初中生创新思维能力测评的实践探索.pdf

年 月 日 第 期物理版:/.初中生创新思维能力测评的实践探索胡晴霞 夏承俊(.杭州市西湖区教育发展研究院 浙江 杭州 .杭州市保俶塔实验学校 浙江 杭州)摘 要:创新思维是人类思维的高级形式是思维能力的最高体现.基于对创新思维特征的分析建立四种创新思维特征的纸笔测评方式.通过明确任务设定结合试题命制的基本要素形成了创新思维测评试题的“情境、目标、任务、答案”编制框架对创新思维进行测评以测评促进学生创新思维的发展.关键词:创新思维测评实践基金项目:年度浙江省教师教育规划课题“指向学科关键能力的初中科学命题策略研究”(项目编号:).作者简介:胡晴霞()女浙江杭州人硕士中学高级教师研究方向:初中科学教育研究夏承俊()男浙江杭州人本科中学高级教师研究方向:初中科学教育研究.义务教育科学课程标准(年版)把“创新思维”作为科学思维素养目标的重要组成部分要求培养学生具有初步的创新思维能力.创新思维体现在从不同角度分析、思考问题提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法.创新思维是人类思维的高级形式是思维能力的最高体现.如何评价学生的创新思维能力是改进学生学业测评的难点因为它不同于通常的科学知识的测评.因此建构素养导向的科学课程综合评价体系建立契合学生发展的创新思维能力测评方式设计测评学生创新思维能力的问题才能真正发挥考试对教学的导向功能促进学生科学思维的发展.学生创新思维能力测评框架的建构创新思维是指以新异独创的方式解决问题的思维过程是人类思维能力的最高体现是人类意识发展水平的标志.它是以感知、记忆、思考、联想、理解等能力为基础以综合性、探索性和求新性为特征的高级心理活动.创新思维特征一般可以归纳为八个方面:对传统的突破性、思路上的新颖性、程序上的非逻辑性、视角上的灵活性、内容上的综合性、强烈的目标指向性、对象的潜在性、创造活动的风险性认识创新思维特征为创新思维能力测评提供了方向.初中科学多采用纸笔测试方式评价学生的学业水平.结合科学纸笔测试的特点对学生创新思维能力的测评不应面面俱到如在创新思维特征中“强烈的目标指向性”需要较长时间将注意力指向目标“创造活动的风险性”需要在完成创造之后进行实践才能知道创造的成败“对象的潜在性”指向潜在的、尚未被认知的对象.这些特征难以用纸笔进行测评.基于此我们选取了创新思维中的“对传统的突破性、思路上的新颖性、视角上的灵活性、内容上的综合性”四个特征通过“改进原方案、表达新观点、解析新模型、融合各要素”的任务设定(见表)测评学生的创新思维能力并从测量目标、情境编制和任务设计三个纸笔测试试题编制要素出发建构学生创新思维能力测评的框架如图 所示.表 创新思维测量内容与任务设定关系任务设定测量内容具体解释改进原方案对传统的突破性突破思维框架突破思维定式表达新观点思路上的新颖性不盲从不满足现有的方式或方法解析新模型视角上的灵活性善于变通和转化重新解释信息融合各要素内容上的综合性提取有效信息综合利用他人成果 学生创新思维能力测评试题的编制.改进方案测评“对传统的突破性”创新思维是打破传统、常规突破性是创新思维的最明显特征.学生是否具有对传统的突破性思物理版 年 月 日 第 期 .维会影响其对方案改进的效果故在测评对传统的突破性思维特征时可围绕原有方案的改进进行任务设计测评学生对方案进行重新解读、突破性改进等能力.任务的达成需要学生依据试题中信息经过分析、评判等过程提出相应的改进方案.例题 某同学用如图 所示的装置探究“凸透镜成像的规律”他先把凸透镜固定在光具座上 刻度处然后将 形光源从透镜左侧 处逐渐向透镜靠近移动光屏观察到清晰的像记录数据见表.()该凸透镜的焦距是.()在进行第 组实验时观察到的像应是选项中的().()将光源、凸透镜、光屏放在如图 所示位置时在不改变光源、凸透镜、光屏位置情况下想要在光屏上得到清晰的像其方法有:(写出一种即可).表 实验组别 形光源所在刻度/.像所在刻度/.实验中常出现一些非常规的现象对非常规实验现象进行分析和改进能较好地实现对传统的突破性这一创新思维特征进行考查.