指向相互作用觀念的逆向設(shè)計(jì)與實(shí)施

張淼

［摘 要］培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念是落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，而物理觀念中的相互作用觀念是理解力與運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。基于逆向設(shè)計(jì)，以目標(biāo)為導(dǎo)向，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境，并通過(guò)證據(jù)來(lái)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)業(yè)水平；再基于監(jiān)測(cè)結(jié)果和學(xué)生的實(shí)際學(xué)業(yè)水平調(diào)整教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生較好地理解與掌握科學(xué)知識(shí)。文章以“共點(diǎn)力的平衡”為例進(jìn)行分析探討。

［關(guān)鍵詞］相互作用觀念；逆向設(shè)計(jì)；共點(diǎn)力的平衡

［中圖分類號(hào)］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2023）17-0035-03

一、相互作用觀的內(nèi)涵與價(jià)值

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》［1］中指出，物理觀念是從物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題的基礎(chǔ)。物理觀念包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念。

相互作用觀念體現(xiàn)了一個(gè)或多個(gè)物體在受到若干個(gè)力的作用時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)，或平衡，或具有加速度。相互作用觀念的形成是物質(zhì)觀念和運(yùn)動(dòng)觀念后的自然延伸，也為能量觀念的形成打下知識(shí)基礎(chǔ)。因此，塑造正確的相互作用觀念是發(fā)展核心素養(yǎng)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)。

二、基于逆向設(shè)計(jì)的教學(xué)主張

逆向設(shè)計(jì)理論主張教學(xué)活動(dòng)應(yīng)該從教師期望的學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果出發(fā)，擬定過(guò)程性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)后，設(shè)計(jì)符合學(xué)情的學(xué)習(xí)活動(dòng)［2］。如同帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)啟學(xué)習(xí)之旅，首先應(yīng)使學(xué)生明確他們將要到達(dá)的目的地，教師作為引路人，要判定學(xué)生在每一段旅程中是否跟上了“大部隊(duì)”，然后再構(gòu)思設(shè)計(jì)能夠引領(lǐng)和激發(fā)學(xué)生前行的策略。在“旅途”中，師生要“不忘初心”，牢記和緊盯學(xué)習(xí)結(jié)果，用評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程的推進(jìn)，并且使學(xué)習(xí)活動(dòng)具備有效性和吸引力。

三、指向相互作用觀念的逆向設(shè)計(jì)

格蘭特·維金斯和杰伊·麥克泰格在其著作《追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)》中談到“理解是教學(xué)設(shè)計(jì)的靈魂”。學(xué)習(xí)目標(biāo)是課程與教學(xué)的核心，教、學(xué)、評(píng)應(yīng)“共享”學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)定之后，再設(shè)計(jì)證明目標(biāo)已達(dá)成的學(xué)習(xí)任務(wù)，即評(píng)價(jià)證據(jù)，學(xué)習(xí)經(jīng)歷應(yīng)鑲?cè)朐u(píng)價(jià)證據(jù)［3］。基于逆向設(shè)計(jì)的課堂可分為3個(gè)階段，下面結(jié)合本節(jié)課的教學(xué)實(shí)際，設(shè)計(jì)其關(guān)系圖（見(jiàn)圖1）。

具體教學(xué)設(shè)計(jì)如表1、表2和表3所示。

四、指向相互作用觀念的教學(xué)實(shí)施

相互作用觀念的養(yǎng)成是物理學(xué)習(xí)中更高層次的要求，也是物理教學(xué)中追求的更高目標(biāo)。學(xué)生在熟悉的生活情境中建立物理模型，運(yùn)用物理概念和規(guī)律解釋生產(chǎn)生活現(xiàn)象的能力體現(xiàn)了對(duì)物理觀念的理解水平，其關(guān)系如圖2所示。

（一）創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)式情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

物理課程的學(xué)習(xí)要做到“從生活中來(lái)，到生活中去”。抓住學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)是教師創(chuàng)設(shè)情境前首要考慮的問(wèn)題。感知類的情境能引起學(xué)生的共鳴，體驗(yàn)式情境能激發(fā)學(xué)生的探索欲，兩者相結(jié)合才能引導(dǎo)學(xué)生從普遍的物理情境中抽象出事物的本質(zhì)特征，并聚焦要研究的問(wèn)題，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

