◎ 程 会
《普通高中物理课程标准(2017年版)》将物理学科的核心素养界定为:学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力,主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”和“科学态度与责任”四个方面[1]。虽然初中物理学科核心素养并没有被明确提出来,但是高中物理学科核心素养为我们指明了方向。2018年,上海市教育委员会教学研究室推出的《中学单元教学设计指南》,也为一线教师提供了单元教学设计案例,揭示单元教学设计的过程,形成结果,为广大教师开展单元教学设计提供可资借鉴的技术路径与方法[2]。基于单元教学设计是为了创造优质教学,从而更好地落实学科核心素养。
单元复习课不同于新授课、习题课和实验课,若物理单元复习课中只关注物理概念、规律和公式,让学生死记硬背硬套公式,就很难促进学生物理思维的提高,更难以促进知识迁移能力的升华,复习课也会变得枯燥低效。单元复习课一个典型的特点是模块化的组织与构成,针对某一个单元选择合适的主线,在教学过程中通过一系列的教学活动,让学生循序渐进地完成,从而提升学生的科学思维、科学探究等核心素养。
依托在线教学平台和一些办公软件,笔者针对不同的单元特点,学习实践并搜集整理了一些教学案例。通过这些案例,本文对提升单元复习课教学的有效性进行了思考和总结。
单元教学设计在努力学习以事实性知识和技能为主的课程时,那些被引导进行独立概念性思维的学生需要在大脑中更深层次上加工这些内容,这种深层次的认知过程帮助学生们更长时间地记忆信息[3]。聚焦核心概念,所有的问题或者应用都是由核心概念铺设开来的,那么聚焦核心概念是关键,找准主线是方法,这样才能让学生把整个单元的知识清晰地联系起来。
物理是一门以实验为基础的科学,作为电学单元复习课,本身比较抽象且是教学难点。由于时间和空间的限制,教师直接进行传统的线下实验来讲解已行不通。此时,在线实验的优势就凸显出来。在线实验可以打破时间和空间的局限,只要有网络和平台,随时随地都可以开展在线实验的学习;在线实验可以借助平台进行活动的记录、展示和评价,凭借数据的支撑,实现教学的有的放矢;在线实验可以让师生间、生生间增强联系,让教师能够对学生实验精准了解并及时给予指导和帮助,学生之间可以进行小组合作,小组间也可以进行评比;在线实验还可以有效地转化为数字资源,共享能力强,满足个性化需求。然而,并不是说在线实验直接可以替代线下实验,两者是相辅相成、相得益彰、相互补充的,共同提升学生实验操作能力和物理实验探究能力。
在“电路”单元的复习中,教师将“欧姆定律”作为核心概念,以“探究导体中电流与电压的关系”和“用电流表、电压表测电阻”两个重要实验作为复习主线,课前给学生布置好任务:对本单元两个重要实验提前复习,并要求每个实验小组利用在线实验软件,由学生代表上交一个实验过程的录屏视频文件。此时,教师并不要求学生操作必须完全正确,甚至希望他们出点“意外”,为后续在线教学中提供“问题原型”,找到解决方法,加深对核心概念的理解和提高实验操作过程的熟练度。
根据前期学生提交的实验视频,教师在在线教学中进行重现,并引发学生的思考,找到两个实验的相同点,如实验需要测量的物理量、实验器材等,再找到两个实验的不同点(如实验类型不同、多次测量的意义不同等)。有些学生看到自己的作品被作为范本还是非常有成就感的,也对问题的深入思考有了动力。同时,教师也会把有些学生的典型错误展示出来供大家讨论和修正。这一对比过程不知不觉地加深了学生对欧姆定律的理解。以物理实验为主线,根据学生的学习水平,创造真实的实验情境,这一节复习课就能做到有的放矢,既复习了关键知识和关键技能,又提高了学生的科学探究能力。
“压强”单元的内容,本身与学生的生活联系非常紧密,但是涉及的内容较多,如固体压强、液体内部压强、大气压强、浮力等。如果一节课中没有合适的主线,教师很难将这些内容贯穿起来,对学生科学思维的培养也收效甚微。这就需要教师借助在线教学平台进行在线测试,对学情进行深入了解。
在线教学平台有较为完备的题库,教师从中精心挑选了30道题目。这些题目分别有基础题、提高题和拓展题,题型以选择题为主。除此之外,在线教学平台还能将后台所有的统计数据进行精细处理,不仅有学生个人的数据统计,还有每道题的得分率,以及具体到分别有哪些学生选了A、B、C、D,大大减轻了教师的负担,而且学生对自己的错误点也一目了然。通过前期的在线测试,教师发现学生对于基本的概念和公式还是比较清晰的,但是对于本单元多次运用的物理理想模型的建立还是比较模糊的。
