“機(jī)械與功”進(jìn)階式大單元的教學(xué)建構(gòu)與設(shè)計(jì)

王鈺涵

深圳中學(xué)龍崗學(xué)校，廣東 深圳 518172

初中物理課程在體現(xiàn)“國(guó)家意志”，落實(shí)“立德樹人”，以及培養(yǎng)學(xué)生思維方式、價(jià)值觀等方面能起關(guān)鍵性作用［1］。初中物理深度學(xué)習(xí)倡導(dǎo)大單元進(jìn)階式學(xué)習(xí)，即站在大概念或大任務(wù)的視角，將具體知識(shí)點(diǎn)按質(zhì)量水平從低到高的方式進(jìn)行重組，要求教師依據(jù)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》和物理教材，選擇有利于培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的教材內(nèi)容知識(shí)和情境創(chuàng)設(shè)素材，制訂任務(wù)目標(biāo)，拆解任務(wù)內(nèi)容，設(shè)計(jì)任務(wù)活動(dòng)，建構(gòu)任務(wù)模式，反饋任務(wù)效果，從而建立起物理核心概念與核心素養(yǎng)之間的良好關(guān)系。開展大單元進(jìn)階式學(xué)習(xí)包括4個(gè)重要環(huán)節(jié)：確定進(jìn)階式單元主題、設(shè)計(jì)進(jìn)階式單元框架、實(shí)踐進(jìn)階式單元流程、開展進(jìn)階式單元評(píng)價(jià)（圖1）。

圖1 “初中物理深度學(xué)習(xí)”四要素

1 基于深度學(xué)習(xí)的進(jìn)階式大單元主題確定

本課例教學(xué)內(nèi)容在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中隸屬于一級(jí)主題“運(yùn)動(dòng)和相互作用”和“能量”。在人教版《物理（八年級(jí)下冊(cè)）》中，本課例分散于兩個(gè)章節(jié)：第十一章《功和機(jī)械能》（包含功和功率）和第十二章《簡(jiǎn)單機(jī)械》（包含杠桿、滑輪和機(jī)械效率）。機(jī)械與社會(huì)生活發(fā)展緊密相關(guān)，而功是解釋機(jī)械現(xiàn)象、研究機(jī)械問題的重要基礎(chǔ)，是理解機(jī)械效率的關(guān)鍵點(diǎn)，也是比較機(jī)械性能及相關(guān)概念的基礎(chǔ)。“機(jī)械”與“功”兩個(gè)核心概念成為“力和機(jī)械能”的紐帶，有著承上啟下的作用（圖2），故深度學(xué)習(xí)的進(jìn)階式大單元主題為“機(jī)械與功”。

圖2 進(jìn)階式大單元主題解讀

2 基于核心素養(yǎng)的進(jìn)階式大單元內(nèi)容研究

本單元從機(jī)械性能的實(shí)驗(yàn)探究及功和能的概念出發(fā)構(gòu)建出進(jìn)階式大單元整體架構(gòu)，如圖3所示。對(duì)“機(jī)械與功”的進(jìn)階式大單元學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生全面了解簡(jiǎn)單機(jī)械的相關(guān)物理概念和原理，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度；有利于學(xué)生從整體與局部相結(jié)合的視角分析機(jī)械性能的優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際的有機(jī)融合；有利于學(xué)生從多維度的視角動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)機(jī)械在不同真實(shí)場(chǎng)景中的作用，進(jìn)一步形成探索自然的物理觀念。

圖3 “機(jī)械與功”進(jìn)階式大單元整體架構(gòu)

經(jīng)實(shí)踐研究，筆者將“機(jī)械與功”進(jìn)階式大單元教學(xué)設(shè)計(jì)分解為5個(gè)結(jié)構(gòu)化、情境化的質(zhì)量水平（表1），以幫助學(xué)生全面地認(rèn)識(shí)生活中的機(jī)械，進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析機(jī)械性能的基本方法，實(shí)現(xiàn)初中物理“育人導(dǎo)向”的目標(biāo)［2］。