第()()两小题要求学生在提取有效信息后对实验进行初步分析考查学生的推理与论证能力第()小题任务设计中设置了类似近视的情形通过“有哪些方法”的设问让学生在限定条件下对原有实验进行再分析、改进利用近视矫正方案进行方法迁移考查学生创新思维中对传统的突破性这一特征.根据学生实测反馈第()小题主要错误有两类:一类为“在凸透镜附近再加一块凸透镜”该类错误的学生对凸透镜和凹透镜的光学特性(会聚还是发散)掌握不牢固属于记忆问题另一类是学生无法找到突破点甚至有的学生填写“移动光屏”“移动凸透镜”等答案该类学生的错误是由于缺乏创新思维中对传统的突破性特征导致的.表达观点测评“思路上的新颖性”求异、新颖、独特是创新思维的目标思路上的新颖性主要表现为不盲从、不满足现有的方式或方法.学生是否具备思路上的新颖性思维可依据其表达的观点进行判断故在对思路上的新颖性进行测评时可围绕学生表达的观点进行任务设计测评学生利用情境中的有效信息对现有方法的欠缺原因进行分析、提出并分析新方法的优势等方面所表现出的思维能力.任务的达成需要学生通过解读、分析、思考用新的视野看待问题、表达观点.例题 为避免蒸汽烫伤面馆厨师通常用长筷子并辅以漏勺捞大锅中的面条如图 甲家里捞面条通常只用普通筷子不需要漏勺为什么?带着这样的问题某同学实地勘察并查阅资料后建立了筷子横拿时的模型如图 乙所示 长度为 长度为、为面条所在位置.请回答下列问题:()筷子在使用时属于杠杆.()若要一次性捞起.面条需要在 点施加的力为多少牛?()如图 乙已知 长度与 长度相等长度大于 长度请列式分析长筷子捞面条需要配漏勺而短筷子不需要的原因.生活现象蕴含着科学原理因此常作为科学试题的情境.利用生活情境时需要对生活现象进行简单描述并进行初步建模这有利于学生将生活现象与科学知识相勾连.依托对生活现象的科学思考进行任务设计考查学生思路上的新颖性.本题以生活中的筷子为情境通过长短筷的不同用途引发学生认知冲突设问第()小题的分析长短筷适用于不同情境要求学生以科学事实为依据不盲从、有依据地表达自己的观点选择更好的方式考查学生思路上的新颖性.经实测学生主要对第()小题的分析有错误部分学生只分析了其中一种杠杆的受力情况表现出学生不能将所学科学知识转化为判断问题的依据未能有依据地表达自己的观点暴露了这部分学生在思路上的新颖性不足.年 月 日 第 期物理版:/.解析模型测评“视角上的灵活性”创新思维中的视角上的灵活性主要表现出根据不同对象和条件遵循具体情况具体对待的原则灵活转变思维.学生是否具备视角上的灵活性思维可在其对模型解析中进行测评故在对视角上的灵活性测评时可围绕学生对模型解析进行任务设计测评学生在不同视角上对事物分析和应用的能力任务的达成需要学生通过信息解读、设立模型、完善模型、分析模型等过程层层突破.例题 年底杭州城区掀起加装电梯的热潮图 甲为电梯结构简图图 乙所示为某同学设计的模拟电梯升降的电路设计、为电磁铁 为橡胶棒其上面的衔铁左右两端可上下运动不受磁力时衔铁回复到图示位置、为两个触点 为压敏电阻.请回答下列问题:()若图 乙中电动机所在电路的电流沿顺时针流向时轿厢上升则开关 对应的按钮上应标的符号为(选填“”或“”).()若电梯内超重时电梯停止运转则压敏电阻 应选择图 丙中的.()已知控制电路电源电压为 当电磁铁线圈中电流大于或等于 时继电器的衔铁被吸合导线和线圈电阻不计该电梯最多能承载的质量是多少千克?创新是实现工程设计的重要方法工程设计时需要在不同的视角下对事物进行判断利用工程情境进行任务设计可以考查视角上的灵活性.由于工程设计需要考虑的问题较多故在情境创设时一般要进行简化、模拟等处理使其成为理想化状态任务设计的落脚点可在工程设计本身的某一环节.本题通过模拟电梯将情境理想化排除无效的信息第()()()小题的设问中任务层层推进均为该工程的某一部分围绕“解析模型”进行任务设计它们需要学生对题中信息重新解释并从重构电梯模型、完善模型配件、分析模型功效等角度对工程进行思考考查视角上的灵活性.经实测反馈发现学生第()小题对模型的重构能力不足即重新解释信息的能力不足第()小题错误在于学生无法依据信息进行材料选择第()小题学生的错误集中在无法建构起图像、电压、电流、问题之间的关系从而无法正确进行模型分析.这些差错体现出了这部分学生视角上的灵活性不足.