史凡 王磊

（北京師范大學(xué)，北京100875）

王磊等通過(guò)深入分析各學(xué)科學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐、遷移創(chuàng)新認(rèn)識(shí)活動(dòng)和問(wèn)題解決活動(dòng)的特質(zhì)和要素，綜合歸納國(guó)內(nèi)外課程標(biāo)準(zhǔn)、重要考試評(píng)價(jià)中的能力要素，概括出各學(xué)科的學(xué)科能力活動(dòng)及表現(xiàn)指標(biāo)體系，提出了從知識(shí)到能力和素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化模型（見(jiàn)圖1）[1]。該模型認(rèn)為，學(xué)科知識(shí)需要經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐與遷移創(chuàng)新才能完成從具體知識(shí)學(xué)習(xí)向知識(shí)功能化和素養(yǎng)化的方向跨越，學(xué)科素養(yǎng)是學(xué)生經(jīng)過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)逐漸形成、面對(duì)陌生不確定的問(wèn)題情境所表現(xiàn)出來(lái)的關(guān)鍵能力和必備品格，是知識(shí)經(jīng)驗(yàn)在遷移創(chuàng)新水平上的集中體現(xiàn)。該模型回答了在每個(gè)階段對(duì)應(yīng)的學(xué)科核心內(nèi)容主題上，學(xué)生應(yīng)該要達(dá)到的能力素養(yǎng)目標(biāo)的具體表現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)于教師教學(xué)目標(biāo)的制定具有重要的啟示和借鑒意義；但是，學(xué)科能力指標(biāo)框架并不能直接解決怎么培養(yǎng)和落實(shí)學(xué)生的學(xué)科能力素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)的問(wèn)題，將學(xué)科能力指標(biāo)框架轉(zhuǎn)化為教師的課堂教學(xué)實(shí)踐，還需要進(jìn)一步的教學(xué)改進(jìn)研究探索。

圖1 從知識(shí)到能力和素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化模型

評(píng)價(jià)和測(cè)試是促進(jìn)學(xué)生學(xué)科能力素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)改進(jìn)的重要環(huán)節(jié),旨在引導(dǎo)教師樹立關(guān)注學(xué)生發(fā)展和以學(xué)評(píng)教的意識(shí)，幫助教師獲取學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的證據(jù)，并促進(jìn)教師進(jìn)行教學(xué)反思[2]。基于學(xué)科能力素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)改進(jìn)，需要基于學(xué)科能力素養(yǎng)發(fā)展的測(cè)評(píng)。本文以高中化學(xué)原電池的教學(xué)改進(jìn)研究為例，介紹在研究教學(xué)改進(jìn)的過(guò)程中，如何基于學(xué)科能力測(cè)評(píng)來(lái)確定教學(xué)改進(jìn)的關(guān)鍵點(diǎn)和發(fā)展點(diǎn)，如何開(kāi)展有針對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，以及如何基于測(cè)評(píng)結(jié)果來(lái)對(duì)教學(xué)改進(jìn)的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而凝練有效教學(xué)策略。

1 開(kāi)展學(xué)生能力表現(xiàn)前測(cè)，確定教學(xué)改進(jìn)的重點(diǎn)和目標(biāo)

1.1 基于高一前測(cè)明確教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)

學(xué)生在高一首次直接接觸原電池的相關(guān)知識(shí)，很多教師認(rèn)為高一學(xué)生沒(méi)有任何相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)，因此往往會(huì)先向?qū)W生介紹銅鋅原電池的原理，分析銅鋅的正負(fù)極及溶液中離子的移動(dòng)方向，將重點(diǎn)落在原電池的構(gòu)成條件辨識(shí)及電極方程式的書寫上。

事實(shí)上，學(xué)生在初中物理就已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)電流的相關(guān)知識(shí)，知道產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是存在電壓/電動(dòng)勢(shì)和形成閉合回路；此外，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)氧化還原的相關(guān)知識(shí)，知道氧化還原的實(shí)質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移。這些都是學(xué)生學(xué)習(xí)電化學(xué)的重要知識(shí)儲(chǔ)備?；谶@樣的分析，我們對(duì)北京市一所完全中學(xué)的320名高一學(xué)生進(jìn)行了前概念的測(cè)查，來(lái)確定學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。測(cè)試時(shí)間選在學(xué)生即將開(kāi)始學(xué)習(xí)原電池內(nèi)容的前1～2周。

