面向?qū)W科核心素養(yǎng)的初中物理大單元教學(xué)
——以“電流和電路”大單元教學(xué)為例

張 喜

(武威市第十中學(xué),甘肅武威,733000)

一、引言

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》提出,義務(wù)教育階段的物理教學(xué)應(yīng)聚焦中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來發(fā)展的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力,引導(dǎo)學(xué)生明確人生發(fā)展方向,成長為德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。”[1]初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。以培育四項核心素養(yǎng)為目標(biāo)的初中物理教學(xué),需要創(chuàng)新教學(xué)模式,遵循初中物理不同單元教學(xué)內(nèi)容間的聯(lián)系,以大單元教學(xué)模式幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中形成邏輯縝密的思維鏈,實現(xiàn)學(xué)生的知識點(diǎn)遷移,完成物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育目標(biāo)。[2]本文在了解當(dāng)前初中物理教學(xué)動態(tài)的基礎(chǔ)上,明確初中物理教學(xué)存在的問題,結(jié)合大單元教學(xué)理論,以培育學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo),選擇人教版“電流和電路”教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計了初中物理大單元教學(xué),為其他學(xué)科的大單元教學(xué)設(shè)計提供經(jīng)驗借鑒。

二、價值內(nèi)涵

初中物理大單元教學(xué)指向初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育目標(biāo),是指按照特定的教學(xué)需求與規(guī)范,依據(jù)初中物理各單元內(nèi)部間的邏輯關(guān)系,將不同單元的教學(xué)要素組織起來,形成結(jié)構(gòu)完整、整體實施的整體性教學(xué)模式。初中物理大單元教學(xué)有三層內(nèi)涵:第一,指向初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)培育所強(qiáng)調(diào)的大觀念、大項目、大任務(wù)與大問題設(shè)計的整體性教學(xué)手段;第二,重視培育學(xué)生的物理能力、品格與物理觀念,以初中物理學(xué)科的育人目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)設(shè)計新型教學(xué)模式[3-4];第三,以“單元”為單位進(jìn)行整體教學(xué)設(shè)計,突破了傳統(tǒng)物理教學(xué)模式中以“課時”為單位的局限性。通過對大單元教學(xué)這種形式的整體設(shè)計,可以有效避免學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中出現(xiàn)知識碎片化與技能割裂化的現(xiàn)象,并強(qiáng)調(diào)學(xué)生在解決問題過程中形成的知識與技能的遷移與再應(yīng)用,幫助初中物理教學(xué)更有效地落實初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育目標(biāo)。[5]

三、教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前,常規(guī)的初中物理教學(xué)包括備課、教學(xué)、作業(yè)布置與批改、課后評價四個環(huán)節(jié)。以武威市第十中學(xué)(以下簡稱我校)為例,本文分別就四個環(huán)節(jié)的教學(xué)現(xiàn)狀展開以下討論。

第一,備課環(huán)節(jié)。教師多采取獨(dú)立備課模式,按照教材、教學(xué)參考書或優(yōu)秀教學(xué)視頻進(jìn)行備課。雖然學(xué)校會組織教師集體備課,但是在探討過程中很少有教師會提出備課中的疑問,集體備課難以達(dá)到預(yù)想效果。[6]教研組教師間缺乏有效的溝通,不同教師對教材內(nèi)容重難點(diǎn)的區(qū)分差異較小,而對核心概念與重要概念的講解方式一般會有所區(qū)分。

第二,教學(xué)環(huán)節(jié)。依據(jù)初中物理教學(xué)40分鐘的課堂時長,不同教師的授課方式具有明顯差異。部分教師仍然沿用講授型授課模式,通過課件展示核心概念與重要知識點(diǎn),串聯(lián)整堂課的教學(xué),而部分教師會利用學(xué)案引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在具體教學(xué)內(nèi)容方面,對于常規(guī)的概念與規(guī)律教學(xué),教師主要通過聯(lián)系生活實際,以實際現(xiàn)象引入新課教學(xué)內(nèi)容。教師在講解完常規(guī)的概念與規(guī)律以后,會組織學(xué)生進(jìn)行習(xí)題練習(xí),以鞏固學(xué)生的知識點(diǎn)。對于實驗教學(xué),教師與學(xué)生的角色定位較為明確,教師作為表演者,按照課本規(guī)定進(jìn)行實驗演示。而學(xué)生作為觀察者與記錄者,無法真正參與到實驗操作中。因此,大部分學(xué)生無法獨(dú)立完成教材中安排的分組實驗。對于習(xí)題教學(xué),教師重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生完成習(xí)題的準(zhǔn)確率,習(xí)題內(nèi)容主要考查學(xué)生對物理概念與規(guī)律的了解與掌握程度,并根據(jù)學(xué)生完成習(xí)題的時間與準(zhǔn)確性調(diào)整講解時間。受制于課時安排,教學(xué)活動通常無法滿足對應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)要求[7]。

