基于核心素養(yǎng)的初中物理大單元教學(xué)策略研究

熊揚(yáng)揚(yáng)

(重慶市魯能巴蜀中學(xué)校,重慶 江北區(qū) 400025)

在當(dāng)今快速發(fā)展的科技時代,初中物理教育的目標(biāo)不僅僅是傳授知識,更是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),提高他們的創(chuàng)造性思維和解決問題的能力.教育者們面臨的挑戰(zhàn)是如何通過新穎而實(shí)踐性的教學(xué)策略,引領(lǐng)學(xué)生走向科學(xué)的深度與廣度.文章將探討基于核心素養(yǎng)的初中物理大單元教學(xué)策略,聚焦于情境創(chuàng)設(shè)、深度學(xué)習(xí)、任務(wù)驅(qū)動和實(shí)踐探究等方法的運(yùn)用.通過這一全新的教學(xué)模式,我們期望能夠激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的熱情,培養(yǎng)其深刻理解和實(shí)際運(yùn)用知識的能力,為他們的未來學(xué)科探索和職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

1 基于情境創(chuàng)設(shè)的進(jìn)階式大單元主題確定

為了提升物理核心素養(yǎng),需要設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生在特定情境中遇到認(rèn)知挑戰(zhàn),構(gòu)建新概念,有助于逐步建立圍繞核心物理觀念的學(xué)習(xí)體系,培養(yǎng)學(xué)生的建模意識、探究能力和知識遷移能力.通過貼近生活的實(shí)際問題,引發(fā)思考,學(xué)生可以更好地融入學(xué)習(xí)過程,從中收獲知識和技能,培養(yǎng)核心素養(yǎng)[1].

例如,在學(xué)習(xí)完成力學(xué)、運(yùn)動和力相關(guān)知識之后,教師可以結(jié)合學(xué)生興趣確定一個“游樂園過山車”的大單元主題活動.利用多媒體或者模型等在課堂中創(chuàng)設(shè)一個具體的教學(xué)情境,其中包括彈力、重力、摩擦力、二力平衡以及牛頓第一定律等知識點(diǎn).讓學(xué)生在具體情境中將物理知識與生活實(shí)際進(jìn)行聯(lián)系,從而加深學(xué)生對知識的理解和掌握.如在播放過山車視頻之后,引導(dǎo)學(xué)生說出乘坐過山車的實(shí)際體會,有的學(xué)生會提出有失重的感覺,此時教師可以引導(dǎo)學(xué)生將這種現(xiàn)象與重力產(chǎn)生的原理進(jìn)行聯(lián)系.通過引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考和討論,教師可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣,使他們在實(shí)際應(yīng)用中更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的物理知識.

這樣的情境創(chuàng)設(shè)不僅使學(xué)生在學(xué)習(xí)中更加主動參與,還能培養(yǎng)他們解決問題的能力和創(chuàng)新思維.通過與實(shí)際情境的結(jié)合,學(xué)生將更容易理解抽象的物理概念,并能夠?qū)⑦@些知識應(yīng)用到實(shí)際生活中,培養(yǎng)出更全面的核心素養(yǎng).因此,基于情境創(chuàng)設(shè)的進(jìn)階式大單元主題確定在物理教育中具有重要的意義,有助于提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和綜合能力.

通過貼近生活、實(shí)際情境的學(xué)習(xí)任務(wù),促進(jìn)學(xué)生思考、發(fā)現(xiàn)問題,提升解決問題的能力,培養(yǎng)他們的科學(xué)思維.同時,教師的引導(dǎo)和問題的提出也引發(fā)學(xué)生對物理現(xiàn)象的好奇心,讓他們學(xué)會通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析來深入理解物理原理,從而形成科學(xué)探究的態(tài)度.這樣的教學(xué)策略不僅僅是教授知識,更是引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中培養(yǎng)自己的科學(xué)能力,為其未來的學(xué)習(xí)和探索奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

2 基于深度學(xué)習(xí)的進(jìn)階式大單元內(nèi)容研究

深度學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生對知識的深刻理解和應(yīng)用能力的重要方式.在物理大單元設(shè)計(jì)中,基于深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容研究旨在讓學(xué)生深入探索物理概念、法則和現(xiàn)象,建立完整的知識體系.通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)、開展深度思考和實(shí)踐性任務(wù),促進(jìn)其對物理學(xué)的深刻理解和運(yùn)用[2].