在前測(cè)問(wèn)卷中，針對(duì)學(xué)生“根據(jù)你的已有認(rèn)識(shí)，你認(rèn)為產(chǎn)生電流需要哪些條件？”這一問(wèn)題，學(xué)生的作答情況如圖2所示。

圖2 學(xué)生對(duì)電流知識(shí)的認(rèn)識(shí)現(xiàn)狀

由圖2可知，有39.1%的學(xué)生能夠完整地答出電勢(shì)差和閉合回路2個(gè)條件，有44.3%的學(xué)生只能關(guān)注到電流的形成需要形成電勢(shì)差（在初中物理中通常用電壓或電動(dòng)勢(shì)來(lái)描述，這里暫不作區(qū)分）這一條件，而忽略了閉合回路這一條件。這說(shuō)明，根據(jù)學(xué)生對(duì)電流的形成條件是有一定的概念基礎(chǔ)的，教學(xué)可以從學(xué)生的這一已有認(rèn)識(shí)入手；同時(shí)，根據(jù)學(xué)生極易忽略“閉合回路”這一條件，教學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是幫助學(xué)生建立閉合回路的認(rèn)識(shí)維度，讓學(xué)生明確構(gòu)成閉合回路的條件。

針對(duì)“有人認(rèn)為，可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)獲得電能，你認(rèn)為可能嗎？為什么”這一問(wèn)題，學(xué)生的作答情況如圖3所示。

圖3 學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)和電流之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)現(xiàn)狀

由圖3可知，67.3%的學(xué)生認(rèn)為氧化還原反應(yīng)是可以產(chǎn)生電流的，其中，54.3%的學(xué)生僅僅認(rèn)識(shí)到氧化還原反應(yīng)有電子轉(zhuǎn)移這一點(diǎn)，而忽略了必須讓電子定向地轉(zhuǎn)移/移動(dòng)才能有持續(xù)的電流產(chǎn)生這一關(guān)鍵性的條件；還有13%的學(xué)生僅僅從氧化還原反應(yīng)放熱及熱能可以轉(zhuǎn)化為電能這樣宏觀的能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)關(guān)聯(lián)氧化還原反應(yīng)跟電流之間的關(guān)系。這說(shuō)明，大部分學(xué)生能從微觀電子轉(zhuǎn)移的角度將氧化還原反應(yīng)跟電流的產(chǎn)生條件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，但是容易忽略定向轉(zhuǎn)移/移動(dòng)這一點(diǎn)。

以上2個(gè)問(wèn)題及其作答情況凸顯了高一原電池教學(xué)中需要突破的2個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：1）從裝置維度，需要形成閉合回路；2）從原理維度，需要讓氧化還原反應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行，使電子可以定向移動(dòng)。這2個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)正是王磊等提出的電化學(xué)認(rèn)識(shí)模型中2個(gè)最重要的一級(jí)構(gòu)成要素[3-4]（見(jiàn)圖4）。

圖4 基于學(xué)科能力導(dǎo)向的高中電化學(xué)認(rèn)識(shí)模型[4]

1.2 基于高二前測(cè)明確教學(xué)發(fā)展點(diǎn)

基于史凡等提出的高一原電池認(rèn)識(shí)發(fā)展和學(xué)科能力表現(xiàn)具體指標(biāo)框架（見(jiàn)表1），我們對(duì)前述該校選修原電池內(nèi)容之前的300多名高二年級(jí)的學(xué)生也進(jìn)行了原電池相關(guān)內(nèi)容的測(cè)查，以對(duì)該校學(xué)生在常規(guī)高一原電池教學(xué)之后的電化學(xué)能力表現(xiàn)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

