摘? ?要:融合使用多版教材中的素材,有利于通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)階性的問(wèn)題,創(chuàng)設(shè)有思維深度的挑戰(zhàn)性任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的問(wèn)題情境、交互的具身體驗(yàn)、意義的自主整合、批判的自我反思和真實(shí)的問(wèn)題解決,從而促進(jìn)思維型課堂的生成,促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展,提升學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量,助力立德樹(shù)人目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:融合;6版本教材;思維型課堂;科學(xué)思維
中圖分類(lèi)號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? 文章編號(hào):1003-6148(2024)6-0087-5
“思維型”課堂的核心是“思維活動(dòng)”,教學(xué)中可通過(guò)認(rèn)知沖突、自主構(gòu)建、思維監(jiān)控、應(yīng)用遷移引發(fā)學(xué)生積極思考、主動(dòng)探究來(lái)加速認(rèn)知過(guò)程[1]。思維型課堂讓學(xué)生在知識(shí)構(gòu)建過(guò)程中經(jīng)歷充分的思考,不僅對(duì)知識(shí)理解更深刻,且其思維能夠得到充分訓(xùn)練。物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維是從物理學(xué)角度對(duì)客觀(guān)事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式;是構(gòu)建物理模型的抽象概括過(guò)程;是分析綜合、推理論證等方法在科學(xué)領(lǐng)域的具體運(yùn)用;是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同信息、觀(guān)點(diǎn)和結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑和批判,予以檢驗(yàn)和修正,進(jìn)而提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的品格與能力[2]。學(xué)生思維水平的提升,往往產(chǎn)生思維進(jìn)階,從而使得科學(xué)思維的培養(yǎng)水到渠成。初中學(xué)生正處在思維快速發(fā)展期,從形象思維為主轉(zhuǎn)向抽象思維為主的轉(zhuǎn)型期,設(shè)計(jì)思維型課堂對(duì)學(xué)生思維發(fā)展和進(jìn)階意義重大。融合使用各版本教材素材,有利于教師設(shè)計(jì)更具有思維含量的探究活動(dòng)和問(wèn)題,引領(lǐng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維水平的提升和科學(xué)思維的培養(yǎng)。
1? ? 思維型課堂的特征
1.1? ? 促進(jìn)深度思維
思維型課堂中,教師需要在教學(xué)環(huán)節(jié)預(yù)設(shè)高質(zhì)量的問(wèn)題,這些問(wèn)題直指學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容,需要學(xué)生在教師的引領(lǐng)下進(jìn)行深刻的理論探索或?qū)嵺`探究,在這些環(huán)節(jié)學(xué)生思維活躍且深入,思維水平得到顯著提升。
1.2? ? 增強(qiáng)學(xué)習(xí)意愿
思維型課堂上教師通過(guò)活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)、設(shè)問(wèn)等充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿,引發(fā)學(xué)生積極思考,在面對(duì)挑戰(zhàn)和困惑時(shí)具有攻堅(jiān)克難的韌勁。積極思考是學(xué)生能夠獨(dú)立自主解決問(wèn)題的前提,積極思考后再聽(tīng)教師講解,學(xué)生會(huì)理解得更透徹。
1.3? ? 產(chǎn)生思維碰撞
思維型課堂需要生生、師生間有深入且充分的交流,在交流中會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知分歧,需要不斷辨析,催生思維的碰撞,促發(fā)學(xué)生靈感的產(chǎn)生和思維的進(jìn)階。在交流過(guò)程中教師還可以敏銳地捕捉學(xué)生思維的閃光點(diǎn),挖掘?qū)W生思維的亮點(diǎn),生成新的教學(xué)資源,讓課堂顯得更加靈動(dòng)。
2? ? 構(gòu)建思維型課堂的意義
2.1? ? 發(fā)展學(xué)生思維
思維型課堂上學(xué)生思考機(jī)會(huì)多、時(shí)間充分,除了要獨(dú)立思考,還需要與同伴、老師交流,在此過(guò)程中學(xué)生的思維能得到顯性化展示,思維的深刻性、靈活性、發(fā)散性、嚴(yán)謹(jǐn)性等品質(zhì)都可能得到發(fā)展。
2.2? ? 提升學(xué)業(yè)質(zhì)量
