单元视域下初中物理项目型探究教学策略——以“电路连接的基本方式”为例

顾炳峰

（无锡市东绛第二实验学校，江苏 无锡 214123）

在义务教育课程中，探究教学是落实物理课程目标，培养学生核心素养的重要途径.探究教学通过实验探究，培养科学思维，形成物理观念和养成科学态度与责任.然而在探究教学过程中，有的课堂上虽然安排有学生实验，但是学生不清楚实验探究的目的，只有浅层实验而缺少探究.有的教师只关注让学生通过探究发现某些规律，而不注重在探究过程中发展学生的探究能力、提高探索兴趣、对探究本质的理解、培养科学态度和科学精神.

笔者认为，实施项目型探究教学可以规避以上问题.项目型探究教学是基于任务的有目的教学活动，能有效激发学生探索兴趣，创造沉浸式的学习体验，能引导学生自主探究，边做边学，逐步深入，能有效培养学生的物理核心素养和关键能力.那么，如何开展项目型探究教学呢？ 项目型探究教学可运用单元设计技术确定学习项目，设计序列化的实验探究项目，设计问题链和学习评价，形成“核心素养——课程标准——单元设计——学习评价”的基本链环，如图1 所示.本文以苏科版物理“电路连接的基本方式”教学为例，阐述初中物理项目型探究教学的实施策略.

图1

1 项目设计：“知”，指向素养目标

“知”，即基于课标设计的探究教学的项目.学习项目的设计要求指向物理课程核心素养目标，依据物理课程标准，解读教材知识结构和逻辑体系，制定单元学习目标，设计指向概念建构、实验探究和跨学科实践的序列化的学习项目.

从核心素养目标看，本课例通过探究建立串并联电路模型，形成串并联电路概念和特点.即通过探究活动来培养科学探究、科学思维，形成物理观念.从课程目标看，本课例的目标是：（1）会看、会画简单的电路图；（2）会连接简单的串联电路和并联电路；（3）会说出生产、生活中采用简单串联或并联的实例.从教材结构体系看，单元“电路初探”属于电磁能的第1个单元，是知识层级中最基础的部分；课时“电路连接的基本方式”中串、并联电路是电学规律研究和电磁能能量转换的载体，是概念进阶中的基础.

结合单元总体目标，本节课课时目标定位：（1）明确串、并联电路的特点；（2）会识别串并联电路；（3）能说出生活中的串、并联电路并按要求设计串并联电路.根据此目标，我们需要设计学习项目.本课例建立“设计房间里吊灯和壁灯的电路”任务，在此之前学生已经掌握“怎样使一个小灯泡亮起来”，那么首先就要思考“怎样使两个小灯泡亮起来”，建构串、并联电路的概念，再通过“串联电路和并联电路的比较”活动，掌握串、并联电路的特点，最终设计出吊灯和壁灯的连接电路.整个项目设计通过问题链将序列化探究有机串联，以使得课堂真实的学习过程真正发生.本课例项目设计路径如图2所示.

图2

2 项目实施：“行”，序列化探究，建构物理模型

“行”，指的是项目型探究教学的实施.项目型探究教学的实施要循序渐进，既要整体考虑学生科学探究能力目标的逐步达成，又要分别考虑每次探究活动的侧重点，形成探究序列化，针对具体目标，设计问题链和实验资源载体，凸显探究行为，构建物理模型，培养科学思维.

本课例以教材上“房间要安装吊灯和壁灯，电路该如何连接”为素材，如图3所示，创新设计“问题模型”.通过问题链为驱动来推进探究教学，再通过序列化探究来构建物理模型，培养科学思维，促进学习进阶，如表1所示.

图3

表1

2.1 项目实施要符合学生的认知规律，教材逻辑，循序渐进

例如，（1）学生已经能“让一个小灯泡亮起来”，那么能不能“让两个小灯泡亮起来”？ （2）学生会通过“电流路径有无分支”来判断串并联电路，那么如何判断看不见电流路径的模型上的吊灯和壁灯的连接方式呢？ （3）模型中的吊灯和壁灯已经正确并联，但是“一个开关控制两盏灯”，这显然不符合生活实际，“还缺一个开关”“开关应该安装在哪里？”，下面就必须思考开关的位置和作用……这样的探究设计符合学生认知特点，体现概念建构的层递性.“怎样使两个小灯泡亮起来？”活动中，为什么是两个小灯泡，而不是3个小灯泡呢？ 那是为了避免出现“混联”的情况，只出现“串联”和“并联”，符合教材逻辑.