利用Rasch模型對(duì)工具進(jìn)行信度檢驗(yàn)，試題信度為1.00，樣本信度為0.75，均符合統(tǒng)計(jì)學(xué)要求。各能力要素對(duì)應(yīng)的試題難度值見(jiàn)表1最后一列。Rasch模型的b值越大，試題的難度越大，學(xué)生在該能力要素有關(guān)題目中的表現(xiàn)越不理想。結(jié)果顯示，在這個(gè)內(nèi)容主題上，學(xué)生在概括關(guān)聯(lián)、分析解釋、推論預(yù)測(cè)、復(fù)雜推理與復(fù)雜設(shè)計(jì)方面的能力表現(xiàn)情況都不理想，而這將直接影響之后有關(guān)陌生復(fù)雜電化學(xué)問(wèn)題的學(xué)習(xí)。

表1 高一原電池學(xué)科能力表現(xiàn)具體指標(biāo)[5]與學(xué)生的測(cè)試表現(xiàn)

以“概括關(guān)聯(lián)”能力要素上的具體表現(xiàn)為例進(jìn)行分析，2次測(cè)查均涉及學(xué)生在該能力要素上的表現(xiàn)。高一前測(cè)和高二前測(cè)均向?qū)W生提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的“Zn-H2SO4-Cu”單液原電池裝置圖，告訴學(xué)生這個(gè)裝置是可以產(chǎn)生和提供電流的，請(qǐng)學(xué)生“分析一下裝置中Zn的作用是什么？Cu的作用是什么？H2SO4的作用是什么？”以“H2SO4的作用”為例分析學(xué)生的作答情況（見(jiàn)圖5）。

圖5 學(xué)生在高一前測(cè)和高二前測(cè)回答“銅鋅原電池中H2SO4的作用”的表現(xiàn)

由圖5可知，在高一前測(cè)中，對(duì)于H2SO4的作用，約1/3的學(xué)生能夠從H2SO4作為電極反應(yīng)物的角度關(guān)注到“H2SO4參與反應(yīng)”“與Zn發(fā)生反應(yīng)”，約1/3的學(xué)生能夠從H2SO4作為離子導(dǎo)體的角度關(guān)注到“H2SO4是電解質(zhì)溶液”“H2SO4可以導(dǎo)電”，僅1/10的學(xué)生能夠同時(shí)考慮到H2SO4的這2種作用。鑒于此時(shí)學(xué)生尚未學(xué)習(xí)有關(guān)原電池的任何原理知識(shí)，對(duì)簡(jiǎn)單電池裝置中各部分的作用認(rèn)識(shí)不夠清楚情有可原；但在高二前測(cè)中，這些已在高一學(xué)習(xí)過(guò)原電池的學(xué)生對(duì)裝置中各要素的認(rèn)識(shí)角度仍然非常不全面：66.7%的學(xué)生僅能關(guān)注到H2SO4作為離子導(dǎo)體的作用，能夠關(guān)注到電極反應(yīng)物角度的學(xué)生比例甚至低于高一前測(cè)時(shí)還未開(kāi)始學(xué)習(xí)必修原電池知識(shí)的學(xué)生。究其原因，常規(guī)教學(xué)中，教師可能過(guò)于強(qiáng)化裝置維度上H2SO4作為電解質(zhì)溶液的功能，忽略了其作為電極反應(yīng)物的功能。對(duì)于這種離子導(dǎo)體和電極反應(yīng)物合二為一的電池模型，教學(xué)中往往不作區(qū)分，從而導(dǎo)致學(xué)生形成很多的迷思概念。

從2次測(cè)查的結(jié)果可以看出，常規(guī)教學(xué)在角度的建立和角度之間的概括關(guān)聯(lián)方面，不僅進(jìn)展不大，而且由于教師過(guò)分強(qiáng)化電解質(zhì)（離子導(dǎo)體）的認(rèn)識(shí)角度，反而導(dǎo)致原本可以關(guān)注到電極反應(yīng)物這一認(rèn)識(shí)角度的學(xué)生也忽略掉這一認(rèn)識(shí)角度。

通過(guò)以上分析不難看出，對(duì)教學(xué)前學(xué)生已有概念基礎(chǔ)的探查和常規(guī)教學(xué)后學(xué)生能力素養(yǎng)發(fā)展情況的測(cè)評(píng)分析，可以幫助教師精準(zhǔn)地對(duì)學(xué)情進(jìn)行把握。如此才能既搭建起學(xué)生由已有知識(shí)到待發(fā)展知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，又能認(rèn)識(shí)到學(xué)生實(shí)然的能力素養(yǎng)表現(xiàn)與應(yīng)然的能力素養(yǎng)表現(xiàn)之間的差距，明確教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)和發(fā)展點(diǎn)。