第三,作業(yè)布置與批改環(huán)節(jié)。我校積極響應(yīng)“雙減”政策要求,嚴(yán)格把控初中學(xué)生家庭作業(yè)時間不超過90分鐘。大部分教師布置作業(yè)以相關(guān)練習(xí)題為依據(jù),對學(xué)生當(dāng)天所學(xué)知識內(nèi)容進(jìn)行考查。教師在批改作業(yè)時多按照正確答案進(jìn)行批改,很少有教師會對學(xué)生答案進(jìn)行分類,針對性地批改與評價。在完成章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容后,教師通常會以試卷的形式布置單元綜合作業(yè),任務(wù)量較大,對學(xué)生造成了一定的負(fù)擔(dān)。

第四,課后評價環(huán)節(jié)。教師的課后評價方式主要是作業(yè)批改與成績反饋,大多教師嚴(yán)格按照參考答案進(jìn)行評價,少數(shù)教師可以做到根據(jù)學(xué)生水平的差異進(jìn)行個性化評價。在單元測試結(jié)束后,我校會根據(jù)班級學(xué)生在單元測試中的平均分對班級學(xué)生的單元學(xué)習(xí)情況進(jìn)行整體性評價。在整套評價體系中,教師側(cè)重于學(xué)生的準(zhǔn)確率與成績分?jǐn)?shù),忽視了學(xué)生物理思維與能力的培養(yǎng),導(dǎo)致大部分學(xué)生在解決實際情境中的物理問題時表現(xiàn)不佳。

綜上,雖然目前初中物理教學(xué)的各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,但是大多教師在教學(xué)過程中沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式。學(xué)生在此學(xué)習(xí)模式中的普遍表現(xiàn)為,對物理概念與規(guī)律的死記硬背,以題海訓(xùn)練的方式形成應(yīng)對簡單情境問題的思路,對復(fù)雜或變型的情境問題則無從下手,缺少物理思維。久而久之,部分學(xué)生對物理學(xué)習(xí)失去了興趣,產(chǎn)生排斥心理。

四、教學(xué)設(shè)計

初中物理大單元教學(xué)設(shè)計過程中需要注重知識銜接的規(guī)劃與不同單元間的認(rèn)知邏輯,形成“知識結(jié)構(gòu)化—物理觀念形成—物理思維養(yǎng)成—物理問題解決”的知識與技能養(yǎng)成過程。大單元教學(xué)設(shè)計流程如圖1所示。

本文根據(jù)上述大單元教學(xué)設(shè)計流程,進(jìn)一步對其進(jìn)行了簡化,分成教學(xué)目標(biāo)與學(xué)情分析、大單元教學(xué)內(nèi)容分析、學(xué)習(xí)過程設(shè)計和作業(yè)與檢測設(shè)計。

圖1 大單元教學(xué)設(shè)計流程

(一)學(xué)情與單元教學(xué)目標(biāo)分析

初中教學(xué)階段學(xué)生對“電現(xiàn)象”具有基本的感官認(rèn)知,但由于缺乏專業(yè)知識的引導(dǎo),相關(guān)認(rèn)知僅停留于自我經(jīng)驗層面。通過規(guī)律學(xué)習(xí)后,學(xué)生能夠初步了解物質(zhì)世界的運(yùn)動觀,結(jié)合已經(jīng)學(xué)習(xí)的物理經(jīng)驗總結(jié)電學(xué)知識內(nèi)容,領(lǐng)悟初中物理教學(xué)中深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵。初中物理大單元教學(xué)有助于學(xué)生改變既有的知識經(jīng)驗和認(rèn)知方式,重新構(gòu)建知識概念體系,重塑思維方式,掌握并養(yǎng)成全新的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣。在“電流和電路”大單元教學(xué)中,需要學(xué)生進(jìn)行自我思辨和概念學(xué)習(xí)過程,并養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)素養(yǎng)。