融合要素测评“内容上的综合性”学生是否具备内容上的综合性思维特征可在其对相关内容各要素的融合中体现故在对内容上的综合性进行测评时可围绕学生对各要素的融合进行任务设计测评学生在发现问题之后融合各方面的要素得出新方案的能力.任务的达成需要学生通过信息解读、分析不足、综合要素、得出方案等不断深入的研究来实现.例题 同学甲研究电流与电阻关系时他使用的电路如图 甲所示.实验前他将电压表直接连在由两节干电池组成的电池组两端测得电压是.实验得到的数据见表.表 实验次数定值电阻/电流表示数/.()分析实验数据可知该实验存在的不足之处有.()同学乙用图 乙所示电路对实验进行改进已知电流表使用 .量程电压表使用 量程滑动变阻器有“”“”和“”可供选择图 丙为他实验后绘制的 图像.图 丙 点到 点过程中滑动变阻器接入电路的阻值变.要完成实验应选择的滑动变阻器为.实验类试题通常会在控制变量法和转换法两个方面进行创新对该类试题情境的编制应尽量建立在教材实验的基础上进行降低学生解答的难度.在任务设计时可引导学生对试题信息和教材内容进行加工、融合由此考查学生在内容上的综合性思维.本题物理版 年 月 日 第 期 .以研究影响电流大小的因素实验为情境基于教材中的电路图(图乙)让学生根据电路图进行实验学生可能对为什么需要滑动变阻器缺乏感性认识据此试题先开展缺少滑动变阻器的实验需要学生对题中信息和教材内容进行整合、加工、分析从而实现缺少滑动变阻器向有滑动变阻器的转变并进一步提出选择合适滑动变阻器的任务由此考查内容上的综合性.实测后发现学生答题中对于第()小题回答错误有“实验次数太少存在偶然性”说明这部分学生对控制变量法的实际应用缺乏根本认识第()小题新方案中的滑动变阻器阻值变化判断和选择错误由此可知这部分学生无法运用所学知识分析原实验的不足因此对改进实验的方向不明确对于滑动变阻器与该实验的融合更是无法得知其内涵说明学生创新思维特征中内容上的综合性有所不足.结语创新思维的培养符合新时代的要求创新思维的测评势在必行.对学生创新思维的测评为教师在日常教学中培养学生创新思维奠定基调、指明方向、提供参考.创新思维是人类思维的最高水平其测评的困难可想而知.本文从创新思维特征的四个方面开展测评然而在实践中仍然会发现学生的错误解答不一定是创新思维不足导致的难以准确测评学生的创新思维.因此在进行创新思维测评试题编制时如何避免学生由于知识储备不足而导致的答题错误实现创新思维的精准测评有待进一步探索.参考文献:中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准(年版).北京:北京师范大学出版社.王亚东赵亮于海勇等.创造性思维与创新方法.北京:清华大学出版社.王耀村黄鹏飞徐宏武等.科学命题技术研究.杭州:浙江教育出版社.(收稿日期:)基于项目式学习的跨学科实践 以“制作四弦琴”为例江尚超(厦门市海沧区东孚中学 福建 厦门)摘 要:以培养学生核心素养为宗旨将跨学科实践活动以项目式学习的方式展开激发对于物理学科的兴趣用跨学科的方式处理现实生活遇到的问题.通过“制作四弦琴”项目转变传统的教学模式培养学生认真学习的态度和乐于实践、敢于创新的精神使物理学科核心素养落地生根.关键词:项目式学习跨学科声音基金项目:福建省教育科学“十四五”规划 年度立项课题“基于深度学习的初中物理项目式学习课例开发与研究”(项目编号:).作者简介:江尚超()男福建厦门人本科中学二级教师研究方向:中学物理教学研究.年 月义务教育物理课程标准(年版)正式颁布为了体现物理学科课程理念将“跨学科实践”作为义务教育物理课程内容的五个一级主题之一它又包含了三个二级主题:物理学与日常生活、物理学与工程实践、物理学与社会发展.其中日常生活与工程实践是两项重要内容要求学生观察日常生活与物理学有关的问题提出解决方案了解物理学应用于工程技术的案例进行工程实践活动发展学生跨学科运用知识能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作能力最终提升学生的物理核心素养.项目式学习项目学习()源自美国教育家 在“项目”一文中提出在认知学习理论和建构主义理论的支持下一种以学生为中心让学生通过参与各种活动来学习的教学方法.教师以课程标准和教学内容为基础以问题为导向以学生的生活经历为基础通过小组合作探索和解决生活中的实际问题并将所学应用于现实生活中.在解决问