2 基于測(cè)評(píng)結(jié)果，指導(dǎo)教學(xué)改進(jìn)

精準(zhǔn)分析前測(cè)結(jié)果可以幫助研究者和教師精準(zhǔn)分析和把握學(xué)情，從而在教學(xué)中更加有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的能力素養(yǎng)。但是，如何落實(shí)具體的能力素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)，則還需要對(duì)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施做進(jìn)一步的規(guī)劃和指導(dǎo)。

2.1 改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容組織

對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的組織改進(jìn)，首先要明確教學(xué)內(nèi)容，讓每一個(gè)單課時(shí)教學(xué)都更加高效，幫助學(xué)生建立分析和解決問(wèn)題的認(rèn)識(shí)模型，形成有層次梯度的、從近變式到遠(yuǎn)變式的應(yīng)用認(rèn)識(shí)模型，以更好地完成課堂活動(dòng)的進(jìn)階式教學(xué)。以高一原電池第一課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，基于圖4的電化學(xué)認(rèn)識(shí)模型，以及在前測(cè)中確立的教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)和發(fā)展點(diǎn)，該課時(shí)的主要目的是幫助學(xué)生建立起原電池的基本認(rèn)識(shí)模型，明確裝置各個(gè)要素的功能和判據(jù)，形成解決原電池問(wèn)題的基本認(rèn)識(shí)角度和分析思路。為此，在具體的教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先要從學(xué)生對(duì)于物理電流和氧化還原反應(yīng)的已有認(rèn)識(shí)出發(fā)，建立“電勢(shì)差”和“閉合回路”的一級(jí)認(rèn)識(shí)角度；然后，借助銅鋅原電池的探究實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生建立“電極反應(yīng)物”“電極材料”“離子導(dǎo)體”和“電子導(dǎo)體”的二級(jí)認(rèn)識(shí)角度，建構(gòu)起簡(jiǎn)單的原電池認(rèn)識(shí)模型，完成學(xué)習(xí)理解的任務(wù)活動(dòng)；最后，通過(guò)一系列應(yīng)用實(shí)踐和遷移創(chuàng)新的任務(wù)活動(dòng)進(jìn)一步幫助學(xué)生鞏固認(rèn)識(shí)角度，同時(shí)發(fā)展學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單電池工作原理進(jìn)行系統(tǒng)分析和說(shuō)明論證的能力。由此，教師可以在第一課時(shí)引導(dǎo)學(xué)生建立基本認(rèn)識(shí)角度，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展概括關(guān)聯(lián)、分析解釋、推論預(yù)測(cè)等學(xué)科能力點(diǎn)。具體教學(xué)設(shè)計(jì)如圖6所示。

2.2 改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

仍以原電池教學(xué)的第一課時(shí)為例。圖6所示的教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)于每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都有明確的任務(wù)活動(dòng)類型設(shè)計(jì)。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)包含學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐與遷移創(chuàng)新3個(gè)能力任務(wù)梯度，覆蓋從A1到C2全部的能力任務(wù)類型。4個(gè)教學(xué)活動(dòng)既互為基礎(chǔ)，又層次清晰，讓學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中既接受挑戰(zhàn)，又能獲得成果的體驗(yàn)。因此，基于學(xué)科能力理論框架的教學(xué)設(shè)計(jì)既能夠凸顯課堂中的重點(diǎn)學(xué)生活動(dòng)任務(wù)，也能夠幫助教師更加深刻地認(rèn)識(shí)到素材作為任務(wù)活動(dòng)載體的功能價(jià)值。由此可見(jiàn)，學(xué)科能力3×3活動(dòng)框架不僅是學(xué)生內(nèi)隱的學(xué)科能力素養(yǎng)在具體問(wèn)題任務(wù)情境中的能力活動(dòng)表現(xiàn)，也是教師在課堂教學(xué)中所必需的能力活動(dòng)任務(wù)類型。這就為教學(xué)設(shè)計(jì)提供了豐富多樣且有梯度的情境素材和學(xué)生活動(dòng)。例如，在知識(shí)建構(gòu)環(huán)節(jié)，教師可以選取典型的活動(dòng)任務(wù)原型，增加概括關(guān)聯(lián)、說(shuō)明論證等學(xué)生活動(dòng)任務(wù)，幫助學(xué)生深入理解核心知識(shí)內(nèi)容；在知識(shí)的應(yīng)用和遷移環(huán)節(jié)，教師可以選取適當(dāng)陌生復(fù)雜度的情境任務(wù)，開(kāi)展探究、推理等學(xué)生活動(dòng)任務(wù)，注重外顯、評(píng)價(jià)和發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)角度和認(rèn)識(shí)思路，培養(yǎng)學(xué)生自主調(diào)用核心知識(shí)解決問(wèn)題的能力，讓知識(shí)逐步轉(zhuǎn)化為學(xué)生的能力素養(yǎng)。

