物理教师教育类课程作业的设计与实施
——以《中学物理课程标准与教材研究》课程为例

陈 娴

（南京师范大学教师教育学院，江苏 南京 210097）

1 课程的基本情况与目标

在高等师范院校，物理师范专业开设的《中学物理课程标准与教材研究》是学生在入职成为物理教师之前的一门专业基础课程.开设本课程的目的是使学生了解中学物理课程与教学领域中最基本的问题：中学物理课程的性质、基本理念、总目标，教学的基本内容和过程，掌握中学物理教材分析的基本思路和方法，知道物理课程评价的理念、内容和方法，理解物理课程资源开发与利用及物理实验对物理教学的重要性，为进一步掌握中学物理教学的一般规律、进行教学设计与教育见习、实习，从事中学物理教学和研究等奠定重要的基础.

笔者所在学校从2011年开始在物理师范专业3年级秋季学期开设“中学物理课程标准与教材研究”课程.总课时数为36学时，每周2学时.在这门课程学习之后，物理师范生还将学习“中学物理教学设计与技能训练”课程.

2 课程的内容结构与考核要求

“中学物理课程标准与教材研究”课程主要由两个部分构成：一个是中学物理课程标准，另一个是中学物理教材分析.两个部分的学时各为18学时.具体内容结构与课时安排如图1所示.

图1 内容结构与课时安排

本课程突出过程性考核，平时作业成绩占60%，期末纸笔考试成绩占40%.

如何设计课程作业、帮助学生建构物理课程观和培养学生作为物理教师所必备的专业能力，是课程评价所探索的重要问题.考核主要关注学生通过课程的学习是否理解了课程的基本概念、学科的核心素养、课程内容的要求和评价的基本理念，并且通过课程作业的完成，学生的理解能力、科学探究能力、创新能力和实践能力等是否得到了培养.

3 课程作业设计的基本原则

为了实现本课程的教学目标，兼顾课程的特点，作业的设计遵从以下原则.

3.1 目的明确

作业应以促进学生物理课程观的建构和学习能力的提升为目标.作业要围绕课程目标的达成和学生对重难点内容的理解进行设计.例如，围绕理解核心素养中的科学探究，建构全面、深入的物理课程评价观，开发物理课程资源等重难点，作业需要收集反映学生学习情况的信息，判断学生达到的水平和学习中存在的问题.从而根据学生的现有水平明确下一步授课中作业设计需要侧重的部分.

3.2 内容开放

所谓开放，就是对研究对象的分析可以有多个视角、形成不同的观点和结果，即答案非唯一.研究表明，开放性作业更有助于培养学生的批判性思维能力和创新意识.本课程的作业以开放为原则，在完成过程中需要学生独立思考，查阅相关文献，或者动手实践，并在此基础上运用所学理论或观点进行分析、归纳与综合，从而得出结论.

3.3 形式多样

本课程的作业设计力求体现中学物理课程的基本理念：引导学生自主学习，提倡物理教学方式的多样化；作业的整体设计致力于创建一个目标明确、主体多元、形式多样，既注重结果更注重过程的课程评价体系.因此，作业在内容上既有理论分析、也有动手实践；既分析国内教材、也分析国外教材；在评价主体上以教师为主，兼顾学生对作业的自评和互评；形式上有物理课堂教学分析、物理摄影、小实验设计与制作（拍摄视频）、分析国外教学的小论文等.

4 设计作业的内容

从2011年开设本课程以来，经过不断尝试和摸索共形成表1中的6种作业类型.

表1 6种作业的类型与评价方式

对于6种作业分别举例如下.

4.1 教学案例分析

观摩一段高中物理教学视频，例如，“摩擦力”“生活中的圆周运动”或“楞次定律”等，对教师的课堂教学进行分析.要求如下：

（1）详细记录教师的教学过程；

（2）运用所学物理课程的基本理念、教学实施建议等进行分析，

（3）课后上网查看其它教师关于该课题的教学视频，进行比较，阐述两者之间的异同；

（4）撰写文字稿，要求文章语言流畅、准确，结构合理，观点正确，完成后在小组内或班级交流.

