指向深度學(xué)習(xí)的初中物理綜合實踐活動的深度備課

摘 要：蘇科版物理教材中除基礎(chǔ)課程外還額外增設(shè)學(xué)生動手的綜合實踐活動，教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，很多教師在講解“綜合實踐活動”時常以習(xí)題訓(xùn)練為主，忽視學(xué)生自主知識網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)驗的建構(gòu)過程，多數(shù)學(xué)生停留在機械記憶層級，不能對實踐活動進(jìn)行深度思考，本文介紹一種基于學(xué)生深度學(xué)習(xí)的實踐活動備課方法，以期提升綜合實踐活動課的教學(xué)質(zhì)量.

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);深度備課;綜合實踐活動

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）08-0056-03

作者簡介：周曉娟（1977-），女，江蘇徐州人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)物理實驗與教學(xué)研究.

所謂深度學(xué)習(xí)就是學(xué)生能根據(jù)現(xiàn)階段學(xué)習(xí)動機主動調(diào)用已有的知識經(jīng)驗，構(gòu)建出專屬自己的知識脈絡(luò)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中嘗試與他人開展及時、有效的溝通與合作，同時輔以個性化理解;能抓住學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)鍵特征，全面把握學(xué)科知識的內(nèi)在聯(lián)系與本質(zhì)，能將所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行拓展、遷移并加以應(yīng)用、創(chuàng)新.而若想使學(xué)生實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，教師首先應(yīng)進(jìn)行深度備課.

深度備課與傳統(tǒng)備課不同之處就在于以學(xué)生的深度學(xué)習(xí)為目的，考慮綜合實踐活動教學(xué)的實踐性，通過備以課程目標(biāo)為核心分解的實驗探究目標(biāo)，備以優(yōu)化實驗資源為載體、為目標(biāo)的實驗資源，備以問題串為主線的符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的思維載體，備以有效性評價為落腳點的評價方式來更加行之有效地幫助學(xué)生構(gòu)建物理知識脈絡(luò)，提升學(xué)生科學(xué)思維能力與創(chuàng)造能力.

下面筆者結(jié)合“自制吸管密度計”的備課過程系統(tǒng)闡述深度備課過程中遇到的問題以及相應(yīng)的解決策略.

1 備以課程目標(biāo)為核心分解的實驗探究目標(biāo)

1.1 課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求與分析

自制吸管密度計是蘇科版物理第十章浮力章節(jié)尾聲的學(xué)習(xí)內(nèi)容，也是基于浮力知識解決密度測量的方法之一，本節(jié)將浮力知識與密度知識有機整合起來，對學(xué)生理解能力要求較高.課程標(biāo)準(zhǔn)對浮力的內(nèi)容要求是“運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象”，對密度的內(nèi)容要求是“會測量固體和液體的密度.解釋生活中一些與密度有關(guān)的物理現(xiàn)象.”活動建議中提到“測量一些固體和液體的密度.如讓學(xué)生自己設(shè)計一種方案，測量醬油、食用油、醋、鹽、塑料制品、肥皂以及牛奶等物品的密度.”從認(rèn)知性目標(biāo)分析，該部分內(nèi)容屬于知道層次;從體驗性目標(biāo)分析，該部分內(nèi)容屬于經(jīng)歷層次.由課標(biāo)可知，該部分內(nèi)容對學(xué)生的能力要求較高，需要學(xué)生親自動手實踐、遇到困難、及時解決問題，不斷嘗試新方法、新方案，這就勢必對教師備課提出較高要求，教師需要精心準(zhǔn)備實驗資源、優(yōu)化實驗流程設(shè)計，打磨實驗教學(xué)問題串，以上每個環(huán)節(jié)都是深度備課的有機組成部分.