2.3 改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)實(shí)施

圖6 高一原電池教學(xué)第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)

對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的組織以及教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，原本在教學(xué)改進(jìn)的備課研討環(huán)節(jié)就應(yīng)該基本完成，但試講和試講后的學(xué)生訪談表明，教學(xué)效果遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到我們預(yù)期的目標(biāo)。這往往是由于在教學(xué)活動(dòng)的具體實(shí)施過(guò)程中，教師并沒(méi)有很好地落實(shí)教學(xué)理念和目標(biāo)。因此，改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)實(shí)施過(guò)程，有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)觀念、教學(xué)思想的轉(zhuǎn)變，使教師真正走進(jìn)課堂，實(shí)現(xiàn)教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變。

仍以原電池第一課時(shí)的教學(xué)為例。通過(guò)課堂觀察和后續(xù)對(duì)于教師課堂教學(xué)錄像的進(jìn)一步轉(zhuǎn)錄分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然從教學(xué)設(shè)計(jì)上，教師有意識(shí)地改進(jìn)了學(xué)科能力活動(dòng)的豐富性和層次性，但是在具體的課堂教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，大部分的學(xué)科能力活動(dòng)任務(wù)卻都是由教師主導(dǎo)完成的。教師是課堂活動(dòng)的主體，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)完整地表述自己的想法，學(xué)生不能在課堂中完整地經(jīng)歷和完成某一特定學(xué)科能力活動(dòng)；在后續(xù)的測(cè)評(píng)和實(shí)際應(yīng)用中，學(xué)生相應(yīng)的學(xué)科能力表現(xiàn)也自然不盡如人意。尤其像說(shuō)明論證、分析解釋與復(fù)雜推理等能力，更加需要學(xué)生進(jìn)行完整表述、分析和推理的學(xué)科能力活動(dòng)，如果教師在教學(xué)中不能給予學(xué)生充分的思考、討論和表達(dá)的時(shí)間，相關(guān)教學(xué)注定收效甚微。

以其中一項(xiàng)“說(shuō)明論證”的能力活動(dòng)為例（見(jiàn)表2），我們對(duì)教師的“提問(wèn)及追問(wèn)”的教學(xué)行為進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，通過(guò)精簡(jiǎn)其提問(wèn)的數(shù)量，改變其問(wèn)題的指向，讓教師盡可能地把活動(dòng)的主導(dǎo)權(quán)交還給學(xué)生，讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)來(lái)概括角度、說(shuō)明思路。

3 基于學(xué)生能力表現(xiàn)后測(cè)，評(píng)價(jià)教學(xué)改進(jìn)效果，提煉有效教學(xué)策略

3.1 學(xué)科能力表現(xiàn)測(cè)試證據(jù)

