基于“五環四線” 模式的初中“功”的教學設計與實踐

胡維維

(寧波市鎮海蛟川書院,浙江 寧波 315201)

隨著初中物理新課程標準的頒布,課堂教學模式在不斷地變革與創新.文章以“功”的教學設計為例,通過情境→問題→任務→評價,遵循學生身心發展規律,循循善誘引導學生思維由低階轉向高階.

1 “五環四線”課堂教學模式

新課程標準要發展學生的核心素養,主要包括科學觀念、科學思維、實踐探究、態度責任等方面[1].要求教師依據以上四個方面充分挖掘教學素材,基于學生深度學習和思維進階建構教學模式.“五環四線”教學模式從創境激思、建構模型、評價模型、修正模型和應用模型五個環節完成教學過程,其教學流程見圖1.此模式教學過程中注重各個環節和要素之間的融合與關聯,促進教師和學生互動交流,凸顯學生為主體的教學理念.

圖1 “五環四線”教學流程圖

2 “五環四線”課堂教學模式的具體措施

2.1 創設情境,引發思考

【情境1】體驗活動:將重物從地面豎直向上搬起的過程.

【問題1】將重物舉起的過程中,涉及哪些能量的轉化?

【任務1】觀察并分析重物舉起的過程中涉及的能量轉化.

【問題2】如何度量這個過程中的能量轉化?

【任務2】引導學生思考在舉起重物過程中的能量轉化,歸納出量度能量轉化的方法.

【評價1】診斷學生對重物舉起過程中能量變化的分析能力,讓學生從能量角度建立功與能量之間的關聯,幫助學生逐步完善對“功是能量轉化的量度”的理解,提升知識的分析歸納能力.

【設計意圖】通過選取學生身邊熟悉的情境導入新課,激發學生的學習興趣,驅動學生從能量的角度分析問題,給學生帶來新的思考與挑戰.這種設計符合學生的認知規律,將功和能量之間架起“橋梁”,揭示出功的本質,為后續水到渠成地引出功的概念作鋪墊[2].

2.2 體驗過程,建構模型

【情境2】①重物由桌子的一端水平推向另一端;

②重物沿著斜面由底部斜向上推動一段距離.

【問題3】以重物為研究對象,從力學和能量角度分析重物在以上情境中有何共同之處?

【任務3】從物體受力的方向、物體運動的方向和能量的轉化角度對情境中重物的情況進行討論與交流.將研討后的想法進行歸納與梳理,選取學生代表展示學習成果.

【評價2】借助生活中這些司空見慣的現象引導學生進行深入分析與思考,從力學與能量的角度加以研究,將情境中的要素進行提煉,歸納梳理出共同之處.讓學生通過親身體驗認識功是能量轉化的量度的科學本質,引出“功”這一物理概念.

【問題4】如何用建模的方式將人體對重物所做的功的兩個要素體現出來.

【任務4】以小組為單位對三個體驗活動進行分析與探討,用不同顏色帶箭頭的線段分別表示物體所受的力與沿力的方向通過的距離,建構“功”的初始模型.

【評價3】學生基于以上活動體驗,對功的概念有一定的認知.

【設計意圖】初中生思維發展處于形象思維向抽象思維過渡的階段,讓學生經歷體驗活動作出做功兩個要素的示意圖,從這些的情境中歸納出功的概念蘊含的一般原理,有利于學生抽象思維的有效建構.

2.3 多維研究,評價模型

【情境3】給學生提供“功”的模型評價單(如表1).

表1 建構“功”的模型評價單

【問題5】對學生提問,如何對所建構的“功”的模型進行評價?

【任務5】引導學生結合評價單從不同的維度對建構的“功”的模型從選材與表示方法的合理性、適用性等方面進行思考、分析與質疑.

【評價4】師生共同交流評價感悟“功”的概念由來的本質,認識到功對度量能量轉化中的重要作用,對學生批判思維能力、實踐能力和語言表達能力等多種能力提升具有一定的意義.

【設計意圖】幫助學生多維度評價自己的學習過程和結果,反映出學生對“功”的概念是否真的理解,對建模過程中發現的問題提出自己的觀點,突出學生在學習過程中批判與質疑的高階思維能力,提升科學思維水平和模型建構的能力[3].

2.4 優化完善,修正模型

【情境4】端著重物,沿樓梯向上運動;提著重物水平向前行走.

【問題6】從能量轉化和應用“功”模型的角度分析以上這兩個情境.

【任務6】學生將已建構的模型遷移應用到新的問題情境.

【評價5】用建構的模型對以上情境中的問題進行解釋,發現重物所受的力與力的方向通過的距離不在一條直線上時,只有力和力的方向通過距離垂直的情況不做功.教師引導學生進行小組討論與交流,發現模型中存在的不足并嘗試進行優化與改進.

【設計意圖】在優化模型的過程中發現存在的問題與不足,引導學生以發展變化的視角進行深度思考,不斷修正與完善模型,有助于學生辯證唯物主義觀念的養成.結合不同的物理情境,通過小組合作探討、交流與分析不斷更新迭代原有建構的模型,提升學生解決問題的嚴謹性和邏輯性.

2.5 拓展延伸,應用模型

【情境5】①將重物舉高后停留3秒保持不動;

②將重物用力向前推動,離開手后,重物沿水平地面上前行一段距離.

【問題7】重物舉高后停留3秒停留期間,有沒有對重物做功?

【任務7】學生結合建構的模型獨立思考與分析.

【問題8】重物離開手沿水平地面上前行一段距離的過程中,對重物做功了嗎?

【任務8】學生結合建構的模型獨立思考與分析.

【評價6】通過設置陌生情境讓學生感悟“功”的模型在真實情境的應用,提升學生知識遷移與思維能力,有利于學生綜合能力全面發展.

【設計意圖】應用修正后的模型解決真實情景中的問題,引導學生進行思考與分析,有助于學生理解并掌握模型的適用范圍.通過不斷變化的生活情境對模型進行應用,提升學生知識的遷移能力,使學生在“變”中找到“不變”的本質.

本節課以搬運重物為載體,從功的兩個要素理解出發建構模型,引導學生通過自主學習、交流合作不斷地完善模型的合理化,并將所建構的模型進行遷移與應用.在實施“五環四線”教學活動的過程中(如表2),將真實情境與物理過程緊密關聯,注重挖掘學生的科學探究意識,推進深度學習,提高遷移能力.

表2 “五環四線”教學實施流程圖

3 結束語

“五環四線”教學模式屬于新課程改革中出現的有創意的教學方法,更好地凸顯以生為本的教學理念,多維角度提升學生的科學思維能力和學習方法.通過層層遞進的問題驅動學生完成學習任務,不斷優化課堂教學結構,對學生核心素養的發展具有重要意義.