學(xué)業(yè)質(zhì)量是學(xué)生在完成階段性學(xué)習(xí)后的學(xué)業(yè)成就表現(xiàn),反映核心素養(yǎng)的要求[2]。就科學(xué)思維而言,學(xué)業(yè)質(zhì)量主要體現(xiàn)在以下方面:“會(huì)分析實(shí)際問(wèn)題”“進(jìn)行歸納推理”“進(jìn)行簡(jiǎn)單演繹推理”“具有論證意識(shí)”“有判斷信息可靠性和合理性的意識(shí)”“能對(duì)不合理說(shuō)法進(jìn)行質(zhì)疑”。其本質(zhì)就是要提升學(xué)生的思維水平,外顯為能理解物理知識(shí),能通過(guò)物理知識(shí)與方法的遷移來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。思維型課堂突出發(fā)展學(xué)生的思維水平,使其對(duì)知識(shí)理解會(huì)更加透徹,分析問(wèn)題的能力得到發(fā)展,學(xué)業(yè)質(zhì)量也會(huì)得到提高。
2.3? ? 促進(jìn)五育并舉
思維型課堂將發(fā)展學(xué)生思維作為教學(xué)重要目標(biāo),充分發(fā)展智育,學(xué)生具有較高品質(zhì)的思維,遇到問(wèn)題能夠看得更透徹、更深遠(yuǎn),即有利于學(xué)生看透現(xiàn)象、認(rèn)識(shí)本質(zhì),亦即充分智育可以較好地促進(jìn)其余“四育”的發(fā)展,更好地實(shí)現(xiàn)五育互育[3]。
3? ? 融合使用教材是設(shè)計(jì)思維型課堂的重要策略
傳統(tǒng)的課堂更多地關(guān)注知識(shí)的傳授,而相對(duì)忽視構(gòu)建知識(shí)的思維加工過(guò)程,使學(xué)生處于“淺層學(xué)習(xí)”。融合使用多版教材中的素材,有利于通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)階性的問(wèn)題,創(chuàng)設(shè)有思維深度的挑戰(zhàn)性任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的問(wèn)題情境、交互的具身體驗(yàn)、意義的自主整合、批判的自我反思和真實(shí)的問(wèn)題解決,從而促進(jìn)思維型課堂的生成,促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展,達(dá)成“深層學(xué)習(xí)”的目的。
3.1? ? 以設(shè)問(wèn)促進(jìn)思考,引入課題
以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生思考,能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲。在引入教學(xué)課題時(shí),創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,在聯(lián)系生活的同時(shí),豐富學(xué)生的感性認(rèn)知,聚焦學(xué)生的興趣和注意力。本節(jié)課引入時(shí),應(yīng)先讓學(xué)生直觀(guān)感受到物體在水中有沉有浮,從而意識(shí)到研究物體的沉浮具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,這一命題是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律、改造和利用自然的重要組成部分??梢越梃b北師大版教材,準(zhǔn)備探究器材,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境導(dǎo)入新課,“浸在水中的物體都會(huì)受到豎直向上的浮力,為什么將木塊、泡沫塑料塊完全浸入水中它們會(huì)上浮,而鐵塊、石塊完全浸入水中它們則會(huì)下沉呢?”[4]以有實(shí)際意義的問(wèn)題引起思考導(dǎo)入新課,可以更好地激發(fā)學(xué)生的興趣,聚焦學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力,讓學(xué)生更好地習(xí)得知識(shí),掌握“從物理學(xué)角度對(duì)客觀(guān)事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式”。
3.2? ? 以設(shè)問(wèn)生成方案,解釋疑惑
學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多疑惑,這些疑惑說(shuō)明學(xué)生有好奇心,有學(xué)好物理的強(qiáng)烈意愿,但這些疑惑阻礙了學(xué)生新知識(shí)的構(gòu)建。教師應(yīng)充分了解學(xué)生的疑惑,及時(shí)釋疑。建議采用探究策略,發(fā)揮探究具有實(shí)踐性、學(xué)習(xí)效果較好、知識(shí)留存率較高的功能。學(xué)習(xí)本節(jié)課前,學(xué)生會(huì)認(rèn)為“重的下沉,輕的上浮”,關(guān)于輕重,有學(xué)生理解為質(zhì)量的大小,還有學(xué)生理解為密度的大小。為破除學(xué)生的疑惑,可以在前述探究的基礎(chǔ)上,綜合6版本教材的演示實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)如下問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究方案。
問(wèn)題一:為什么重的下沉、輕的上浮?