4.2 物理摄影作品

用手机拍摄一张自然界、生活中或实验中的物理现象的照片.要求如下：

（1）作品能从独特的视角捕捉物理现象，具有一定的创新性和新颖性；

（2）图像简洁、清晰、色彩搭配和谐、构图合理；

（3）给作品一个恰当的标题，用物理语言描述物理现象所涉及的物理概念或原理，语言表述科学、清楚、准确，与画面所呈现的信息吻合.

（4）将含有照片的文档以pdf的形式递交到本课程的毕博教学平台中.

4.3 小实验设计与制作

选择生活中的材料，设计一个现象有趣的实验.要求如下：

（1）用文字描述现象，说明实验涉及的物理概念或原理；

（2）要介绍实验的操作过程和实验现象；

（3）手机拍摄操作过程和实验现象的视频；

（4）实验视频和pdf文档递交到本课程的毕博教学平台中.

4.4 评价方案的设计

以高中物理“摩擦力”或“力的平衡”或初中物理“平面镜”或“静电现象”为例，设计4种不同类型的评价作业，组成一个多元评价方案.要求如下：

（1）评价方案需要考查学生对物理观念的理解和科学思维的水平；

（2）评价方案需要考查学生的观察能力与体验经历科学探究的过程；

（3）评价方案需要考查学生的实验能力和科学态度；

（4）评价方案需要考查学生的创新意识和科学想象力；

（5）作业以pdf形式在毕博教学平台递交.

提示：可以设计一份关于摩擦力等的纸笔考试试卷，要求题型包括：选择题、填空题和计算题等；可以要求学生以“摩擦力”等为主题进行物理摄影的创作，设计一份有关物理摄影的评价方案；可以利用生活中的材料设计一个关于摩擦力等的小实验；设计一份有关实验设计的评价方案；可以“假如生活中没有摩擦力”为主题撰写一篇小论文等，设计一份有关论文撰写的评价方案.

4.5 物理教材分析

请对“加速度”或 “电磁感应定律”进行教材分析.要求如下：

（1）给出课程标准中的内容要求和活动建议；

（2）给出教学目标；

（3）分析教学内容，包括知识的背景材料、内在逻辑关系，教学内容在本单元中的地位作用，内容中的物理学的思想与研究方法，教学内容中蕴含的各种科学教育价值等；

（4）确定教学重难点；

（5）选择教学方法与策略；

（6）所需的课程资源.

4.6 论文撰写

提供美国高中物理教材中“科学技术与社会”栏目的一篇短文“研究经费”，请仔细阅读.自己拟定一个属于中学物理教学领域的题目，撰写小论文.要求如下：

（1）简要介绍短文的基本内容，阐述短文所蕴含的物理教育价值；

（2）针对我国中学物理教学存在的问题，结合短文内容，运用所学基本观念或理论进行分析；

（3）提出对中学物理教学的思考与建议.

（4）作业以pdf形式递交到本课程的毕博教学平台.

5 实施过程的策略

5.1 对作业要进行示范指导

教师需要提前对作业进行示范指导，其时间和力度的多少直接影响学生作业的质量.

本课程在秋季学期上课，但为了提升物理摄影作业的质量，确保学生有足够的时间尝试物理摄影，所以在春季学期的5月中旬，由专门做“物理摄影校本课程实践”论文的研究生给63名2018级和55名2017级物理师范的同学，分别开设了40 min的物理摄影讲座.讲座介绍了什么是物理摄影以及作品的分类与要求，共展示国内外约70幅优秀物理摄影作品.课后还建立了QQ群，解答学生在创作过程中遇到的各种问题.暑假中收集了118名学生的作业，发现其中约35名学生的摄影作业存在不认真或抄袭等现象，属于不及格，退回要求重做.

