初中物理概念课“教—学—评”一致性课堂实施策略

2024-12-26 00:00:00赵志伟
广西教育·A版 2024年11期
关键词:重力一致性初中物理

摘 要:“教—学—评”一致性强调教学目标、教学策略和教学评价之间的协调一致,对提高教学质量、提升学习效果具有重要作用。以“重力”教学为例,教师应该根据课标、教材和学情确定教学目标及制定计划,围绕“引入—建构—整合—应用”等环节探讨初中物理概念课“教—学—评”一致性的实施策略,促进学生深入地理解、掌握物理概念,提升学生的物理核心素养和学习效果。

关键词:初中物理;概念课教学;“教—学—评”一致性;重力

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:0450-9889(2024)31-0057-04

物理概念、物理规律和物理现象在物理学中相互依存、相互支撑。物理概念是物理学中重要的基础知识,是构成物理规律、建立公式和完善理论的前提。没有物理概念作为出发点,就无法进行逻辑思维和分析,更无法揭示物理现象的本质和规律[1]。当前的初中物理概念课教学中,普遍存在重视知识传输、轻知识建构的问题。教师往往以物理概念知识传输为主,忽略对概念形成过程的讲解,学生只关注物理概念的结论,而不去深入理解其背后的原理和学科本质。随着学习的深入,物理课程内容会愈发复杂而抽象,学生就会感到吃力而难以适应,进而可能会逐渐失去对物理学习的兴趣和动力,影响到长期的学习效果。《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称《2022年版物理课标》)在评价建议中提出,要强化评价与课程标准、教学的一致性,促进“教—学—评”有机衔接[2],确保教学目标、教学内容、教学评价和教学反思之间的紧密衔接和相互促进,达到促进学生深入理解、掌握物理概念,提升学生物理核心素养和学习效果的目的。下面,笔者以沪粤版物理八年级下册“重力”教学为例,探讨初中物理概念课“教—学—评”一致性实施策略。

一、确定教学目标,制定教学计划

“教—学—评”一致性不能理解为“教”“学”“评”的简单叠加或组合,而应该是以教学目标为靶心,无论是教师的教、学生的学,还是教学评价活动,都要瞄准靶心。教师需要明确所教授的物理概念在课程标准中的定位和要求,从而设定可评可测的教学目标。这样的教学目标有助于教师把握教学方向,也便于学生明确学习要求。

八年级学生对重力的了解主要基于日常生活中的直观感受,往往停留在表面现象,对重力的大小、物体的重心等的认识尚不深入。重力是学生学完力这个基本概念后遇到的第一个具体的力学概念,重力概念的建立可以为学生以后学习其他的力学概念打下基础。沪粤版物理八年级下册“重力”一课编排有重力的产生、重力的方向、重力的大小和物体的重心等内容。结合课标对重力内容的描述及学业质量的要求,教师可以确定本课如下教学目标:学生通过实验和讨论,明确重力产生的原因,能说出地面附近物体受到重力,明确重力的施力物体和受力物体;学生通过活动和探究,了解重力的三要素,能说出铅垂线的实际应用,能解决生活实际问题;知道重力的大小与质量成正比,能运用公式G=mg进行简单计算;知道物体的重心位置会影响物体的稳定性。明确的教学目标有利于教师通过课堂观察来评价学生的学习效果。

确定好教学目标后,接下来就要制订教学计划,设计紧扣教学目标的教学活动,注重教学目标的达成。教师要深入剖析物理概念的内涵,帮助学生理解其本质属性,同时关注概念的外延,即概念适用的范围和条件,引导学生深入理解、掌握物理概念。针对重力产生的原因这个知识点,教师可以用“头脑风暴”的形式让学生列举出一些生活中的例子,说明物体受到重力,并说出自己判断的理由;针对重力的方向这一知识点,可要求学生利用铅垂线来解决生活中的实际问题;针对重力的大小这一知识点,可要求学生会用公式进行简单的计算。每个教学环节都设置相应的教学活动,让学生表现,以方便观察和评价学生的学习效果。接着,就是实施所制订的教学计划。教师可采用多样的教学方式方法,如独立思考、回答问题、自主阅读、动手操作、动笔计算等,引导学生逐步深化对重力概念的理解。