問(wèn)題二:“重”指的是“質(zhì)量大”還是“密度大”?需要采用什么實(shí)驗(yàn)方法?
問(wèn)題三:對(duì)比實(shí)驗(yàn)需要什么器材?具體如何操作?
得到的實(shí)驗(yàn)方案具體為:將大木塊和小木塊同時(shí)浸沒(méi)于水中同樣的深度,觀(guān)察大木塊和小木塊的沉浮情況;將大石塊和小石塊同時(shí)浸沒(méi)于水中,比較二者的沉浮情況;將質(zhì)量較大的木塊和質(zhì)量較小的鐵塊同時(shí)浸沒(méi)于水中,比較二者的沉浮情況。通過(guò)上述對(duì)比實(shí)驗(yàn),學(xué)生由感性體驗(yàn)得出“密度大的物體下沉、密度小的物體上浮”,從而順利破解學(xué)生的疑惑。通過(guò)探究培養(yǎng)了學(xué)生“基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同信息、觀(guān)點(diǎn)和結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑和批判,予以檢驗(yàn)和修正的品格與能力”。
3.3? ? 以設(shè)問(wèn)促進(jìn)深入思考,升華探究
實(shí)驗(yàn)探究可以為學(xué)生積累豐富的感性認(rèn)知,也有助于提升學(xué)生的動(dòng)手能力,但是要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)探究的育人功能,實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)效率的提升,還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行深入分析,從而將感性經(jīng)驗(yàn)升華為理性認(rèn)知,將實(shí)驗(yàn)探究從觀(guān)察現(xiàn)象的淺層學(xué)習(xí)升華為高階思維的深度學(xué)習(xí),為方法和知識(shí)遷移奠定基礎(chǔ)。為此,實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)應(yīng)精心設(shè)置問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生思考。
由上述對(duì)比實(shí)驗(yàn),學(xué)生已知“密度大的物體下沉、密度小的物體上浮”,但對(duì)其本質(zhì)原因還沒(méi)有完全理解,為此可以向?qū)W生提出如下問(wèn)題。
問(wèn)題1:能否從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系角度分析“密度大的物體下沉、密度小的物體上浮”?
經(jīng)過(guò)探究,學(xué)生已掌握物體沉浮的條件,也理解其本質(zhì)是比較浮力與重力。為了深化學(xué)生對(duì)沉浮條件的理解,在應(yīng)用沉浮條件的環(huán)節(jié),教材引入了輪船、潛艇等實(shí)例,可給學(xué)生提出如下問(wèn)題。
問(wèn)題2:怎樣使下沉的物體浮起來(lái)?怎樣使漂浮的物體沉下去?從物體受力角度看這些方法分別改變了哪些力的大?。渴侨绾胃淖兊??