1.2 基于課程目標(biāo)分解的實驗探究目標(biāo)

根據(jù)對課程相關(guān)內(nèi)容的解讀，結(jié)合學(xué)校生源實際，對本節(jié)課的具體學(xué)習(xí)目標(biāo)做如下闡述：

（1）通過雞蛋在淡鹽水和濃鹽水中漂浮情況，初步發(fā)現(xiàn)同一物體在不同密度液體中受到浮力相同，排開液體的體積不同，引發(fā)學(xué)生思考排開液體體積可能與液體密度有關(guān);（2）如圖1所示，利用裝有配重的紙船讓其分別漂浮在0.8g/cm3酒精、0.9g/cm3色拉油和水中，讓學(xué)生標(biāo)注三條“吃水線”，初步體驗標(biāo)注刻度線的方法;（3）設(shè)法將吸管一端封閉，尋找封閉方法的同時探尋吸管內(nèi)配重物應(yīng)該選擇什么最為合適，學(xué)會使用手頭實驗資源優(yōu)化實驗效果;（4）怎樣在吸管上標(biāo)刻度，你有哪些方法？刻度線怎么標(biāo)最方便？思考標(biāo)刻度的簡便方法，集思廣益，攻克難關(guān);（5）如何使吸管密度計測量液體密度更加精確？（增大刻度線之間的距離方法）學(xué)會理性分析數(shù)據(jù)，能否使數(shù)據(jù)更優(yōu)化;（6）吸管密度計測量密度的誤差分析，通過數(shù)據(jù)分析比較，有效觀察自制吸管密度計的準(zhǔn)確度，學(xué)會對自制器材進(jìn)行量化評估.

2 備以優(yōu)化實驗資源載體為目標(biāo)的實驗資源

2.1 教材建議器材的優(yōu)勢與不足

蘇科版物理教材“自制吸管密度計”的活動通常采用下述器材：吸管、石蠟、細(xì)沙、白紙、燒杯或量筒、記號筆和刻度尺.教材之所以選用這些器材，是因為就地取材，方便學(xué)生開展實驗，但選擇上述器材也有不足之處：（1）石蠟封吸管不太牢固，容易出現(xiàn)裂縫或者在配重物較多時，石蠟在壓迫下從吸管中滑出;（2）細(xì)沙裝入吸管中容易裝備過多，導(dǎo)致吸管中放入紙條標(biāo)注刻度困難;（3）燒杯或量筒在器材準(zhǔn)備過程中耗時，同時燒杯深度太小，吸管密度計容易觸底而25mL量程量筒容易破裂，對器材消耗較大;（4）隔著燒杯或量筒外壁測量吸管浸入液體中的深度不容易測量，導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差較大.

2.2 實驗資源的選取與優(yōu)化

用熱熔膠槍對塑料吸管進(jìn)行封底，方便快捷，靜置2分鐘左右，待熱熔膠定型后可以有效避免配重滑落.吸管中配重改為鐵砂，在V排相同情況下，鐵砂盛入量小于細(xì)沙，為塞入紙條標(biāo)注刻度留有余地.燒杯或量筒由于耗材較大且占用空間，建議學(xué)生攜帶薯條筒.吸管密度計浸入液體深度標(biāo)注可以替代法：先測量吸管密度計自身長度記為L總，再用另一根吸管一端觸及液面，另一端用剪刀減去多余部分，使其與吸管密度計的頭部相平，測量這根吸管的長度，記為L，則浸入液體深度H =L總-L.

2.3 對實驗資源的深度思考與回歸

在選擇器材的備課過程中，蘇科版教材標(biāo)注的方式是：先通過公式利用浸入水中的深度H，測量H如圖2中甲所示，將測得的H代入h=ρ水ρ液H公式中，分別計算出密度為0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3等溶液對應(yīng)的刻度線，然后在紙上畫出刻度線最后塞入吸管中，有沒有更加精確的標(biāo)注方法呢？