在整個(gè)教學(xué)改進(jìn)指導(dǎo)結(jié)束之后，我們結(jié)合前測(cè)以及教師的實(shí)際教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生素養(yǎng)能力表現(xiàn)進(jìn)行后測(cè)，以更好地對(duì)教學(xué)改進(jìn)效果進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)，為提煉有效教學(xué)策略提供更多證據(jù)支持。測(cè)試工具與前測(cè)問(wèn)卷相同，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)班（正式講班級(jí)）和對(duì)比班（全程未參與教學(xué)改進(jìn)研究的教師所教的平行班）在后測(cè)中的表現(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析（見(jiàn)圖7），發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)班在幾乎所有二級(jí)能力要素上的表現(xiàn)都好于對(duì)比班。利用SPSS20.0對(duì)2個(gè)班級(jí)的后測(cè)結(jié)果進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)班在說(shuō)明論證（p=0.007＜0.05）、分析解釋（p=0.027＜0.05）、推論預(yù)測(cè)（p=0.002＜0.05）3個(gè)能力要素上的表現(xiàn)要顯著優(yōu)于對(duì)比班。

3.2 教師和學(xué)生訪談證據(jù)

表2“銅鋅單液原電池工作原理的說(shuō)明論證”環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)片段

除了前后測(cè)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果以外，對(duì)于每一節(jié)課后的學(xué)生和教師訪談也是獲取教學(xué)改進(jìn)效果證據(jù)的重要手段之一。由有關(guān)正式講之后學(xué)生訪談的片段可以看出（見(jiàn)表3），通過(guò)2節(jié)課的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生已經(jīng)敢于自己完成設(shè)計(jì)電池的任務(wù)，對(duì)實(shí)踐應(yīng)用能力中簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的掌握情況很好，而且可以有角度有思路地完整表述整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，說(shuō)明對(duì)于學(xué)習(xí)理解能力中A2概括關(guān)聯(lián)和A3說(shuō)明論證的掌握情況也較為理想。不僅如此，學(xué)生能夠自信、準(zhǔn)確地說(shuō)出各要素的判據(jù)，其自我效能感也有很大的提高。

圖7 實(shí)驗(yàn)班和對(duì)比班在各能力要素上的后測(cè)平均分

此外，由教師在整個(gè)教學(xué)改進(jìn)過(guò)程結(jié)束之后的教學(xué)反思片段（見(jiàn)表4）也可以看出，教師對(duì)學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì)和預(yù)設(shè)很清楚，而且S老師意識(shí)到了在每個(gè)環(huán)節(jié)之后停下來(lái)讓學(xué)生整理思路的意義：1）教師可以有節(jié)奏地進(jìn)行調(diào)整梳理；2）教師有機(jī)會(huì)了解學(xué)生的差異性的想法；3）教師意識(shí)到如何針對(duì)學(xué)生的這些原有認(rèn)識(shí)去提升，保證后面的反饋評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生來(lái)講更有針對(duì)性。

可見(jiàn)，無(wú)論是從學(xué)生學(xué)科能力表現(xiàn)測(cè)評(píng)的定量結(jié)果分析，還是對(duì)于學(xué)生和教師教學(xué)改進(jìn)之后的訪談定性分析，都可以找到支持教學(xué)改進(jìn)效果的正向證據(jù)?；谶@些證據(jù)，還可以進(jìn)一步提煉相關(guān)的有效教學(xué)策略。例如，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中增加關(guān)于電池原型的“概括關(guān)聯(lián)”和“說(shuō)明論證”類的能力活動(dòng)任務(wù)，是提升學(xué)生在該主題這些能力要素上的學(xué)科能力表現(xiàn)的必要前提，盡管這仍然不夠充分。由進(jìn)一步的課堂觀察和訪談可以發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)實(shí)踐的過(guò)程中，給予學(xué)生充分的討論和表達(dá)的機(jī)會(huì)，進(jìn)行及時(shí)有效的反饋和追問(wèn)，是實(shí)現(xiàn)這些能力素養(yǎng)真正落地的重要保障。

4 討論與啟示

上述測(cè)查結(jié)果分析及教學(xué)實(shí)證研究表明，學(xué)科能力的表現(xiàn)指標(biāo)及測(cè)評(píng)框架對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)起到了很好的規(guī)劃和指導(dǎo)作用，具體表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

