楊琳 毛志遠(yuǎn)
摘? ?要:指向“學(xué)習(xí)進(jìn)階”進(jìn)行初中物理項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì),是落實(shí)新課標(biāo)的有效途徑,有利于學(xué)生在學(xué)科實(shí)踐中逐階提升理解和推理、分析綜合和合作創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)探究等關(guān)鍵能力。但實(shí)際教學(xué)中,項(xiàng)目學(xué)習(xí)常有時(shí)間久、跨度大、評(píng)價(jià)難、參與度不高等問題。設(shè)計(jì)課時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)既保留了“項(xiàng)目學(xué)習(xí)”的原有優(yōu)勢(shì),又能夠在常態(tài)教學(xué)中實(shí)施,立足于解決課堂教學(xué)的重難點(diǎn)問題,推動(dòng)以學(xué)習(xí)為中心的課堂變革。以“綜合實(shí)踐活動(dòng)——設(shè)計(jì)和制作模擬調(diào)光燈”教學(xué)為例,基于課標(biāo)和項(xiàng)目學(xué)習(xí)的要求,緊扣教材內(nèi)容和單元核心概念設(shè)計(jì)課時(shí)項(xiàng)目任務(wù),并圍繞項(xiàng)目任務(wù)和核心概念設(shè)計(jì)進(jìn)階“階點(diǎn)”,驅(qū)動(dòng)學(xué)生從思維的起點(diǎn)逐階經(jīng)歷關(guān)聯(lián)“階點(diǎn)”,從而達(dá)到理解學(xué)科核心概念,形成物理觀念,提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:課時(shí)項(xiàng)目;學(xué)習(xí)進(jìn)階;高階認(rèn)知
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? 文章編號(hào):1003-6148(2024)5-0042-5
蘇科版初中物理教材設(shè)置的綜合實(shí)踐活動(dòng)具有很強(qiáng)的綜合性、實(shí)踐性和應(yīng)用性,是基于“學(xué)習(xí)進(jìn)階”項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的有效載體,但實(shí)際教學(xué)中項(xiàng)目學(xué)習(xí)常有時(shí)間久、跨度大、評(píng)價(jià)難、參與度不高等問題。教師基于學(xué)習(xí)需求,設(shè)計(jì)課時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)既保留了“項(xiàng)目學(xué)習(xí)”的原有優(yōu)勢(shì),又能夠在常態(tài)教學(xué)中實(shí)施,立足于解決課堂教學(xué)的重難點(diǎn)問題,推動(dòng)以學(xué)習(xí)為中心的課堂變革。筆者在設(shè)計(jì)“綜合實(shí)踐活動(dòng)——設(shè)計(jì)和制作模擬調(diào)光燈”時(shí),精心設(shè)計(jì)課時(shí)項(xiàng)目任務(wù),并圍繞項(xiàng)目任務(wù)和核心概念,設(shè)計(jì)進(jìn)階“階點(diǎn)”,驅(qū)動(dòng)學(xué)生通過小組合作從思維的起點(diǎn)逐階經(jīng)歷關(guān)聯(lián)“階點(diǎn)”最終到達(dá)進(jìn)階終點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生在解決真實(shí)問題的學(xué)科實(shí)踐中,進(jìn)階科學(xué)思維,提升關(guān)鍵能力,理解學(xué)科核心概念,形成物理觀念。
1? ? 基于先驗(yàn)知識(shí),設(shè)計(jì)適切的課時(shí)項(xiàng)目進(jìn)階目標(biāo)
先驗(yàn)知識(shí)是指在進(jìn)行學(xué)習(xí)或推理之前已經(jīng)具備的關(guān)于問題領(lǐng)域的先前知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)?!霸O(shè)計(jì)和制作模擬調(diào)光燈”是九年級(jí)上冊(cè)第十四章的綜合實(shí)踐活動(dòng),學(xué)生需要綜合應(yīng)用電阻、變阻器和歐姆定律的知識(shí)與技能解決生活中的真實(shí)問題。這既是對(duì)本章內(nèi)容的回顧總結(jié),又是對(duì)本章知識(shí)的遷移應(yīng)用,更是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力和高階思維的進(jìn)階訓(xùn)練。學(xué)生的先驗(yàn)知識(shí)包括:已經(jīng)親歷過綜合實(shí)踐活動(dòng),具備相對(duì)完整的探究經(jīng)驗(yàn);已學(xué)習(xí)簡單電路的相關(guān)知識(shí),基本掌握改變電路中電流和運(yùn)用歐姆定律簡單計(jì)算電阻值的方法。但學(xué)生對(duì)電路元器件的選擇、使用以及保護(hù)電路安全的意識(shí)比較淡薄。