表1 “機(jī)械與功”進(jìn)階式大單元教學(xué)整體建構(gòu)

3 基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)階式大單元框架設(shè)計(jì)

初中學(xué)生對(duì)物理觀念的學(xué)習(xí)并不是一步到位的，這就要求教師在設(shè)計(jì)大單元教學(xué)時(shí)進(jìn)階式地幫助學(xué)生理解核心概念。因此，可采用進(jìn)階法重組教材內(nèi)容，依據(jù)進(jìn)階式大單元的教學(xué)目標(biāo)拆解任務(wù)、設(shè)置課時(shí)并建立與物理核心素養(yǎng)的緊密聯(lián)系（表2）。

4 基于情境創(chuàng)設(shè)的進(jìn)階式大單元教學(xué)實(shí)踐

物理核心素養(yǎng)的提升需基于問題情境設(shè)計(jì)進(jìn)階式學(xué)習(xí)任務(wù)，從而達(dá)成認(rèn)知沖突，完成概念建構(gòu)，通過引導(dǎo)讓學(xué)生逐步形成圍繞物理觀念的大單元體系，提高學(xué)生的建模、探究及遷移能力。基于以上理論分析，“機(jī)械與功”進(jìn)階式大單元的設(shè)計(jì)如下。

4.1 “認(rèn)識(shí)不同機(jī)械”的進(jìn)階式小單元教學(xué)設(shè)計(jì)

“認(rèn)識(shí)不同機(jī)械”的教學(xué)設(shè)計(jì)共2課時(shí)，如表3、表4所示。

表3 第一課時(shí)“杠桿的平衡條件”：通過“桿秤”情境理解概念

表4 第二課時(shí)“滑輪及其作用”：通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)認(rèn)知自主建構(gòu)模型

4.2 “探究‘勞苦’是否‘功高’”的進(jìn)階式小單元教學(xué)設(shè)計(jì)

“探究‘勞苦’是否‘功高’”的教學(xué)設(shè)計(jì)共2課時(shí)，如表5、表6所示。

表5 第一課時(shí)“怎樣判斷是否做功”：通過道具區(qū)分“做工”和“做功”

表6 第二課時(shí)“怎樣比較做功快慢”：通過創(chuàng)設(shè)情境提取“功率”的本質(zhì)

4.3 “區(qū)分功率與效率”的進(jìn)階式小單元教學(xué)設(shè)計(jì)

“區(qū)分功率與效率”的教學(xué)設(shè)計(jì)共2課時(shí)，如表7、表8所示。

表7 第一課時(shí)“構(gòu)建機(jī)械效率概念”：通過類比及實(shí)驗(yàn)探究歸納物理概念

表8 第二課時(shí)“如何提高機(jī)械效率”：通過典型案例分組探究得出結(jié)論

4.4 “多維度比較機(jī)械性能”的進(jìn)階式小單元教學(xué)設(shè)計(jì)

“多維度比較機(jī)械性能”的教學(xué)設(shè)計(jì)共1課時(shí)，如表9所示。

表9 “多維度比較機(jī)械性能”：通過比較生活中的場(chǎng)景綜合分析機(jī)械性能

4.5 “項(xiàng)目式學(xué)習(xí)拓展作業(yè)”的進(jìn)階式小單元教學(xué)設(shè)計(jì)

“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)拓展作業(yè)”的教學(xué)設(shè)計(jì)共1課時(shí)，如表10所示。

表10 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)拓展作業(yè)

5 基于進(jìn)階式大單元教學(xué)設(shè)計(jì)的思考

如圖4所示，大單元進(jìn)階式教學(xué)設(shè)計(jì)的綜合分析有4個(gè)維度：學(xué)生的真實(shí)情況分析；課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容分析；物理學(xué)科核心素養(yǎng)；物理知識(shí)、方法和規(guī)律。大單元進(jìn)階式教學(xué)設(shè)計(jì)采用“目標(biāo)先行”的方式，以“情境創(chuàng)設(shè)—問題提出—活動(dòng)設(shè)計(jì)”為線索來引導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的能力。

圖4 進(jìn)階式大單元教學(xué)線索