基于核心素養(yǎng)發(fā)展的思維融入式教學(xué)設(shè)計

鄒文治+吳繼閣

摘 要：本文以蘇教版“速度”一節(jié)為例，探討基于核心素養(yǎng)發(fā)展的思維融入式教學(xué)設(shè)計.充分指導(dǎo)學(xué)生從思維角度升級“經(jīng)驗”歸納物理規(guī)律，從松散的下意識行為走向嚴謹?shù)乃季S行動；從具體數(shù)字（和情境）入手，逐步建構(gòu)科學(xué)的概念，指導(dǎo)學(xué)生形成對概念的整體認知，從而完成以知識的建構(gòu)過程為載體，達到思維訓(xùn)練的顯性升級目標.

關(guān)鍵詞：知識建構(gòu)；發(fā)展思維；教學(xué)設(shè)計

新修訂的高中物理課程標準，將物理課程“三維目標”深化為“核心素養(yǎng)”，物理學(xué)科的核心素養(yǎng)由“物理觀念”“科學(xué)思維”“實驗探究”“科學(xué)態(tài)度與責任”四大要素組成.初中物理有必要將“科學(xué)思維”作為核心素養(yǎng)融入教學(xué)，這是教育滿足人發(fā)展的需要，也是物理學(xué)科教學(xué)的發(fā)展方向.

筆者從學(xué)生思維發(fā)展的角度觀察周邊一些初中物理教學(xué)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)課堂還停留在“物理概念、公式應(yīng)用、實驗測量”等陳述性知識的記憶和程序性知識的操練上，很少有目的把“思維教學(xué)與訓(xùn)練”融入課堂.如何開展思維融入式教學(xué)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力呢？筆者以蘇科版“速度”教學(xué)為例，從融入思維教學(xué)的角度談?wù)劷虒W(xué)的設(shè)計.

1 創(chuàng)設(shè)情境，從經(jīng)驗中歸納比較運動快慢的方法

站在學(xué)生角度思考設(shè)計教學(xué)，創(chuàng)設(shè)真實的生活情境，激活學(xué)生的生活經(jīng)歷、體驗和經(jīng)驗.播放視頻，選擇學(xué)校運動會上的一些視頻、圖片或一些國際上優(yōu)秀運動員的比賽視頻.

（1）百米賽跑，情景a途中，b都到終點，如何知道誰快誰慢？

（2）游泳比賽，情景a途中，b都到終點，如何知道誰快誰慢？

（3）賽龍舟等，情景a途中，b都到終點，如何知道誰快誰慢？

也可現(xiàn)場觀察小汽車運動、模仿“接力賽傳棒”，或請同學(xué)演示“兩個紙錐下落”等.

教師以“百米賽跑”為例，進行指導(dǎo)性分析，設(shè)問：

（1）百米賽跑中，運動員從同一起點出發(fā)，你作為觀眾，如何判斷誰跑得快？

學(xué)生：跑在前面的快.

教師追問：你的判斷標準是什么？

引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成“尋找根據(jù)（或標準）進行比較判斷”的思維習(xí)慣.

學(xué)生：跑在前面的，路程長.

教師追問：路程長的一定跑得快嗎？

再次提醒學(xué)生找到“判斷的前提條件”.

學(xué)生：相同時間內(nèi)，路程長的跑得快.

教師此刻指出：大家用到了“控制變量法”，控制其中一個物理量不變，研究另外兩個相關(guān)物理量之間的變化關(guān)系.這是一種科學(xué)研究方法，也是常用的比較方法.

板書思維過程：同一起點，跑在前面→路程長的，跑得快→相同時間，比較路程.這里從具體情境中“抽象”出“比較的方法”.

（2）請同學(xué)們模仿剛才的思維過程，分析“終點裁判員是如何比較運動快慢的？”

小組討論：在比較時，裁判員選定哪個物理量是相同的？或者“控制哪個物理量不變？”

學(xué)生板書思維過程：百米賽跑，先到終點→用時少的，跑得快→相同路程，比較時間.

（3）請同學(xué)們分析其他視頻或現(xiàn)場實驗，總結(jié)說出比較物體運動快慢的方法.

上述活動過程的目的是練習(xí)從不同場景中找出“比較物體運動快慢的共同方法”，這是從形象思維向抽象思維發(fā)展的過程.

教師指出：相同時間比較路程或相同路程比較時間來比較物體運動快慢，兩個方法都采用了“轉(zhuǎn)換比較對象”的間接比較的思維過程，

設(shè)問，埋下伏筆，大家平常習(xí)慣于釆用哪種比較方法比較物理運動快慢？

2 數(shù)據(jù)分析，初步建立“速度”概念

引申提問：兩個運動的路程不同，運動時間也不同，怎么比較快慢？

教師給出“百米賽跑（100米、16秒）”和“賽龍舟（3千米、12分鐘）”的兩組數(shù)據(jù)，或其他物體的運動數(shù)據(jù)，請學(xué)生結(jié)合七年級數(shù)學(xué)的行程問題：速度=路程/時間，計算出路程與時間的比值.

請同學(xué)用英語表達“速度、路程和時間”三個詞，物理學(xué)取用他們的首字母寫出計算速度的公式：v=s/t.

初中學(xué)生首次使用物理公式，教師板書規(guī)范的計算過程，意在提供模仿的范式，引導(dǎo)學(xué)生走出“簡單數(shù)字運算的習(xí)慣”，從使用文字到使用代表性符號也是抽象思維的啟蒙，好多初中學(xué)生不習(xí)慣這個轉(zhuǎn)變.

百米賽跑：v=s/t =100m÷16s=6.25m/s；

賽龍舟：v=s/t =3000m÷720s≈4.17m/s.