［教學(xué)片段］

師：雜技演員走鋼絲時(shí)為什么要手握鋼管或者手臂來(lái)回?cái)[動(dòng)呢？

生1：要保持重心的平衡。

師：具體來(lái)說(shuō)，重心在哪里？

生2：應(yīng)該和演員受到的支持力在同一豎直方向上。

師：如果物體受到多個(gè)力呢？（展示港珠澳大橋圖片）港珠澳大橋的橋梁受到了多根拉索的作用，橋梁受力滿足什么規(guī)律呢？

此時(shí)，學(xué)生普遍感覺(jué)比較困惑，教師順勢(shì)發(fā)問(wèn)。

師：同學(xué)們體育課上做引體向上，當(dāng)“緩慢上升”時(shí)，可不可以看作平衡狀態(tài)？

生（齊）：可以！

師：咱們班引體向上做得最好的是誰(shuí)？

學(xué)生熱情很高，一致指向A同學(xué)。筆者邀請(qǐng)?jiān)撋プ〗淌议T(mén)框，在確保安全的前提下現(xiàn)場(chǎng)演示不斷增大雙臂張角時(shí)完成引體向上，引來(lái)學(xué)生掌聲！學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)，感受雙臂張開(kāi)后，完成動(dòng)作較吃力，但對(duì)于其中緣由，并不能馬上給出解釋。從而引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)主題。

（二）組織合作探究，使物理規(guī)律可視

實(shí)驗(yàn)與探究的能力是解釋自然現(xiàn)象、揭示物理規(guī)律的關(guān)鍵能力。合作探究能塑造學(xué)生與他人共享學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)成果的良好品質(zhì)，也能培養(yǎng)與人合作交流的優(yōu)秀習(xí)慣。教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑥膶W(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)合理、可行的實(shí)驗(yàn)方案，觀察學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中的具體實(shí)操表現(xiàn)。筆者按照課前設(shè)計(jì)的學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)方案，監(jiān)測(cè)學(xué)生探究過(guò)程并適時(shí)給予指導(dǎo)，以保持教、學(xué)、評(píng)一致性，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)圖3。學(xué)生在小組探究中作出力的圖示（見(jiàn)圖4），匯總各小組的作圖后歸納總結(jié)其規(guī)律，揭示了共點(diǎn)力平衡的條件。

（三）搭建沉浸式舞臺(tái)，解決具體問(wèn)題

為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的理解，需要從學(xué)生視角創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，最好從學(xué)生日常生活中常用、常見(jiàn)的一些生活實(shí)踐類情境入手。以“學(xué)生對(duì)教室進(jìn)行立體大清潔”為情境主線，對(duì)以下事件中的平衡問(wèn)題進(jìn)行分析。

（四）設(shè)置開(kāi)放式問(wèn)題，落實(shí)物理觀念

俗話說(shuō)“學(xué)貴有疑”，而學(xué)生的疑問(wèn)大多來(lái)自教師的問(wèn)題，所以教師設(shè)問(wèn)質(zhì)量的高低對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升起到關(guān)鍵作用。開(kāi)放式問(wèn)題相對(duì)于選擇性問(wèn)題和封閉式問(wèn)題更能促進(jìn)師生進(jìn)一步對(duì)話交流，對(duì)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)和復(fù)雜思維能力的培養(yǎng)有顯著的促進(jìn)作用，更利于學(xué)生完成知識(shí)的遷移和核心素養(yǎng)的落實(shí)。

開(kāi)放問(wèn)題1：斜向上拉動(dòng)拖把和斜向下推動(dòng)拖把，為什么拖地效果有差異？請(qǐng)結(jié)合你的實(shí)際感受構(gòu)建物理模型，分析并解釋原因。

開(kāi)放問(wèn)題2：要使小朋友沿著滑梯勻速下滑，應(yīng)怎么做？請(qǐng)?zhí)骄炕輧A角和動(dòng)摩擦因數(shù)之間的關(guān)系。

開(kāi)放問(wèn)題3：研究性學(xué)習(xí)——請(qǐng)利用力傳感器探究三力平衡中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析作對(duì)比，形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

五、結(jié)束語(yǔ)

物理觀念中的相互作用觀念的形成是本節(jié)課教學(xué)的終點(diǎn)，而起點(diǎn)是對(duì)研究問(wèn)題的模型建構(gòu)，重點(diǎn)是對(duì)平衡規(guī)律的理解，難點(diǎn)在于對(duì)紛繁復(fù)雜的情境中物理規(guī)律的提煉。教學(xué)中教師應(yīng)本著“評(píng)價(jià)先于活動(dòng)”的原則，立足學(xué)生視角，從教學(xué)終點(diǎn)逆向設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，并適時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生已達(dá)到的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，促使學(xué)生逐步形成對(duì)物理情境的心理表征，從而真正落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版［S］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］? 談馬平.高中物理逆向教學(xué)設(shè)計(jì)研究：以人教版“共點(diǎn)力的平衡”教學(xué)為例［J］.中學(xué)物理教學(xué)參考，2022（3）：9-10.

［3］? 任虎虎.指向物理觀念的逆向設(shè)計(jì)與實(shí)施策略：以新教材必修1“超重和失重”教學(xué)為例［J］.物理教師，2021（7）：23-26.

［4］? 戴小民.基于理解的逆向教學(xué)設(shè)計(jì)探索：以高中基礎(chǔ)型物理“磁場(chǎng)”單元設(shè)計(jì)為例［J］.物理教學(xué)，2017（11）：11-14，43.