基于學(xué)生先驗(yàn)知識(shí)分析,設(shè)計(jì)適切的課時(shí)項(xiàng)目進(jìn)階目標(biāo),應(yīng)基于課標(biāo)要求、教材內(nèi)容和學(xué)科核心概念,必須可觀察、可評(píng)價(jià)、可測(cè)量。課時(shí)項(xiàng)目進(jìn)階目標(biāo)任務(wù)應(yīng)包括建構(gòu)概念或規(guī)律,掌握知識(shí)、技能和遷移應(yīng)用解決實(shí)際問題三個(gè)方面。本課時(shí)項(xiàng)目進(jìn)階目標(biāo)基于學(xué)生先驗(yàn)知識(shí),意在驅(qū)動(dòng)學(xué)生認(rèn)識(shí)事實(shí)。具體表述如下:
(1)通過觀察和實(shí)驗(yàn)探究,知道燈泡的額定電壓和額定電流;
(2)會(huì)利用歐姆定律計(jì)算保護(hù)電阻的阻值;
(3)會(huì)根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),合理選擇器材,根據(jù)要求設(shè)計(jì)多種調(diào)光燈電路;
(4)通過整合物理學(xué)、工程學(xué)和美術(shù)等學(xué)科知識(shí)和技能,根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活的需要,制作、美化調(diào)光燈成品并展示;
(5)反思學(xué)習(xí)成果,評(píng)價(jià)作品,并在課后繼續(xù)優(yōu)化作品。
其中,設(shè)計(jì)、制作模擬調(diào)光燈是教學(xué)重點(diǎn),采取多種措施保護(hù)調(diào)光燈電路安全是教學(xué)難點(diǎn),需要設(shè)計(jì)合適的支架幫助學(xué)生展開學(xué)習(xí)。
2? ? 指向高階認(rèn)知,設(shè)計(jì)清晰的課時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)框架
項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)要依據(jù)任務(wù)目標(biāo),緊扣核心概念,設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)問題,調(diào)動(dòng)高階認(rèn)知,讓學(xué)生經(jīng)歷有意義的學(xué)習(xí)實(shí)踐并公開學(xué)習(xí)成果,同時(shí)要進(jìn)行過程性評(píng)價(jià)?;谏鲜鲆螅菊n時(shí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程如表1所示。
其中,任務(wù)情境具體設(shè)計(jì)是:教師出示照片(圖1),最近班委發(fā)現(xiàn)午休時(shí)辦公室的一位老師在較暗的環(huán)境中批改作業(yè),需要一盞臺(tái)燈,既不能太亮影響其他同事休息,也不能太暗使自己無法辦公。考慮到白天不確定的環(huán)境光影響,不具備調(diào)光功能的臺(tái)燈很難滿足這種需求。師生共同討論并經(jīng)學(xué)校同意,決定利用學(xué)校創(chuàng)客中心已有的材料,為有需求的老師設(shè)計(jì)和制作調(diào)光燈。
這一情境設(shè)計(jì)賦予項(xiàng)目任務(wù)以意義,激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)進(jìn)階興趣和動(dòng)機(jī),同時(shí)凸顯項(xiàng)目學(xué)習(xí)不是教師“教”學(xué)生“學(xué)”知識(shí)與技能,而是學(xué)生在完成項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)踐中自主習(xí)得相關(guān)知識(shí)與技能,并遷移應(yīng)用,解決實(shí)際問題。
3? ? 驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)踐,設(shè)計(jì)細(xì)化的項(xiàng)目任務(wù)“階點(diǎn)”