2.2 项目实施不仅指向知识目标，还要指向能力目标

我们通过科学探究培养科学思维，形成物理观念.其中质疑创新、科学论证、科学推理和模型建构就是课堂上需要培养的关键能力.我们设计的活动要能充分激发学生的关键能力.例如，（1）模型板上展示的吊灯和壁灯是“同时亮、同时灭”的，这显然是不符合生活实际的，这一教学载体的使用，能充分唤醒学生的质疑精神，同时也为最终创新（设计电路）铺垫基础.（2）“串联电路只有1条电流路径，无分支；并联电路有2条以上的电流路径，有分支.”在看不见电流路径的情况下，如何判断是串联电路还是并联电路的呢？ 教师暗示“灯可拆卸”，激发学生通过分析电路状态，推理得出“串联电路中取下一个用电器，则会造成整个电路断路，即串联电路用电器是互相影响的”，而“并联电路中取下一个用电器，电源两极到另一个用电器通路，即并联电路用电器互不影响”的猜想，然后通过实验证实猜想，这培养了学生科学推理和论证的能力.（3）从根据探究结果并结合生活实际判断出房间里吊灯和壁灯的连接方式应该是并联，得出初步电路模型，再到思考开关的位置和作用，得到最终电路模型，这一过程培养了学生的模型建构能力.

3 项目评价：“评”，聚焦核心素养和关键能力

“评”，是指项目型探究教学的评价支架.项目型探究教学的效度如何，如何改进，则要基于评价.评价需关注具体学习目标的达成、科学思维的培养和关键能力的水平表现.我们需要围绕探究行为关注过程性评价，基于知识与方法设计表现性评价任务，基于具体情境和任务设置实践性评价.

3.1 表现性评价：形成物理观念，指向核心素养

例如，学生通过探究获知“串联电路用电器逐个顺次相连，并联电路用电器是并列连接”“串联电路电流路径无分支，并联电路电流路径有分支”，此时，学生是否掌握一种判断串并联电路的方法了呢？ 这时候就需要及时评价，可设计表现性评价：电流路径可视，判断电路是什么电路？ 如图4所示.此时学生会发现若以位置“并列”为判断依据，则认为有点像并联电路，但是根据电流路径来判断，电路是没有分支的，是串联电路.这一矛盾结论可以激发学生的质疑能力，最终总结出正确的判断方法应该是根据电流路径有无分支来判断，而“并列”连接，并不是指的位置并列，而是电路连接上的并列，即“首首相连、尾尾相连”.这一评价，既提炼出判断串、并联的方法，又促使学生深入理解串、并联电路的概念.

图4

3.2 实践性评价：构建物理模型，指向关键能力

要解决“模型板上两灯是如何连接的”这一问题，自然引出实践性评价：模型板上的吊灯和壁灯是如何连接的？ 此时学生发现，看不见电流路径，无从下手.意识到此时判断串并联电路还应该有其他的方法，这一评价任务可以激发学生的创新意识，培养创新能力.最终学生讨论，推理并实践得出，两个灯互不影响，属于并联，如图5所示.可以看出，以上两个评价指向了学生的质疑创新能力.同样的，设计“房间里吊灯和壁灯的连接电路”这一评价任务指向模型建构能力；对问题电路的评价，如图6所示，则指向学生科学推理和科学论证的能力.

图5

图6

4 结语

初中物理项目型探究教学能有效培养学生物理核心素养和关键能力，实施项目型物理探究教学策略要点可概括为“知”——指向素养目标，设计学习项目，形成学习进阶；“行”——设计探究行为，构建物理模型，指向科学思维；“评”——聚焦学科核心素养和关键能力，设计评价支架.最终以“评”促“知”，以“评”促“行”，最后达成“知”“行”合一，高效开展初中物理探究教学，达成素养目标.