本文以“電流和電路”大單元為例進(jìn)行學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計,其中需要綜合考慮物理學(xué)習(xí)核心素養(yǎng),重點(diǎn)明確單元教學(xué)的培養(yǎng)方向與期望學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的知識內(nèi)容。本單元的教學(xué)目標(biāo)具體內(nèi)容如表1所示。

表1 “電流和電路”大單元教學(xué)目標(biāo)

(二)單元教學(xué)內(nèi)容分析

“電流和電路”大單元課程教學(xué)內(nèi)容由力、熱、聲、磁、光、電等自然界要素組成。結(jié)合課程教學(xué)目標(biāo)要求,初中物理大單元設(shè)計的主要內(nèi)容包括兩種電荷、電流和電路、串聯(lián)和并聯(lián)、電流測量。大單元教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置以培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念和科學(xué)思維為主要目標(biāo)。本單元以電流和電路的物理概念為主,在明確物理基本規(guī)律基礎(chǔ)上進(jìn)行核心知識講解。其中,“電流的測量”與“探究串并聯(lián)電流中電流的規(guī)律”中涉及學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的內(nèi)容比較多,因此本次單元教學(xué)內(nèi)容設(shè)置中需要將學(xué)科本質(zhì)貫穿其中,并著重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識,如在本單元的“兩種電荷”中認(rèn)識原子及其結(jié)構(gòu)的科學(xué)本質(zhì)等內(nèi)容,包含了相應(yīng)的學(xué)生實驗活動內(nèi)容,涉及對學(xué)生多種意識的培養(yǎng)。初中物理“電流和電路”大單元教學(xué)內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)如圖2所示。

結(jié)合本文所確定的“電流和電路”大單元教學(xué)內(nèi)容知識結(jié)構(gòu),確定了本次單元教學(xué)內(nèi)容的整體架構(gòu),其中包含單元教學(xué)內(nèi)容的大任務(wù)與子任務(wù)、課時內(nèi)容與指向核心素養(yǎng)與教學(xué)課時分配情況,具體內(nèi)容如表2所示。

圖2 初中物理“電流和電路”大單元教學(xué)內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)

按照上述教學(xué)內(nèi)容,教師引導(dǎo)學(xué)生使用本單元的物理知識總結(jié)發(fā)現(xiàn)“電流和電路”單元中的物理規(guī)律,并完成教學(xué)實驗。本次大單元教學(xué)設(shè)計中將所有內(nèi)容進(jìn)行了整合,以學(xué)習(xí)單元大任務(wù)為驅(qū)動實現(xiàn)單元學(xué)習(xí),在此基礎(chǔ)上確定單元名稱和相應(yīng)的教學(xué)課時分配,從而實現(xiàn)大任務(wù)的有效分解,在完成相應(yīng)的子任務(wù)后即可完成全部單元教學(xué)內(nèi)容。

表2 初中物理“電流和電路”大單元教學(xué)內(nèi)容設(shè)置情況

(三)單元學(xué)習(xí)過程設(shè)計

在“電流和電路”大單元教學(xué)中,教師結(jié)合教學(xué)目標(biāo)與學(xué)情特點(diǎn),對教學(xué)過程設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)定。本次大單元學(xué)習(xí)過程設(shè)計以任務(wù)思考形式的學(xué)習(xí)過程為主,在明確的教學(xué)任務(wù)安排設(shè)置下,確定相應(yīng)的指向?qū)W習(xí)目標(biāo),提高物理教學(xué)質(zhì)量。本次大單元學(xué)習(xí)過程設(shè)計中,以“串聯(lián)和并聯(lián)”學(xué)習(xí)內(nèi)容為主進(jìn)行了案例設(shè)計,具體內(nèi)容如下。

任務(wù)一:進(jìn)行知識點(diǎn)回顧

引導(dǎo)學(xué)生思考如下兩個問題:

1.簡單電路有哪幾部分構(gòu)成?

2.如果要得到持續(xù)不斷的電流,電路需處于什么狀態(tài)?