思考、討論后,學(xué)生得出改變重力或者浮力的結(jié)論。例如,使在水中下沉的物體上浮,可以加鹽增大液體的密度,本質(zhì)是增大浮力;使上浮的物體下沉,則可以加酒精,減小液體的密度,以減小浮力,也可以在上浮的物體中嵌入石塊、鐵塊等密度較大的物體,改變物體的重力。
問(wèn)題3:融合人教版、滬科版、教科版等教材的例子[6-8],讓學(xué)生分析這些實(shí)例在實(shí)現(xiàn)沉浮時(shí)分別改變了什么力?例如,潛艇改變自身重力;魚(yú)、輪船通過(guò)改變排開(kāi)液體的體積來(lái)改變所受浮力。強(qiáng)化學(xué)生利用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系分析物體沉浮的條件,掌握沉與浮的物理本質(zhì)。
問(wèn)題4:“懸浮、漂浮時(shí),浮力都等于重力,二者有何不同?”[9]這里借鑒滬粵版教材的設(shè)問(wèn),強(qiáng)化學(xué)生對(duì)漂浮和懸浮的理解。結(jié)合受力分析和阿基米德原理,物體處于漂浮和懸浮時(shí),雖然浮力都等于重力,但排開(kāi)液體的體積不同;從比較密度的角度看,處于懸浮狀態(tài)的物體密度等于液體密度,處于漂浮狀態(tài)的物體密度小于液體密度。
3.4? ? 以設(shè)問(wèn)引領(lǐng)知識(shí)應(yīng)用
應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題是升華學(xué)生知識(shí)理解,促進(jìn)學(xué)生分析推理能力和科學(xué)論證能力提升的契機(jī)。在應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),融合6版本教材素材,設(shè)置問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考,以問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生思考的方向,不僅能提升問(wèn)題解決的效率和準(zhǔn)確率,還能靶向促進(jìn)科學(xué)思維素養(yǎng)的培養(yǎng)。
(1)以問(wèn)題引導(dǎo)定性分析
6版本教材編排本節(jié)內(nèi)容時(shí)在不同欄目安排有輪船、潛水艇、選種等實(shí)例的定性分析。借鑒、融合不同版本教材的情境和設(shè)問(wèn),可通過(guò)精準(zhǔn)設(shè)置問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考,升華對(duì)知識(shí)的理解,發(fā)展學(xué)生的思維水平。例如,學(xué)生已知鋼材的密度較大,放入水中會(huì)下沉,借鑒人教版教材的設(shè)問(wèn)“輪船是用鋼鐵制成的,鋼鐵的密度遠(yuǎn)大于水,怎樣用沉重而堅(jiān)硬的鋼鐵制成可以承載那么多貨物的船呢?”[6]并讓學(xué)生用橡皮泥模擬輪船的制造和載物浮在水面。通過(guò)思考和模擬,學(xué)生容易知道鋼鐵的重力沒(méi)有變,改變其形狀,增大了其排開(kāi)水的體積以增加浮力,故而能漂浮在水面上。制造輪船的過(guò)程改變鋼鐵的形狀,減小了其“平均密度”。然后,以北師大版、教科版等教材的“選種”為情境,提出問(wèn)題“干癟、蟲(chóng)蛀的種子會(huì)上浮直到漂浮,飽滿(mǎn)種子則下沉,為什么?”通過(guò)思考,學(xué)生知道:干癟、蟲(chóng)蛀的種子中空,質(zhì)量小,重力小,而排開(kāi)鹽水的體積沒(méi)有變化,浮力大于重力,故而上浮直至漂浮。飽滿(mǎn)的種子重力大于浮力,故而下沉。然后,引導(dǎo)學(xué)生從密度的角度思考,干癟、蟲(chóng)蛀的種子由于中空導(dǎo)致平均密度小于鹽水的密度,而飽滿(mǎn)的種子密度大于鹽水的密度。
(2)以問(wèn)題引導(dǎo)定量計(jì)算
借鑒北師大版教材第4題,補(bǔ)充學(xué)生的學(xué)習(xí)資源。其原題為:“把一個(gè)外觀(guān)體積為17.8 cm3的空心銅球放入水中,它恰好處于懸浮狀態(tài),已知銅的密度是8.9×103 kg/m3,g?。保?N/kg。求:(1)空心銅球的重力;(2)銅球空心部分的體積?!保郏矗轂榱俗寣W(xué)生更好地解決問(wèn)題,可設(shè)置如下問(wèn)題。