根據(jù)教學(xué)需求,把課時(shí)項(xiàng)目大任務(wù)細(xì)化為三個(gè)子任務(wù):一是選擇器材設(shè)計(jì)安全的調(diào)光燈電路;二是按照設(shè)計(jì)好的電路,制作、展示調(diào)光燈;三是美化、升級(jí)調(diào)光燈作品。圍繞項(xiàng)目子任務(wù),基于學(xué)生思維起點(diǎn)設(shè)計(jì)多個(gè)進(jìn)階“階點(diǎn)”,驅(qū)動(dòng)學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)階學(xué)習(xí),提升關(guān)鍵能力。
3.1? ? 設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突階點(diǎn),培養(yǎng)批判性思維
任務(wù)一:選擇器材,設(shè)計(jì)安全的調(diào)光燈電路。教師基于教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生學(xué)習(xí)需求,在這一子任務(wù)統(tǒng)攝下設(shè)計(jì)了3個(gè)關(guān)聯(lián)的進(jìn)階點(diǎn)。
階點(diǎn)1,設(shè)計(jì)一個(gè)可以調(diào)光的電路。教學(xué)流程如表2所示。
小組展示交流詳情如下:
生1:我們?cè)O(shè)計(jì)的電路如圖2所示,通過更換連入電路的電阻來改變經(jīng)過小燈泡的電流大小,實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。
生2:我們的電路如圖3所示,用鉛筆芯來改變阻值,通過改變鉛筆芯連入電路的長度(充當(dāng)變阻器)來改變經(jīng)過燈泡的電流,從而調(diào)節(jié)燈的亮度。
師:老師這里有滑動(dòng)變阻器,有需要的小組來領(lǐng)取。
生3:我們的電路(圖4)和圖3類似,但是串聯(lián)了定值電阻來保護(hù)電路安全。
師:請(qǐng)思考,有必要增加保護(hù)電阻嗎?
教師基于學(xué)生已學(xué)習(xí)的簡單電路的相關(guān)知識(shí)和利用滑動(dòng)變阻器改變電路中電流的思維起點(diǎn),設(shè)計(jì)第一個(gè)進(jìn)階“階點(diǎn)”。意在促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合和遷移應(yīng)用,形成概念性理解;設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突,啟迪學(xué)生思考“有沒有必要增加保護(hù)電阻”,滲透電路安全意識(shí),驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階。
階點(diǎn)2,設(shè)計(jì)一個(gè)安全的調(diào)光燈電路。教學(xué)流程如表3所示。
學(xué)生已能利用歐姆定律和串聯(lián)電路的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行簡單計(jì)算,已親歷一些完整的綜合實(shí)踐活動(dòng)過程,初步具備基本的操作技能,且已完成階點(diǎn)1的任務(wù)。教師基于學(xué)生的這些思維起點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)階點(diǎn),讓小組代表合作完成實(shí)物電路的連接和調(diào)試,并親身體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)保護(hù)電阻的阻值偏小,電路存在安全問題,培養(yǎng)學(xué)生的電路安全意識(shí),并驅(qū)動(dòng)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)的電學(xué)知識(shí)計(jì)算得出電路所需的安全電阻值,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和遷移應(yīng)用數(shù)理模型的能力。
階點(diǎn)3,多種方案保護(hù)調(diào)光燈電路安全。
師生交流如下:
師:將圖4中的保護(hù)電阻去掉,還有其他方案保護(hù)電路安全嗎?
生1:可以用鉛筆芯來保護(hù)電路安全。先查閱資料了解桌上鉛筆芯電阻值的規(guī)格以及鉛筆芯電阻值與長度之間的關(guān)系,再計(jì)算得出圖4電路所需鉛筆芯的安全長度,最后用刻度尺量出所需長度的鉛筆芯接入電路。
生2:將電流表接入圖5電路,閉合開關(guān),將滑片向最小阻值處慢慢移動(dòng)至電流表示數(shù)為0.3 A時(shí),在滑片處做限位標(biāo)記。
生3:將電壓表接入圖6電路,閉合開關(guān),將滑片向最小阻值處慢慢移動(dòng)至電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí),在滑片處做限位標(biāo)記。
師:各小組設(shè)計(jì)的方案都能保護(hù)調(diào)光燈電路安全,哪種方案更好?