二、引入环节:创设教学情境,促进概念感知

从物理核心素养的角度看,物理概念应该隶属物理观念范畴。有学者认为物理观念的形成有观念建构和观念应用两个要素。在初中物理概念课上,学生的物理观念能否顺畅地建构,将影响学生知识的迁移运用效果。研究表明,无论是科学家创立物理概念还是学生建立物理观念,过程是类似的,都是以现象和感知为基础[3],通过分析、概括现象的共同属性,综合、抽象现象的本质特征等思维活动,经历从特殊到一般,从具体到抽象的认识过程。因此,物理概念课还原感知和抽象这两个过程尤为重要。教师在课堂上要注意从现实生活和物理实验中创设情境,让学生在观察和体验中分析问题、解决问题,从而发展逻辑思维能力,提升创新思维能力。

(一)让学生进行实验体验,引出重力的概念

“重力”一课,教材通过引入学生熟悉的情境,让学生思考“你想过没有,树上的苹果为什么会下落?抛出的石块为什么会落地?水为什么会往低处流?”等问题,从而引出重力的概念。这样的课堂导入虽然源于真实情境,但不容易让本课内容与学生已学知识建立联系。根据维果斯基的最近发展区理论,教师可以设计实验进行课堂导入:把学生分成若干小组,每个小组提供0—5N的弹簧测力计一个、50g的钩码一盒,让学生用弹簧测力计从桌面缓慢提起若干个钩码,然后在空中保持静止,并说出拉力的三要素。教师根据学生的回答收集了一定的实验数据后提问:“用1N的拉力能不能提起6个50g的钩码?为什么?”学生动手操作后发现提不起钩码,思考并发表各自的观点。有学生发现慢慢增大拉力,当拉力达到3N时就可以提起钩码,说出了自己的猜想:“钩码可能存在一个较大的力,这个力与拉力的方向相反。”此时,教师可引出重力的概念,并让学生自主阅读本课内容,了解重力产生的原因,明确施力物体和受力物体。然后,教师让学生想象“如果这些物体不受到重力,会出现什么现象?”,以此培养学生的发散性思维。最后,教师播放宇航员在太空的视频,加深学生对重力产生原因的理解。

(二)课堂导入环节的优点及评价

第一,课堂导入环节,教师设计实验让学生动手操作体验,有利于学生快速进入课堂学习状态。引导学生亲身体验比仅仅是引导学生思考和听教师举例更能激发学习兴趣。第二,学生说出拉力的三要素,可以对前面所学知识进行有效的复习。教师让学生用弹簧测力计从桌面提起一定数量的钩码,通过观察学生表述拉力三要素的过程,了解学生对前面所学内容的掌握情况,同时了解学生的学习状态和表达能力。如果学生在这一环节表现不佳,能正确说出拉力三要素的学生人数较少,教师可对教学设计进行适当调整,对前面所学知识进行复习。例如,通过纠正学生的表述,对力的三要素进行复习;对学习状态不佳的学生及时提醒;对表达能力不强的学生进行提示和帮助等。这既是对学生前认知的摸查,也是对前面学习效果的一种评价。第三,教师通过问题导学,让学生把重力这一新的知识点与之前学过的知识进行关联,通过使用弹簧测力计提起钩码的实验,巩固弹簧测力计的正确使用方法,为本课利用弹簧测力计测量物体的重力作了铺垫。

三、建构环节:引导思维加工,促进概念建构

皮亚杰的建构主义认为,学习者会通过同化和顺应这两个过程来建构自己的知识和认知结构。在学生认识重力产生的原因以后,教师可以通过提问引发学生思考:“既然重力是一种力,那么它的三要素——方向、大小和作用点是怎样的呢?”教师以问题激发学生的探索兴趣,引导学生结合生活经验和已学知识,逐步构建起对重力三要素的全面理解。

