征,学生获取直接经验和间接经验形成的认知图式,与教师认知图式是非线性发展的关系,因此,面对原始物理问题,学生必须根据问题对现象进行描述,学生的思维必须进行更为复杂而丰富的活动,整个过程中,学生的不同认知因素相互协同,促进了学生认知结构的非线性发展,这比传统习题更贴合学生思维能力的培养,更利于学生在广泛领域的适应性和解决问题能力的培养.
但是从原始物理问题逻辑加工成物理问题或者物理习题,这个过程本身就是一种综合能力的体现,它必然经过从感悟、模仿,然后形成独立思考,再到思维创新的过程,坚持“原始物理问题”和“物理习题”相结合的原则,是符合学生认知规律的体现.
1.3科学命题需要掌握科学的命题方法做指导
1.3.1命题网络模型理论的启示
科学地命题,需要从理论到实践全环节的专业化技能,安德森（J,R,Anderson）和鲍尔（G,H,Bower）的对此提出了“命题网络模型”,安德森和鲍尔认为句子可以被分析成为命题,命题由“情境与事实”“时间与地点”“主项与谓项”“关系与宾项”“概念与实例”五类联想思维组成树结构,命题树结构中的交叉点和节点用来表征某词汇的意义,当然,也就可以在这些交叉点和节点上“有意混淆”某词汇或概念、规律来考查检验,如：牛顿第一定律有关的命题可采用下图所示的树结构进行分解.
1.3.2命题须要针对不同的题型产生特异性的功能差别
“问题、证据、解释、交流”是探究式学习的关键要素,探究式学习内容的命题方向也必然是以此为维度或者策略进行设计,在题型上：问题可转化成原始物理问题体现在综合能力的阅读题目之中,也可转化成物理问题（习题）体现在填空、计算题、作图题中;证据、解释可以实验题为载体,对重点的概念和核心规律进行考查;交流可体现在选择题、综合能力题、实验题中,对学生在概念的理解程度上进行甄別,在程序上须强化过程化的“诊断一培养”态度,使学生的知识、能力不断地进阶完善,如图2.
2POE命题策略Γ及对我国科学教师学科知识测试编制的启示
预测-观察-解释策略（predict-observe-ex-plain,缩写为POE）是1992年由Gunstone和White正式提出的“三阶段”教学策略.
美国国家教育进展评价（National Assesent ofEducational Progress,简称NAEP）是美国国家层面上的教育评价项目,该项目在美国不同区域陆续评价了多个学科,对4、8、12年级学生的学业成就进行了纵向和横向比较,以达到全面了解国家教育质量变化情况的目的面上的教育评价项目,NAEP两大项目在测评框架的构建、工具的研发以及具体实施方面已较为完善,参与的国家或地区数量不断增长,得出的结论对于各个国家或地区的教育发展也具有重大影响,在国际上享有较高的认可度.
NAEP2009科学框架将POE应用于试题设计上,反映出POE命题策略是一个被广泛认可的效度良好的科学的评测方式.
2.1 POE命题策略案例及分析
（1）选择题
例1（8年级试题）物块A放入水中会下沉,如图3所示,若将物块A切成不等的两部分,物块B是物块A的2/3.物块c是物块A的1/3.将物块B和物块c放入水中,会发生什么现象?
A,物块B和物块C均漂浮在水面上
B,物块B下沉,物块c浮在水面上
C,物块B悬浮,物块C浮在水面上
D,物块B和物块C均下沉
例1对应POE策略的预测环节,这个预测的环节处在一个原始物理问题到物理习题的过渡状态上,
（2）建构反应题
建构反应题（cR）主要分为简短建构反应题和拓展建构反应题两类,简短建构反应题（SCR）一般给学生创设一定的科学情境,并要求学生根据需求进行简短的问答或计算;拓展建构反应题（ECR）给学生创设相对复杂的科学情境,一般涉及到多个科学原理与规律,设置若干个小问题,学生需综合运用所学知识才能完成,考查学生对知识的分析综合运用能力,难度相对较大.
基于POE策略的建构反应题,设计主要的知识应用图式,围绕解释环节设置问题,要求学生对某一情境中出现的现象或与现象产生相对应的原因或实验结果进行解释,如例2所示.
例2（4年级试题）珍妮有四个相同的容器,每个容器中有200克不同颜色的彩砂,砂子颗粒尺寸相同,如下图4所示.
一开始所有砂子温度相同,珍妮将4个容器放在阳光下三个小时,然后她测量每个容器中砂子的温度,测量结果见上表1所示,请解释：为什么每个容器中砂子的温度是不同的.