本階點(diǎn)教師進(jìn)一步設(shè)置認(rèn)知沖突,引導(dǎo)學(xué)生思考利用鉛筆芯、電流表和電壓表等創(chuàng)新設(shè)計(jì)多種方案保護(hù)調(diào)光燈電路安全,并及時(shí)進(jìn)行方案評(píng)價(jià),旨在進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的電路安全意識(shí)和通過查閱、收集、整理資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的意識(shí);進(jìn)階發(fā)展學(xué)生分析歸納、模型建構(gòu)和質(zhì)疑創(chuàng)新等高階思維能力;積極驅(qū)動(dòng)學(xué)生在完成任務(wù)的過程中進(jìn)階理解電學(xué)單元的核心概念。
3.2? ? 設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐階點(diǎn),培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力
任務(wù)二:制作、展示模擬調(diào)光燈。在該子任務(wù)統(tǒng)攝下,教師設(shè)計(jì)了2個(gè)關(guān)聯(lián)的進(jìn)階點(diǎn)。
階點(diǎn)4,按照電路圖,制作模擬調(diào)光燈。學(xué)生小組合作,按照設(shè)計(jì)好的安全調(diào)光燈電路圖,選擇桌上的器材,連接模擬調(diào)光燈的實(shí)物電路,完成模擬調(diào)光燈實(shí)物電路的制作,并相互提醒連接實(shí)物電路的注意點(diǎn)和保護(hù)安全的方式。
這樣的進(jìn)階點(diǎn)設(shè)計(jì)能驅(qū)動(dòng)學(xué)生整合簡單電路的相關(guān)知識(shí)、技能和方法,小組合作按照設(shè)計(jì)好的安全調(diào)光燈電路圖,選擇桌上合適的器材連接調(diào)光燈實(shí)物電路,并在連接實(shí)物電路的學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中進(jìn)一步強(qiáng)化安全意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。
階點(diǎn)5,小組交流,展示模擬調(diào)光燈作品。
師:請(qǐng)小組派兩名代表上臺(tái)展示模擬調(diào)光燈成品,其中一位同學(xué)負(fù)責(zé)演示,另一位同學(xué)負(fù)責(zé)成品說明。
生1:我們將一定長度的鉛筆芯接入電路來保護(hù)電路安全。閉合開關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器處于最大值時(shí),燈泡很暗;將滑動(dòng)變阻器滑片向最小阻值處移動(dòng),燈泡逐漸變亮;當(dāng)滑片處于最小阻值處時(shí),燈泡亮度正常。
生2:我們將電流表接入電路保護(hù)電路安全。閉合開關(guān),滑動(dòng)變阻器處于最大值時(shí),燈泡很暗;將滑片向最小阻值處慢慢移動(dòng),燈泡逐漸變亮;電流表示數(shù)為0.3 A時(shí),燈泡亮度正常。此時(shí)在滑片處做限位標(biāo)記。
生3:我們將電壓表接入電路保護(hù)電路安全。閉合開關(guān),滑動(dòng)變阻器處于最大值時(shí),燈泡很暗;將滑片向最小阻值處慢慢移動(dòng),燈泡逐漸變亮;電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí),燈泡亮度正常。此時(shí)在滑片處做限位標(biāo)記。
師:幾組同學(xué)的作品展示很成功!學(xué)??萍忌绲耐瑢W(xué)也做了成品(圖7),請(qǐng)大家欣賞、評(píng)價(jià)該作品。
生1:調(diào)光效果很好,有外部框架支撐便于展示。
生2:將調(diào)光電路隱藏在外部支架內(nèi),不僅便于攜帶、展示,而且實(shí)用性很強(qiáng),更接近生活實(shí)際。
生3:選用生活中隨手可得的材料來制作外部支架,制作精美。
用邏輯清晰的語言表述調(diào)光燈的設(shè)計(jì)思想和工作過程,是初中生必備的能力。教師指向?qū)W生高階思維的發(fā)展設(shè)計(jì)進(jìn)階點(diǎn),驅(qū)動(dòng)學(xué)生在展示、交流的實(shí)踐中培養(yǎng)表達(dá)能力和解決問題的能力,同時(shí)用科技社的作品引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察、合理評(píng)價(jià),體悟?qū)W科整合應(yīng)用。啟迪學(xué)生反思、評(píng)價(jià)制作好的成品,思考如何進(jìn)行改進(jìn)與美化?讓學(xué)生在觀察、改進(jìn)和美化調(diào)光燈的實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)。
3.3? ? 設(shè)計(jì)跨學(xué)科階點(diǎn),培養(yǎng)質(zhì)疑創(chuàng)新素養(yǎng)
任務(wù)三:美化、升級(jí)模擬調(diào)光燈。素養(yǎng)導(dǎo)向下的課時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)落腳點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng),跨學(xué)科階點(diǎn)的設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新素養(yǎng)的有效策略。
階點(diǎn)6,整合應(yīng)用,改進(jìn)、美化模擬調(diào)光燈。
各小組在欣賞、評(píng)價(jià)科技社同學(xué)作品的基礎(chǔ)上,改進(jìn)、美化本組調(diào)光燈作品,并派代表進(jìn)行成品展示、交流。