表3 正式講課后學(xué)生訪談實(shí)錄片段

第一，基于學(xué)科能力框架的前期測(cè)查可以幫助教師更好地了解學(xué)生的發(fā)展現(xiàn)狀，明確教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)和發(fā)展點(diǎn)。常規(guī)的測(cè)量評(píng)價(jià)更多指向?qū)W生學(xué)習(xí)結(jié)果的終結(jié)性評(píng)價(jià)，而核心素養(yǎng)引領(lǐng)下的課程評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)更加強(qiáng)調(diào)“促進(jìn)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)”。在前述基于學(xué)科能力測(cè)評(píng)的教學(xué)改進(jìn)研究案例中，教師不僅可以通過(guò)評(píng)價(jià)對(duì)現(xiàn)階段的學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行測(cè)評(píng)，更可以基于評(píng)價(jià)結(jié)果確立教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)和發(fā)展點(diǎn)，開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐，最終再基于評(píng)價(jià)反饋教學(xué)效果，進(jìn)行現(xiàn)階段的教學(xué)反思和下一階段的改進(jìn)。這是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，可以幫助教師不斷地發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)科能力素養(yǎng)發(fā)展的薄弱點(diǎn)，不斷地優(yōu)化自己的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)踐，不斷地提升自己的教學(xué)能力，不斷地發(fā)展學(xué)生的學(xué)科能力素養(yǎng)水平。

表4 正式講后教師訪談實(shí)錄片段

第二，基于學(xué)科能力框架的教學(xué)設(shè)計(jì)能夠突出學(xué)生活動(dòng)任務(wù)重點(diǎn)。例如在原電池第一課時(shí)建立單液銅鋅原電池模型時(shí)，能力發(fā)展的重點(diǎn)目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生角度的建立、角度間的概括關(guān)聯(lián)以及工作原理的說(shuō)明論證和分析解釋的能力，那么這一部分主要的學(xué)生活動(dòng)就是讓學(xué)生去討論裝置中各個(gè)要素的作用，分析電流產(chǎn)生的原因以及電池的工作過(guò)程。在明確了能力發(fā)展目標(biāo)和學(xué)生活動(dòng)任務(wù)之后，自然也就幫助教師明確了師生活動(dòng)的重點(diǎn)應(yīng)該是讓學(xué)生思考、討論、分析與描述它的工作過(guò)程，而不是由教師單方面地講解概括，然后讓學(xué)生去記憶。

第三，基于學(xué)科能力框架的教學(xué)設(shè)計(jì)也使得教師對(duì)于作為任務(wù)活動(dòng)載體的素材的選取和使用有了更加清晰的認(rèn)識(shí)。學(xué)科能力活動(dòng)的類型與素材的陌生復(fù)雜度本身就是相互關(guān)聯(lián)的，教師既可以依據(jù)能力活動(dòng)的復(fù)雜程度來(lái)控制情境素材的陌生度和間接度，也可以依據(jù)素材本身的陌生度和間接度來(lái)選取適宜的學(xué)生活動(dòng)任務(wù)類型。教師在教學(xué)時(shí)提問(wèn)和設(shè)問(wèn)的水平往往會(huì)改變活動(dòng)任務(wù)的難度，例如，教師提供一個(gè)陌生復(fù)雜的情景素材，希望發(fā)展學(xué)生復(fù)雜推理或系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，但在具體設(shè)問(wèn)時(shí)，往往會(huì)將問(wèn)題拆解得過(guò)于細(xì)碎，很少給學(xué)生系統(tǒng)思考的時(shí)間和機(jī)會(huì)，從而導(dǎo)致原本設(shè)計(jì)的遷移創(chuàng)新類活動(dòng)任務(wù)變成簡(jiǎn)單的應(yīng)用實(shí)踐甚至是學(xué)習(xí)理解類的任務(wù)。因此，教師在進(jìn)行素材的選擇和使用時(shí)，需要依據(jù)預(yù)設(shè)的學(xué)科能力發(fā)展目標(biāo)對(duì)素材的陌生復(fù)雜度進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ず驮O(shè)問(wèn)點(diǎn)的挖掘，同時(shí)在教學(xué)實(shí)踐中還要根據(jù)學(xué)生的情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和追問(wèn)，以充分發(fā)揮每一個(gè)素材背后所承載的學(xué)科能力發(fā)展功能價(jià)值。