例如,以“功和機(jī)械能”為例,機(jī)械與社會生活發(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),是促進(jìn)理解機(jī)械效率概念的關(guān)鍵點(diǎn),也是正確理解比較機(jī)械性能及相關(guān)概念的基礎(chǔ).兩個核心概念成為力和機(jī)械能的紐帶,有著承上啟下的作用,如圖1為確定深度學(xué)習(xí)的進(jìn)階式大單元,主題為“機(jī)械與功”.

圖1 機(jī)械與功

在這個“功和機(jī)械能”深度學(xué)習(xí)單元中,教師以自行車運(yùn)動為例的活動設(shè)計(jì)需要詳細(xì)考慮學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與探究過程.首先,學(xué)生按小組展開活動.每個小組獲得一個自行車模型和測功儀,任務(wù)是測量并分析在不同齒輪轉(zhuǎn)速下的輸入功,并記錄騎行時齒輪的速度和所施加的力的變化.學(xué)生可以自主決定測量的參數(shù)范圍和設(shè)計(jì)測量方法,這樣能更好地引導(dǎo)他們?nèi)ヌ剿骱屠斫恺X輪系統(tǒng)的功率輸出.隨后,教師組織學(xué)生小組間進(jìn)行討論,讓他們分享數(shù)據(jù)結(jié)果.通過學(xué)生間的交流,可以促進(jìn)他們理解齒輪系統(tǒng)對功率輸出的影響,并激發(fā)他們?nèi)ヌ岢龈倪M(jìn)方案,如更高效的齒輪設(shè)計(jì)或其他方式來提升機(jī)械能輸出.接著,教師可以指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),討論騎行時不同齒輪速度和力的變化之間的關(guān)系.這種數(shù)據(jù)分析有助于學(xué)生更深入地理解功和機(jī)械能轉(zhuǎn)化的原理,以及齒輪系統(tǒng)在這個轉(zhuǎn)化過程中的作用.最后,學(xué)生將匯總他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和改進(jìn)方案,并展示給全班.這個階段的重點(diǎn)在于學(xué)生的表達(dá)能力和展示方式,他們需要清晰地解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果、改進(jìn)想法以及對功和機(jī)械能轉(zhuǎn)化的理解.通過這個展示過程,學(xué)生不僅可以展示他們的學(xué)習(xí)成果,還能夠?qū)W會如何有效地傳達(dá)和分享他們的物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn).

這種深度學(xué)習(xí)的方法不僅注重于理論知識的傳授,更強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過實(shí)踐性學(xué)習(xí)和思辨性任務(wù)來建立對物理學(xué)知識的深刻理解.這樣的學(xué)習(xí)方式將使學(xué)生更全面地理解并應(yīng)用物理學(xué)中的核心概念.

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

基于任務(wù)驅(qū)動的進(jìn)階式大單元框架設(shè)計(jì)是一種以學(xué)生參與具體任務(wù)為核心,通過漸進(jìn)的學(xué)習(xí)活動來促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和能力提升的教學(xué)方法.首先,引入引人入勝的實(shí)際問題,明確任務(wù)目標(biāo).接著,將整個任務(wù)分解成小任務(wù),每個對應(yīng)一個知識點(diǎn).在任務(wù)開始前,引入相關(guān)知識點(diǎn).學(xué)生通過小組或個人方式實(shí)施每個小任務(wù),鼓勵合作學(xué)習(xí)和討論[3].隨后,將各小任務(wù)整合成完整項(xiàng)目,并引導(dǎo)學(xué)生深度思考和反思.最后,學(xué)生向全班展示成果,接受反饋與評價.這個框架通過實(shí)際問題激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)深度思考和解決問題的能力.

例如,將杠桿、輪軸和滑輪相關(guān)知識進(jìn)行融合作為大單元主題,之后提出問題“什么是簡單機(jī)械?”教師通過創(chuàng)設(shè)進(jìn)階式大單元學(xué)習(xí)任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行逐步深入學(xué)習(xí).

任務(wù)一:簡單機(jī)械的定義是什么?

任務(wù)二:簡單機(jī)械通常具有哪些特點(diǎn)?

任務(wù)三:生活中還有哪些工具或者事物應(yīng)用了簡單機(jī)械?

任務(wù)四:請分組任選一個或二個簡單機(jī)械知識點(diǎn)制作一個工具.

其中任務(wù)一、二便于讓學(xué)生了解簡單機(jī)械的基本原理和特征,任務(wù)三、四是對教學(xué)的升華,鼓勵學(xué)生將所學(xué)習(xí)的物理知識與生活實(shí)際進(jìn)行聯(lián)系,拓展學(xué)生對簡單機(jī)械的理解和掌握.