教師提問：你是如何理解6.25m/s和4.17m/s的？或者降低難度提問“6.25m/s表示1s運動多長的路程？”

學(xué)生說出，教師接在上面的“計算過程”后板書：運動員1s運動了6.25m，龍舟1s運動了4.17m.

提問：百米賽跑的中學(xué)生和賽龍舟中的龍舟，哪個運動快？你使用哪種方法判斷的？

學(xué)生：通過計算，轉(zhuǎn)化成“相同時間比較路程”.

教師講解：此刻相同時間是1秒，1秒是一個單位時間，我們用“單位時間通過的路程”比較物體運動快慢，叫做“速度”.

速度大小就是路程與時間的比值，物理學(xué)用速度描述物體運動的快慢.

提問：誰能給“速度”下個簡單的定義，或者簡單描述“速度”？

此刻讓學(xué)生討論，可成為思維訓(xùn)練的亮點.

教師選擇性地讓各組板書自已的定義，并解釋為什么這么定義？學(xué)生說出自已的道理，教師診斷思維的生長點，給予指導(dǎo).

也可降低難度，給出幾個“速度概念的描述”，請學(xué)生判斷正誤，選用“比較嚴謹?shù)拿枋觥?例如：

（1）速度大小等于物體在單位時間內(nèi)通過的路程；

（2）路程與時間之比叫做速度；

（3）把路程與通過這段路程所用的時間的比叫做速度.

教師講解：采取的“路程與時間的比值表示速度大小”，這是用“比值法”描述一個物理概念，以后會經(jīng)常用到.

請閱讀課本，寫出公式、單位和具體速度數(shù)值的物理意義，使用課本上的“常見物體的速度”，感知各種物體常見速度大小，說明數(shù)值物理含義.這些東西是死知識，沒有思維價值.教師要做的是通過習(xí)題促進學(xué)生鞏固記憶.

初中生第一次接觸復(fù)合單位，不會比較復(fù)合單位大小，缺乏“綜合分析意識”，這里可以進行把“復(fù)合單位”作為“整體”，進行綜合分析訓(xùn)練.

筆者發(fā)現(xiàn)使用常規(guī)的單位換算過程對學(xué)生理解比較m/s和km/h幫助不大.使用下面的訓(xùn)練過程較好.

（1）1m/s的物理意義是什么？以1m/s的速度運動1h，路程是多少？

運動了3600 m，即3.6km，按速度的計算公式得到速度是3.6km/h.

（2）1km/h的物理意義是什么？

（3）1m/s是1km/h的幾倍？

（4）使用具體數(shù)值進行比較：例如：20m/s和36km/h.

3 關(guān)注細節(jié)，形成“間接測量”的一套思維流程

教材上安排了“測量紙錐的下落速度”，筆者認為單純“測量技能訓(xùn)練”意義不大，重點在于方案設(shè)計和具體操作中的思維訓(xùn)練.

教師設(shè)問，學(xué)生討論，總結(jié)出設(shè)計“間接測量”方案的思維流程，板書“思維流程”：實驗原理→測量工具→測量方案→設(shè)計表格→實施測量、收集數(shù)據(jù)→計算分析.

根據(jù)初中學(xué)生思維特點，討論實驗細節(jié)，訓(xùn)練學(xué)生養(yǎng)成對待問題全面思維的意識.

（1）測量路程時，是紙錐尖端到地面的路程，還是上端到地面的路程？可用圖示（圖1）降低難度，實驗時，紙錐應(yīng)該從A、B、C哪點下落？

（2）設(shè)計表格是難點，也是思維訓(xùn)練點，放手讓學(xué)生設(shè)計，分析不好的設(shè)計，給出正確的設(shè)計.

測量對象是什么？測量它的哪些物理量？測量的順序是什么？使用哪一套計量單位？需要測量幾次？計算結(jié)果保留幾位有效數(shù)字？這些考慮全面了，才能設(shè)計實驗表格.

（3）要不要多次測量求平均值？教師提示：若求平均值，三次下落的路程應(yīng)該相等.

教師抽取學(xué)生設(shè)計的實驗方案和實驗表格，在班級展示比較，選取正確簡單的方案在班級推廣.

教師預(yù)估學(xué)生的錯誤和缺陷，在學(xué)生實驗過程中，發(fā)現(xiàn)好的做法及時推廣，發(fā)現(xiàn)錯誤的、或者有缺陷的做法及時糾正.

總之，把學(xué)生在實驗中暴露出“問題”當作教學(xué)資源，這些問題正是學(xué)生思維的生長點，正是教學(xué)的落腳點.

余下時間，介紹“速度表”、“測速軟件”，練習(xí)使用“速度”公式或公式變形進行運算.

課后活動繼續(xù)使用“紙錐”拓展研究、發(fā)展思維.可以鏈接高中知識，這是蘇教版物理教材使用“紙錐”的深層目的.例如：

（1）當紙錐從同一高度下落時，能不能測量三次下落時間求出平均值，再計算下落速度？

（2）如何才能使紙錐平穩(wěn)下落？

（3）研究紙錐下落速度與錐角的關(guān)系？

（4）研究紙錐下落速度與下落高度的關(guān)系？

（5）研究紙錐下落速度與紙錐質(zhì)量的關(guān)系？等等.

筆者抓住“速度是描述路程在時間上的變化”這一實質(zhì)，從具體場景的經(jīng)驗出發(fā)，利用學(xué)生的思維優(yōu)勢和思維缺陷，捕捉思維生長點，配之以科學(xué)思維方法的顯性指導(dǎo)，完成了速度概念的建立與整體認知，基本做到了“知識與思維”兩條主線在課堂上并行發(fā)展，使課堂教學(xué)充滿生機與活力.