生1:我們組用鞋盒制作調(diào)光燈底座,用塑料管制作調(diào)光燈豎桿,紙盒制作燈罩。
生2:我們組用白色泡沫盒制作調(diào)光燈底座,用長筷子制作調(diào)光燈豎桿,紙盒制作燈罩。
教師充分發(fā)揮評(píng)價(jià)促進(jìn)發(fā)展的功能,基于學(xué)生對(duì)科技社同學(xué)作品進(jìn)行合理評(píng)價(jià)的思維起點(diǎn)設(shè)計(jì)跨學(xué)科階點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生選擇身邊常見的生活物品,整合物理、美術(shù)和工程技術(shù)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)、技能和方法,制作、美化模擬調(diào)光燈,使其更符合生活實(shí)際,提升學(xué)生對(duì)“產(chǎn)品”實(shí)用性的理解,落實(shí)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的課程理念,培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新素養(yǎng)。
階點(diǎn)7,實(shí)踐應(yīng)用,改進(jìn)、升級(jí)模擬調(diào)光燈。
教師播放生活中多功能調(diào)光燈視頻,引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀看視頻,體會(huì)模擬調(diào)光燈在生活中的用處,要求各小組根據(jù)視頻給的啟示,課后升級(jí)本組的調(diào)光燈。拓展課時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間,發(fā)布課后實(shí)踐作業(yè):請(qǐng)根據(jù)今天所學(xué)內(nèi)容同時(shí)查閱電子元器件的資料,設(shè)計(jì)出不同款式的智能調(diào)光燈,如利用光敏電阻繼電器發(fā)光二極管等元器件制作智能光控聲控調(diào)光臺(tái)燈。
課時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)進(jìn)階設(shè)計(jì)的最終目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)自學(xué),而興趣是維持學(xué)習(xí)最好的老師。教師通過播放生活中多功能調(diào)光燈的視頻,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、拓寬眼界,引發(fā)學(xué)生的高階認(rèn)知和強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。本階點(diǎn)設(shè)計(jì)把課堂的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)引向課外,使物理課堂教學(xué)在空間和時(shí)間上得以延伸,學(xué)生必將在持續(xù)完成項(xiàng)目任務(wù)的過程中,不斷提升創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)能力,發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)。
總之,設(shè)置綜合實(shí)踐活動(dòng)是蘇科版教材的特色,是設(shè)計(jì)課時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)進(jìn)階的有效資源載體。教師開展綜合實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)時(shí),應(yīng)留給學(xué)生足夠的時(shí)間和空間親歷關(guān)聯(lián)的進(jìn)階點(diǎn),在創(chuàng)造性完成項(xiàng)目任務(wù)的學(xué)科實(shí)踐過程中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,逐層進(jìn)階理解學(xué)科核心概念,形成科學(xué)的物理觀念。本節(jié)課以“設(shè)計(jì)和制作模擬調(diào)光燈”為載體進(jìn)行課時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)進(jìn)階設(shè)計(jì)(學(xué)習(xí)進(jìn)階設(shè)計(jì)路徑如圖8所示),驅(qū)動(dòng)學(xué)生在小組合作進(jìn)階完成任務(wù)的過程中,經(jīng)歷相互關(guān)聯(lián)的中間階點(diǎn),實(shí)現(xiàn)任務(wù)目標(biāo),進(jìn)階高階思維,落實(shí)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的課程理念,實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科的育人功能。
參考文獻(xiàn):
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(欄目編輯? ? 鄧? ?磊)
收稿日期:2023-10-05
基金項(xiàng)目:江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十五期立項(xiàng)課題“指向概念理解的初中物理實(shí)驗(yàn)探究項(xiàng)目化設(shè)計(jì)與實(shí)施研究”(2023JY15-L61);江蘇省陶行知研究會(huì)重點(diǎn)立項(xiàng)課題“初中物理分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的實(shí)踐研究”(JSTY14473)。
作者簡介:楊琳(1977-),女,中學(xué)高級(jí)教師,主要從事初中物理教學(xué)工作。