小实验设计与制作的作业是在教学课时数过半时布置.在此之前，任课教师在每一次上课的过程中，会结合所讲内容，展示2个左右的随手取材的物理小实验，到布置作业时已经展示了16-20个左右的实验.任课教师还将刘炳昇教授设计制作的50个左右的小实验视频提供给学生参考.这些都为学生完成作业提供了有效的指导和优质的课程资源.

由于课时数的局限，对于“多元评价”“撰写论文”的作业，教师只能在布置作业时，用5-10 min进行解释和提出要求.在批改后，针对学生存在的主要问题进行反馈和总结，从而，促进学生的观念建构和理论知识的掌握.

5.2 设置作业的评分标准

研究表明，当学生知道作业的评价标准，他们完成作业的质量会更高.为此教师在布置作业时，应该提前告诉学生评价的标准.预先制定的这个标准，也帮助教师更客观、更准确地评价开放性作业.例如，表2和表3给出的物理摄影与小实验作业的评价量表.

表2 物理摄影作品评价量表

表3 小实验设计与制作评价量表

对于多元评价方案的作业，每个类型的评价占比相等，然后，每种形式给出具体评分标准.撰写小论文的作业，对每个方面要求给出分数占比.例如，针对“科学研究经费”的作业，能准确介绍基本内容并完整阐述物理教育价值占35%，能结合物理教学的问题进行全面的理论分析占35%，对中学物理教学的深入思考与提出恰当的建议，占20%，语言表达准确、流畅，结构合理等占10%.

5.3 作业情况要在全班予以反馈

为了促进学生的相互学习，挑选优秀作业在班级进行展示是教学过程中的必不可少的一个环节，也是激发学生学习积极性的教学策略.同时，教师对作业中存在的问题会进行简要分析，从而使学生明白自己作业的不足之处.

自评的两个作业“教学案例分析”和“物理教材分析”，教师会在班级讲解，并提供参考资料，供学生在自评或互评中反思.

6 对学生作业进行评价

从2016级学生学习本课程开始，他们的电子作业在指定时间前递交到学校的毕博教学平台.教师对3届本科学生完成的上述4种类型作业进行网上批阅.在对2016级过程性考核总结改进的基础上，教师对2017级和2018级学生的过程性考核进一步完善.表4给出学生作业的信息，由表4制作的百分比柱状图，见图2所示.

表4 学生4种作业的成绩信息

图2 4种作业的成绩分布

从118名学生4种作业的平均分可以发现：实验设计得分最高88，依次为物理摄影84分，撰写论文82分，多元评价75分.分数段在90-100的人数比例，实验设计是55%，物理摄影33%，小论文撰写15%，多元评价为8%.这说明教师的示范指导对学生完成作业的质量起到至关重要的作用.

学生优秀的实验设计与制作有：霍姆亥兹旋转木马、希罗引擎、伪全息投影、“摆不起来”的磁性单摆、静电雪景、海伦喷泉、烟雾瀑布、水火相容、牛奶作画、隔空取水、四两拨千斤、自制刷刷车、自制彩虹、自制听诊器、自制打击乐器等.

学生优秀的物理摄影作品有：被头发吸住的气球、“水”果、未来之门、岸边景水中画、舞动的火苗、瓶口扑克花、灿烂的深渊、水之律动、甜甜的彩虹、大珠小珠落玉盘、色彩缤纷的肥皂泡、凸面镜里的观光车、潮汐、涟漪、花藤等.这里展出其中的6幅作品（图3）.

图3

学生递交的多元评价方案的设计和小论文也有非常优秀的，因篇幅有限在此省略.

6 总结与反思

在课程中推行过程性考核是提高大学教育质量的保证.在教师教育类课程中开展过程性考核还能够帮助师范生建构全面、多元的课程评价观.

经过3年的过程性考核实践后发现，学生对于完成实践、实验类作业的积极性大于纸笔作业；作业内容的开放性，会增加教师批改作业的时间即无形中增加了教师的负担；作业设计中缺少面向中学进行调查的类型；毕博教学平台的稳定和有效利用可以促进过程性考核的开展.这些问题有待于今后不断深入地研究.