任務(wù)二:核心問題探討

引導(dǎo)學(xué)生思考生活中常見的電路;觀察課堂教學(xué)演示實驗并進(jìn)行思考,總結(jié)分析串聯(lián)電路的特點(diǎn);了解并聯(lián)電路的特點(diǎn),在單獨(dú)使用電器時,應(yīng)通過什么方式進(jìn)行連接。

任務(wù)三:自主小結(jié)

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容明確串聯(lián)與并聯(lián)電路的連接特點(diǎn)、電流路徑、開關(guān)作用,并明確用電器之間是否存在著相互影響作用。

任務(wù)四:進(jìn)行學(xué)后反思

通過本單元學(xué)習(xí),請簡要闡述對串聯(lián)和并聯(lián)電路圖的認(rèn)識情況;結(jié)合本單元教學(xué)內(nèi)容能夠列舉出相應(yīng)的生活實例。

(四)作業(yè)與檢測設(shè)計

作業(yè)與檢測設(shè)計可分為大單元作業(yè)設(shè)計與大單元任務(wù)設(shè)計。大單元作業(yè)設(shè)計的基本框架內(nèi)容包括單元標(biāo)題、作業(yè)編號、作業(yè)類型、題目、答案、解題思路、設(shè)計意圖等。在大單元作業(yè)內(nèi)容設(shè)計中,需要考慮到不同類型題目混合的情況,既要加入一定量的原題,也要結(jié)合學(xué)生的生活實際設(shè)計一定量的改編題。下面以筆者設(shè)計的一道改編題進(jìn)行分析。

據(jù)報道,湖南某加油站一位身穿化纖材質(zhì)睡衣的車主在接觸車油箱蓋時,手部積累靜電瞬間放電,形成了電火花,并在油箱口附近瞬間形成火焰。如果你是這位車主,下列選項中不能采取的手段是( )。

A.在加油前先洗手

B.秋冬季盡量不穿化纖類衣服

C.立即停止加油作業(yè),并將加油槍口遠(yuǎn)離油源

D.原地使用手機(jī)報警

本道題的正確答案為D,屬于生活情境題,考查知識點(diǎn)較為復(fù)雜,既考查導(dǎo)體、靜電產(chǎn)生的相關(guān)知識,也考查關(guān)于電磁輻射的相關(guān)知識。很多學(xué)生在實際生活中均經(jīng)歷過這一場景,若能正確回答該問題,說明學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識點(diǎn),并可以在生活中注意靜電在特殊場合下的危害,以及面對危險場景應(yīng)該如何避免危害的問題,具有一定的物理觀念、科學(xué)思維與科學(xué)倫理。

在設(shè)計題目時,教師需要注重對學(xué)生物理思維的考查,切忌僅局限于對知識點(diǎn)的考查,需要將其應(yīng)用至實際生活情境中,增強(qiáng)學(xué)生的知識遷移能力。

大單元任務(wù)設(shè)計需要側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生挖掘物理領(lǐng)域的人文底蘊(yùn)與情懷。如 “大家都知道,德國物理學(xué)家歐姆總結(jié)出導(dǎo)體中電流跟電壓和電阻之間的定量關(guān)系。為了紀(jì)念他,人們用他的名字來命名的單位,那么就請大家利用網(wǎng)絡(luò)搜集一下歐姆的故事,并談一談自己的感受,并制作成PPT進(jìn)行匯報”這一發(fā)言。

五、結(jié)語

面對當(dāng)前初中物理教學(xué)模式難以適應(yīng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)培育目標(biāo)的問題,初中物理教學(xué)必須一改傳統(tǒng)教學(xué)理念與手段,以整體性思維觀察構(gòu)建初中物理不同單元之間的聯(lián)系,對整體教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu),規(guī)劃設(shè)計大單元教學(xué)模式。本文以“電流和電路”大單元教學(xué)為例,按照教學(xué)目標(biāo)與學(xué)情分析、單元教學(xué)內(nèi)容分析、學(xué)習(xí)過程設(shè)計和作業(yè)與檢測設(shè)計的流程,設(shè)計了“電流和電路”大單元教學(xué)。這種大單元教學(xué)模式,不僅有利于幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理知識間的聯(lián)系,形成縝密的物理思維,而且有利于物理教學(xué)切實實現(xiàn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育目標(biāo)。