如圖2b所示，利用酒精和水混合、糖和鹽水混合可以配置出密度從0.8g/cm3到1.2g/cm3的任意溶液，將空量筒放在電子秤上按“去皮”鍵清零，通過稱取100mL溶液對應(yīng)的質(zhì)量，計算出配置溶液的密度，如圖c和d，分別稱取100mL可樂溶液和色拉油的質(zhì)量，計算出溶液密度便于開展吸管密度計刻度線的后續(xù)操作.學(xué)生將自制的吸管密度計分別放置在自己配置的密度為0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3溶液中，利用彩色吸管與露出端吻合，剪斷吻合部分，從溶液中取出吸管密度計，根據(jù)彩色吸管長度分別標(biāo)度刻度，有效降低第一種計算方法標(biāo)度帶來的理解困難，避免基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生將實踐探究活動僅等同于動手體驗的過程，如果采取兩種標(biāo)注刻度方法可以有效檢驗標(biāo)注刻度線的偏差情況，對自制的吸管密度計進(jìn)行合理的評估.

3 備以問題串為主線的符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的思維載體

3.1 問題串的精準(zhǔn)設(shè)計

根據(jù)綜合實踐活動內(nèi)容，將自制吸管密度計探究知識點分解為相互聯(lián)系的邏輯結(jié)構(gòu)體系，在每個環(huán)節(jié)中配合相關(guān)指向?qū)W習(xí)目標(biāo)的系列問題，激發(fā)學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生掌握知識與技能，具體設(shè)計如圖3所示.

3.2 用圖式法展現(xiàn)刻度線位置關(guān)系

標(biāo)注刻度線是本節(jié)活動課的難點，學(xué)生對教材中展示的通過公式計算標(biāo)注刻度線的方法理解晦澀，直接讓學(xué)生上手操作會非常困難，教師若通過圖式的方法，讓學(xué)生直觀地發(fā)現(xiàn)刻度線之間的數(shù)量關(guān)系，同時在黑板上板圖出豎直的吸管密度計并對其標(biāo)注，體會刻度線之間的位置關(guān)系，就能夠有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo).例如，有一組參考數(shù)據(jù)，見表1.

根據(jù)表中數(shù)據(jù)用彩色粉筆畫線代表浸入密度不同液體中的刻度線在黑板上完成貼圖游戲，如圖4所示.

實驗數(shù)據(jù)越多，越容易看出刻度線之間的位置關(guān)系.

4 備以有效評價為落腳點的評價方式

評價不僅是教學(xué)終點，也是教學(xué)起點.只有好的評價，才能做到有的放矢，有效達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，才能有效了解學(xué)生學(xué)習(xí)的深度與廣度，因此設(shè)計合理的綜合實踐活動評價標(biāo)準(zhǔn)可以對活動的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行評估，為預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提供比照、參考（見表2）.

5 結(jié)束語

通過情境創(chuàng)設(shè)、豐富與優(yōu)化實驗資源、架構(gòu)活動與問題體系開展深度備課，讓學(xué)生在綜合實踐活動學(xué)習(xí)中更好建構(gòu)知識脈絡(luò)，全面自主掌握知識體系，最終完成對知識的遷移與應(yīng)用，達(dá)成深度學(xué)習(xí)目標(biāo).實質(zhì)上，讓學(xué)生深度學(xué)習(xí)的目的就是培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)，逐步建構(gòu)物理觀念與形成關(guān)鍵能力，為其終身發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]李嘯，唐學(xué)民.基于STEM教育理念的IYPT實驗中學(xué)課外實踐研究——以IYPT 2018年第5題為例[J].中學(xué)物理，2020，38（11）：23-25.

[3]陸衛(wèi)兵.將STEM教育融入初中物理綜合實踐活動的教學(xué)——以學(xué)生進(jìn)行“簡易密度計”制作為例[J].物理教師，2019，40（05）：43-45.

[4]姚秀偉，孫寶東，陳藝丹.打造證據(jù)課堂從深度備課開始[J].物理教師，2021，42（02）：38-39+43.

[5]陳培鳳，季衛(wèi)新.深度備課：初中物理實驗教學(xué)中發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的策略——以“探究凸透鏡成像的規(guī)律”教學(xué)設(shè)計為例[J].物理教師，2019，40（02）：23-26.

（收稿日期：2020-11-29）