又如,學(xué)生在實(shí)踐探索中發(fā)現(xiàn)有省力杠桿也有費(fèi)力杠桿,杠桿的使用以目的為標(biāo)準(zhǔn),如圖2中費(fèi)力杠桿為哪個?

圖2 杠桿示意圖

其中鋼絲鉗、撬棒、獨(dú)輪車為省力杠桿,因?yàn)閯恿Ρ鄞笥谧枇Ρ?釣魚竿是費(fèi)力杠桿.用手拿著釣魚竿,則釣魚竿的支點(diǎn)在手掌的下部,而其動力臂的作用點(diǎn)在食指與拇指之間,阻力臂在竿子的頂端,這樣我們就很容易理解阻力臂遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動力臂,因此,釣魚竿為費(fèi)力杠桿.

采用以上方法將杠桿、輪滑和輪軸相關(guān)知識進(jìn)行整合,加強(qiáng)學(xué)生對不同機(jī)械知識點(diǎn)之間的聯(lián)系,從而為學(xué)生實(shí)踐活動提供理論基礎(chǔ).同時這也是任務(wù)五的進(jìn)階學(xué)習(xí)內(nèi)容,促使學(xué)生在實(shí)踐中重新梳理知識并運(yùn)用實(shí)踐驗(yàn)證理論的合理性.

4 基于實(shí)踐探究的進(jìn)階式大單元教學(xué)實(shí)踐

創(chuàng)設(shè)實(shí)踐性大單元教學(xué)設(shè)計(jì)在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)方面具有顯著作用.通過將學(xué)科知識與實(shí)際問題相結(jié)合,學(xué)生能夠在解決實(shí)際問題的過程中提升問題解決能力.這種教學(xué)設(shè)計(jì)不僅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣,還有助于培養(yǎng)批判性思維,提升綜合素養(yǎng)[4].

例如,在“聲音工程挑戰(zhàn)賽”大單元實(shí)踐活動中,為了更貼近初中學(xué)生的實(shí)際情境,我們設(shè)計(jì)了一個有趣的聲音工程探索活動.以音樂為媒介,讓學(xué)生在實(shí)踐中深入了解聲音的奧秘,學(xué)生將參與一場簡要的聲音原理講座,這可為他們提供必要的知識基礎(chǔ),并通過生動的實(shí)例引發(fā)對聲音工程的興趣.接下來,學(xué)生將被分成小組,每個小組的任務(wù)是設(shè)計(jì)并構(gòu)建一個簡單的音樂裝置,以展示聲音工程的原理.使用一些日常易得的材料,比如空瓶、橡皮筋、紙板等,學(xué)生將有機(jī)會親自調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)和元素,體驗(yàn)不同音調(diào).這一過程不僅將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作,還促使學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中相互合作,共同完成項(xiàng)目.在音樂裝置完成后,每個小組將進(jìn)行創(chuàng)意演示,并解釋他們設(shè)計(jì)的音樂裝置的工作原理.這一環(huán)節(jié)鼓勵學(xué)生表達(dá)自己的創(chuàng)意和理解,培養(yǎng)他們清晰而生動的表達(dá)能力.最后,學(xué)生將有機(jī)會根據(jù)反饋對他們的音樂裝置進(jìn)行改進(jìn),并重新設(shè)計(jì)以提高其創(chuàng)意和性能.這個過程不僅強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐性學(xué)習(xí)的重要性,還培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維和問題解決能力.

通過這個具體的聲音工程探索活動,初中學(xué)生將以更實(shí)際、有趣的方式學(xué)習(xí)聲音的原理,并在創(chuàng)造性實(shí)踐中應(yīng)用這些知識.這有助于激發(fā)他們對聲音工程領(lǐng)域的興趣,同時培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力.這個音樂中的聲音工程奇妙之旅將為學(xué)生提供一次獨(dú)特而難忘的學(xué)科體驗(yàn).

5 結(jié)束語

通過引入基于核心素養(yǎng)的大單元教學(xué)策略,力求實(shí)現(xiàn)更具創(chuàng)新性和實(shí)效性的教學(xué)模式.情境創(chuàng)設(shè)通過將抽象的物理概念融入真實(shí)生活場景,使學(xué)生更深入地理解科學(xué)原理.深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)通過實(shí)踐性任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生深刻的理解和應(yīng)用能力.任務(wù)驅(qū)動的框架設(shè)計(jì)讓學(xué)生在具體任務(wù)中逐步完成整個項(xiàng)目,促使深入學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作.實(shí)踐探究通過將學(xué)科知識與實(shí)際問題相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力.在這一過程中,教師扮演著引導(dǎo)者的角色,通過精心設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生思考、探索、實(shí)踐,為學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供了更為有效的途徑.