例2对应POE策略的解释环节,对温度与阳光的吸收和反射之间的关系进行考查,学生做出合理的解释是建立于对题意的分析以及实验数据的观察分析基础之上的.
（3）选择题及建构反应题的组合
例3（12年级试题）如下图5所示,两个一样的杯子都装有30摄氏度的水,杯子A水的质量为20g,杯子B水的质量为40g,请问在室温为25摄氏度环境中,哪个杯子会释放更多的热量?
A,杯子A
B,杯子B
C,两个杯子释放一样的热量
解释你选择的答案：——
例3为单项选择题及建构反映题的组合,分别涉及预测和解释2个环节,是POE在纸笔测试中常见的呈现形式,不单要求学生“运用科学原理”做出预测,进一步要求学生对预测的原因给出合理正当的解释.
NAEP则将认知过程分为“陈述性知识”“程序性知识”“图式知识”“策略性知识”四种类型,见表3.
从上面分析可以看出,“预测一观察一解释”试题编制策略是建立在学生具有知识、方法基础之上的,因此,试题的命制以客观试题和主观试题相结合的命题方式出现,命题创设情景,让学生对原始物理问题或物理问题进行识别,使考生能够根据自己现有的知识、方法结构对问题进行陈述,提出适当的体现解决问题的程序,还要求学生会运用合理的图式对实际问题进行求解、解释和解决,这与2014年广东省初中毕业生学业考试（物理）第23题的命题思路不谋而合,这也说明我国科学教育评测体系建立是存在国际化、标准化基础的.
2.2POE命题策略对命题改革的启示
（1）POE策略的预测（predict）环节强调以内容图式为主体的解题训练
如果说信息概括功能是归纳性的,那么信息具体化（information specification）功能就较倾向于演绎性了,Holland等人（1986）解释说,演绎法（也就是具体化）是通过两种类型的规则实施的：共时与历时,对其列表,如表4所示.
从图式理论可以清晰地看出,上述过程实质上为内容图式教学的一种有效分解,内容图式是所研究的信息内容的背景知识,它包括新信息在客观上和其他信息的相互关联,也包括学习者对研究主体的主观体验和经验沉淀,它存在于把概念从抽象还原到具象、从知识的描述转换成情境然后再现的过程,存在于相关概念的相互关联之中.
能否对某事件进行清晰的预测并做出描述,很显然,就是在考查学生内容图式建立的结果是否科学、合理,很显然,特别是物理概念教学中,对概念和概念之间,以及概念所辐射出来的相关关联,有必要进行物理习题训练,使学生对物理学科内容图式有扎实牢靠的认知基础,促使学生能够在短时间内快速地识别研究对象,并对其做出准确的客观判断.
（2）POE策略的解释（explain）环节强调学生运用形式图式进行解题
命题的目标是针对学生的思维形态和阶段进行诊断,通过解题,使其在头脑中建立起的“图式”进行强化或者重组,形式图式对内容图式模块产生预测、分类、归纳、演绎等组织方法和组织策略,是科学方法结构的特殊存在形式,学生掌握了一定量的形式图式,就具备了对应的处理信息的基本能力,就可以整合新材料给出的信息,丰富个体的知识和经验系统,为知识的内化打下基础,形式图式以内容图式为基础,如果学习者对信息的背景知识内容掌握不够,就在该问题“是什么”的阶段产生障碍,阻隔了如“为什么”“怎么样”的高级思维（形式图式）的进一步生成和处理,因此,要在解释（explain）环节取得良好的评价结果,就必须强化形式图式的教学和解题训练,以形成良好的思维模式,掌握科学方法.
解题和命题相辅相成,命题时须要考量如何解题,解题又反过来促进命题变得更加科学、合理、有品质,综上,命题的终极目标,是为了学生的学进行服务,教学的达成度,取决于“教师图式”和“学生图式”的交互对话,除了规范化的命题规范和标准,命制习题的质量高低,关键是与“教师图式”和“学生图式”这个对话过程的品质好坏高度相关,命制出来的习题是将“学生图式”的知识结构、知识逻辑和知识水平阶段通过文字、符號等在纸面上呈现出来的一种教学诊断工具,教师凭借其专业能力和素养,对学生的头脑中学习内容所建立起的“图式”阶段进行诊断、评估,然后通过纸笔测验的形式辅助教学,在此过程中追求教的艺术不断升华、学的品质不断提升.
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