孙榕
关键词:连续性问题情境;物理复习课;思维进阶;能力提升
连续性问题情境。是基于教学内容之间的关联和学生的认知发展规律。教师在教学中创设的一类情境,可以是简单、具体、能贴近实际、引起学生情感认同的生活情境。也可以是能够凸显物理学科特点、提升学生操作技能的实验情境。这些情境并非单个情境的简单拼接。而是以主题情境为背景。以关键问题链为导向。有逻辑性地贯穿在整个教学过程中。因此,这里的“连续性”既指情境设置的关联性,也指问题设计的层次性。
连续性问题情境的教学策略。是将连续性问题情境贯穿在课时乃至单元中的一种教学策略。根据学生的认知水平和学习情况设计问题链。依据学生熟悉的生活场景、实验现象或前沿科技设计连续性情境,并将问题链融合在连续性情境中。学生沿着“深入情境一解决问题一建构知识一形成思维方法”的路径进行物理学习。教师在学生解决问题的过程中给予评价,并依据教学目标和学生学习的盲点、易错点进行作业设计,避免课堂学习与课后练习脱节,实现教、评一致性。
1连续性问题情境的教学策略在物理复习课中的应用
1.1依托学情分析。寻找思维障碍
“测定小灯泡的电功率复习课”是继电路、电能与磁单元复习后进行的专题复习。学生在此之前已经复习了欧姆定律、串联电路及其简单应用、电功率等知识,并具备用滑动变阻器改变电路中的电流。用电流表、电压表测电阻以及测定小灯泡的电功率等实验技能。学生在“测定小灯泡的电功率”的新课学习后能够正确使用电学实验器材。能较规范地按照实验步骤完成“测定小灯泡的电功率”实验。但是,从“会做实验”到“会设计实验方案”“会解决实验中遇到的问题”这之间还有一个较大的梯度。主要存在的思维障碍有:电源电压和滑动变阻器的选取、与“用电流表、电压表测电阻”实验的对比及两实验器材的选择与分配、无法直接精确测定小灯泡的额定电压等。正因为学生缺乏分析问题的思路和解决问题的途径。因此在复习课的设计中要把“纸上做题”变为“实践演练”。将该实验中可能出现的难点有序地归置到学生实验的过程中。充分调动学生探索解决方案的积极性。从而形成用规范的语言描述方案、用相应的思路分析问题的能力。
1.2依托纵向连续性问题情境。促问题解决
《义务教育物理课程标准(2011年版)》中明确指出:在进行探究式教学时。教师应创设一定的探究情境,激发学生的探究欲望。在科学探究活动中,应鼓励学生积极、大胆地参与,避免包办代替、简单否定等。在复习课的教学中,教师通过创设一个主题情境。并融入连续性问题。引导学生巩固和深化所学知识。在“测定小灯泡的电功率复习课”中,学生在回顾该实验的目的、原理及实验方案(包括选择器材、画电路图、設计数据记录表)基础上。能够通过梳理实验步骤明确器材选择目的和多次实验的意义。能够将知识迁移到不同的情境中来解决问题。
在本节复习课中。根据学生在实验及解题过程中存在的思维障碍。以实验情境为载体.设计纵向连续性问题情境(图1),即根据小组所分配到的实验器材。思考是否能用这些器材完成实验?如果能,则记录数据;如果不能,则探讨解决方案。例如,小组器材如情境1所示,虽然能够测量三组及以上的电压、电流值,但是并没有达到该实验的目的。究其原因是电源电压低于小灯泡的额定电压。因此学生明确实验对电源电压的选取是有要求的,需高于小灯泡的额定电压。小组器材如情境2所示。可以通过改变串联电池的节数实现多次测量。但不能使小灯泡两端的电压等于其额定电压,因此只能利用滑动变阻器才能精确调节小灯泡两端的电压。小组器材如情境3所示。正确连接电路的情况下无法精确测定小灯泡的额定电压。因此引导学生讨论如何运用现有的器材进行操作。才能测得小灯泡的额定电压。从而测得小灯泡的额定功率。以上3个连续性问题情境。通过对知识的巩固和迁移。培养学生运用所学知识解决问题的能力。
1.3依托横向连续性问题情境。促思维进阶
复习课的教学目标一般比新授课高。主要在思维水平提出了更进一步的要求。初中生以抽象思维为主,为使学生的思维在逻辑分析、阐释推理的过程中不断进阶。则可让学生在情境中思考、讨论、探索、梳理各知识点及方法问的逻辑关系,发展逻辑思维的能力,实现思维进阶凹。在本节复习课中,以不同的实验情境(如情境1、2、3)为出发点。在主问题的基础上继续延伸。设计横向连续性问题情境(图1),引发学生持续思考,思维不断深入。具体做法如下:
在情境1的问题解决后。学生明确该实验需记录小灯泡两端电压略低于、等于或略高于其额定电压的数据。以测得小灯泡在不同电压下的电功率。因此电源电压需高于小灯泡的额定电压才能完成实验。以此为问题生长点,构建横向连续性问题情境引导学生继续思考。从做实验到能总结解决此类问题方法的思维链如图2所示。
学生在情境2的实际操作时。发现缺少滑动变阻器而不能继续实验。而本实验与“用电流表、电压表测电阻”实验所用器材基本相同。由此引发学生思维进入横向连续性问题情境:滑动变阻器在两个实验中的作用是什么?哪个实验中滑动变阻器是必需的?学生从单一实验的复习到相似实验的类比。以“滑动变阻器”为知识交叉点建立思维网。如图3所示。
语言与思维有着密切的关联,语言表达即学生思维过程的展现。在情境3的问题提出后,学生不能连贯、规范地描述整个操作过程,因此通过横向问题引导。给学生搭设有效的思维阶梯。让学生拾级而上,突破学习障碍点。从一开始“将电压表并联在滑动变阻器两端”到后续考虑到电压表的量程更换、开关在操作过程中的状态、电压表的读数具体为多少时小灯泡正常发光以及如何根据电压表读数判断小灯泡两端电压略高于其额定电压的情况等。方法是能力的外在表现。学生严谨表达自己观点的过程也就是其掌握这类思维方法的过程。横向连续性问题情境,在主题情境中通过对问题的发散、细化和深入。促进学生思维的形成和进阶。
1.4依托连续性问题情境的再延伸。促素养发展
中学物理课程强调以评价促进学生的学习。注重发展评价的诊断和激励功能。评价内容的设计应以物理基本概念和规律为依托。指向物理学科核心素养,创设有利于学生讨论、探究的真实问题情境。评价学生在真实学习环境中物理学科核心素养的表现水平。
在本节课的合作类作业设计中,教师以课堂实验情境为基础。引导学生依据课堂中遇到的问题及测得的数据,小组编制一道“测定小灯泡的电功率”的实验题。教师通过设置评价依据,引导学生在自评和互评中对自己或同伴的学习进行反思,检查困难和问题,并提出具体的改进方法,进而学会用物理语言表述现象及问题。相互完善题目的科学性和问题的可解性。在设计题目的过程中。将课堂的连续性问题情境再延伸。学生从能解决问题到能在真实情境中设计问题。提升分析能力、推理能力和批判性思维能力。因此,学生从学习知识到形成能力。再运用物理学科的思维方式去带动其他章节知识与技能的学习。发展了学生的潜能,从而落实学科核心素养的培养。
2运用连续性问题情境教学策略的思考
2.1从注重活动形式转向注重活动实效
物理是一门实验科学。课堂中的活动多以实验为主,为学生主观能动性的发挥提供了平台。零散的、不合理分解与组合的课堂活动就如同蜻蜓点水一般流于形式。并未使学生形成自主建构知识的能力和实验能力。为使物理课堂从注重教学活动的形式转向注重教学活动的实效。以本节复习课为例。运用连续性问题情境的教学策略。增强教学内容呈现的逻辑性、教学环节过渡的衔接性和教学语言表达的流畅性。用学生在新授课时所学过的实验为主题情境。将器材的选择与分配、电路的正确连接及变式等问题埋藏在主题情境中,学生在实际操作的过程中对该实验所用的器材有进一步的认识。对该实验在练习中经常设疑的环节有更深入的思考和更深刻的理解。学生从“动手”到“动脑”,在连续性问题情境中将抽象的问题具体化,从真实的体验中收获成果。
2.2从关注知识技能提升转向学科素养发展
长期以来。基础知识的学习和基本技能的培养占据教育教学的核心地位。而如今,教学应转向关注学生关键能力的培养。即要將学科核心素养的培养落实细化到每一节、每一单元的教学中,学生不仅要学知识,还要学会用知识。在本节复习课中。避免用知识罗列的方式把实验目的、实验器材、实验步骤等平铺直叙,而是基于学生正确使用器材的能力、动手合作能力和运用知识解决问题的能力。在真实的情境中深化和活化实验目的、实验原理和方法,实现在学生进行科学思维和科学探究的过程中将知识内化为物理观念,并具备科学态度与责任,落实学科核心素养的培养。