本題考查了重力、浮力、密度等的計(jì)算,還運(yùn)用了阿基米德原理、懸浮條件等知識(shí),綜合性強(qiáng),且思維鏈條較長(zhǎng),需要多次“轉(zhuǎn)換”,屬于較難的習(xí)題。將本題與人教版等其他版本教材的基礎(chǔ)和中等難度習(xí)題相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)習(xí)題的梯度配置,讓各種層次的學(xué)生都有所收獲,本題可以讓優(yōu)秀學(xué)生實(shí)現(xiàn)“拔高”,思維水平得到發(fā)展。
(3)以問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)踐應(yīng)用
根據(jù)學(xué)習(xí)金字塔理論,通過(guò)實(shí)踐習(xí)得的知識(shí)留存率較高,教學(xué)中一方面讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐性的探究活動(dòng)習(xí)得知識(shí),另一方面讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐性活動(dòng)運(yùn)用知識(shí)。本節(jié)課實(shí)踐運(yùn)用環(huán)節(jié),可以借鑒蘇科版教材習(xí)題第6題制作潛水艇模型、滬粵版教材第4題模擬實(shí)現(xiàn)潛水艇的升降、教科版教材“動(dòng)手做”欄目做一個(gè)潛水艇,讓學(xué)生模擬制作潛水艇,并操作其升降。然后讓學(xué)生思考:怎么實(shí)現(xiàn)沉???為什么能沉浮?通過(guò)該實(shí)踐性作業(yè),讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中悟。
(4)以問(wèn)題拓深課后練習(xí)
拓展深化課后習(xí)題可以更好地發(fā)揮習(xí)題的育人價(jià)值,讓學(xué)生在習(xí)題解答過(guò)程中透徹理解知識(shí),發(fā)展思維。拓展升華的一個(gè)重要策略就是深度挖掘題目信息,進(jìn)行設(shè)問(wèn)變式,以問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生思維向縱深發(fā)展。本節(jié)人教版教材第2題介紹了密度計(jì)(圖2甲),給出自制簡(jiǎn)易密度計(jì)(圖2乙、丙),讓學(xué)生比較乙、丙兩個(gè)圖中哪杯液體的密度大。在解決這一問(wèn)題后,可以借鑒北師大版教材正文中關(guān)于密度計(jì)部分的設(shè)問(wèn),“密度計(jì)上的刻度值是如何變化的,這些刻度之間的間隔是均勻的嗎?你能說(shuō)說(shuō)這是為什么?”[4]密度計(jì)是依據(jù)漂浮時(shí)受力平衡和阿基米德原理制成,密度計(jì)在任何液體里都呈漂浮狀態(tài),所受浮力等于重力。
4? ? 結(jié)? 語(yǔ)
物理課具有重思維的學(xué)科特色,教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該將這一特色凸顯出來(lái),更好地彰顯學(xué)科育人的價(jià)值。思維型課堂將發(fā)展學(xué)生思維作為主要目標(biāo),呈現(xiàn)豐富多彩的素材,組織形式多樣的教學(xué)活動(dòng),設(shè)置循序漸進(jìn)的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生思考,促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展,落實(shí)科學(xué)思維培養(yǎng)。追求更精準(zhǔn)、更有效的設(shè)問(wèn)是提高課堂教學(xué)效率,提升物理教學(xué)育人價(jià)值的重要手段。本節(jié)課的教學(xué)實(shí)踐表明,融合使用教材,借鑒不同版本教材資源可以開(kāi)闊教師視野,拓寬教師設(shè)計(jì)教學(xué)的思路,有利于教師設(shè)置更有質(zhì)量的問(wèn)題,打造思維型課堂,讓學(xué)生在課堂上多一些深入思考的契機(jī)和思維的碰撞,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的掌握和科學(xué)思維的培養(yǎng)。
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(欄目編輯? ? 李富強(qiáng))
收稿日期:2024-04-10
作者簡(jiǎn)介:柳怡(1980-),女,中小學(xué)高級(jí)教師,主要從事初中物理教學(xué)研究。