因此,教师确定从科学方法建立理想模型的角度贯穿整章节的知识点,首先分析课本中液体内部压强的大小(圆柱体液柱模型),再用建立模型方法分析浮力产生的本质(立方体液柱模型),加深学生对浮力产生原因的理解,实现思维能力的提升,最后再引导学生用建立模型的方法分析大气压的值(忽略其质量的理想小液片)。通过师生互动,学生能更加深入了解建立模型方法,强化科学思维。
建构主义认为,知识不是由教师传授得到的,而是学习者在一定的情境(即情境性),借助他人的帮助(即社会性),利用必要的学习资料和信息,通过有意义的建构方式而获得即主动性,其核心思想是“通过问题的解决来学习”。[3]“机械和功”作为物理单元复习课内容,本身比较抽象且是教学难点。如何为学生创设情境,让学生主动思考是物理单元教学设计中的重点之一。
当下比较热门的“云欣赏”“云逛街”“云购物”等,也给我们提供了新的思路。充分考虑到学生的身心发展和内心需求,教师巧妙地设计了 “云踏青”一课,深受学生的喜爱。在这一过程中,教师借助了上海市八年级空中课堂“机械和功”的视频资源,首先引出“小丽准备去踏青,乘坐出租车的故事”。故事一共有四个场景:场景一,出租车司机接到公司的电调通知;场景二,小丽拖着拉杆箱上车;场景三,为了尽快将小丽送达目的地出租车司机在加速行驶;场景四,当接近目的地时,汽车驶入水平路面。每个精心设计的场景把二力平衡、惯性、牛顿第一定律、杠杆、滑轮、机械功、功率等物理知识很巧妙地联系在一起。学生利用所学的知识,解释生活中常见的现象,再一次深刻理解到牛顿第一定律的重要地位和人们利用机械达到省力和提高工作效率的目的。
针对“电功率”单元的知识点,教师设计一系列问题,由简单到复杂逐步地铺设开来,整个过程层层递进、不断深入、环环相扣,师生间、生生间碰撞出思维火花。“电功率”单元复习课的教学过程如图1所示。
根据一段时间的教学实践,对于提升单元复习课的有效性,笔者梳理出以下三种方法。
在单元复习课中,形成知识体系和知识结构,让学生脑海里不再是零散的知识点是关键。不同的物理单元,所涉及的知识内容不同,因此主线不尽相同。如上文列举了四条不同的主线,是根据教学内容和学情来设计的,并不是固定不变的。教师应胸中有全局,对整个单元的知识结构了然于心,这样才能把单元的教学重点置于整个相关的知识体系的核心位置来理解。学生也能够体会到物理知识间的内在逻辑,并在提出物理问题、构建物理模型、解释物理现象等科学实践中,习得科学思维和科学方法,逐步发展科学探究、解决实际问题的能力。
在线教学中,因为其特殊性,学生的生成性资料(如课堂练习的结果)、作业的上传,以及课堂视频及时录制(可回放)等资源,相较于平时而言,这些信息量是比较大而且是相对完整的。教师对全班每个学生在学习过程中出现的一些问题,要做到心中有数。这些都为单元复习课的活动设计提供了很好的资源。单元复习课中,教师要针对学生的困难点和痛点做到精准到位的“治疗”,唤醒学生遗忘的知识点,纠正学生错误的认知,提升学生对本单元知识的深入理解。
图1 “电功率”单元复习课的教学过程
在单元复习课中,教师以自己不能熟练使用录屏软件为由,请学生帮忙录制微课,巧妙地向学生寻求帮助,学生也为自己能解决问题而充满成就感。当学生成为“小老师”的时候,他不仅能讲出相关的物理方法和规律,而且理解能力和自信心也得到明显的加强。学生在讲解的过程中,已经从个人理解的层次提升到掌握并清晰表达的层次。因此,在单元复习课中,如果学生能解决一个个小问题,并且教师能够合理地“串”起来,师生共同努力,就能形成单元复习课的数字资源。
笔者发现,经过这段时间的单元复习课的实施,学生对物理学习的兴趣有了明显提升。之前在线教学中,大多数学生沉默不语,现在只要提问,学生争着回答问题,还有学生没等教师说完,直接提出自己的见解,课堂的参与度明显提升。学生不再简单地认为复习课就是刷题,讲错题,罗列碎片化的知识,他们不再被动地接受知识,而是主动获取知识。学生根据教师提供的主线,一个个单元的知识结构被构建,录实验视频、讲题微课、查漏补缺等,在这个过程中科学思维得到明显提升。总之,一节有效的单元复习课,能引发学生的积极协同思考以及对概念的深度理解。