(一)探讨重力的方向:从直观感知到科学理解

首先,教师让学生猜想重力的方向,并说出猜想依据。有了前面的学习基础,大多数学生通过物体自由下落、物体沿斜面下滑等现象,认识到在重力的作用下,如果没有其他物体支撑,物体会向下运动。学生对向下运动是认同的,但分不清“垂直向下”和“竖直向下”这两种表述的区别,有不少学生用“垂直向下”来表示重力的方向。于是,教师利用自制的教具,展示铅垂线总是跟水平面垂直,让学生深刻体会竖直和水平两个方向,明确如果要讲垂直,需讲明是跟什么垂直,纠正了学生“垂直向下”的错误表述。然后,教师指导学生利用铅垂线和直角三角板组合去判断竖直、水平两个方向,让学生进行分组实验。

根据比格斯的SOLO分类理论(可观察的学习结果的结构),教师可将学生的学习结果分为三个层级水平[4]:层级1,学生只记得铅垂线的概念,不会实际应用;层级2,学生记得铅垂线的概念,会用铅垂线检测竖直方向和水平方向,但不会从原理角度加以解释;层级3,学生记得铅垂线的概念,会检测竖直方向和水平方向并加以解释,能解决现实生活中的实际问题。这一环节的教学目标是能说出铅垂线的实际应用,解决生活实际问题。结合教学目标,根据评价策略,如果达到层级3的学生人数较少,说明这个环节的教学目标没有达成,这就需要教师调整教学方案,增加其他实例加以解释,或通过其他方式增加学生的认识,以期达成教学目标。

(二)揭秘重力的大小:分析实验数据,寻找规律

在学习重力的大小时,重点是让学生经历对实验数据的分析过程,体会处理数据的一般方法,帮助学生通过实验观察和数据分析,深入理解重力的大小与质量之间的关系。学生首先要体验课本的活动2“测量不同物体的重力”,有了课堂导入实验作铺垫,学生动手完成活动2的困难不大。实验后,根据学生收集的数据,教师用问题串的方式提问:“根据测得的实验数据,你进行了怎样的处理?发现了什么规律?”让学生分组讨论后,进行分享。如果学生都能够顺利找到规律,就进一步让学生总结分析数据的方法;如果多数学生不知道怎样处理数据,教师就让学生尝试对数据进行运算,然后再对运算结果进行观察、对比和分析,寻找规律。通过计算和比较,学生发现重力的大小与质量成正比关系,即重力随着质量的增加而增加。最后,教师介绍重力公式G=mg,解释其中g的含义和取值。这一环节的评价策略是利用课本中的练习来评价学生的学习效果。学生利用重力公式进行精确计算,加深对重力大小的理解。根据学生解题的情况,教师纠正学生解题过程中出现的问题,帮助学生培养科学的解题思路,养成规范的解题习惯。

(三)探索物体的重心:实践操作与综合应用相结合

重心这个概念比较抽象,需要让学生有充分的体验,通过动手实验和直观演示,帮助学生直观感受,加深理解。教师将课本图6-28“直尺为什么能平稳地静止在指头上?”换成学生的体验性实验“请尝试只用一根手指平稳地支撑直尺,并找出手指对应的刻度。”学生经过反复尝试、细致调整后,一般都能找到直尺的重心所对应的刻度。学生观察直尺两端的起止刻度,很快能确定重心就在直尺中央的位置处。然后,学生阅读课本的相关内容,领悟等效法。教师向学生介绍重心的概念、性质及其在物体稳定性和平衡中的应用,引导学生找出物理课本的重心、篮球的重心和形状不规则薄板的重心,并分别说出方法。探索物体的重心是按照平面到立体、简单到复杂的思路来设计,符合学生的认知规律。这一环节的评价是以观察学生的实际操作过程为主,结合学生的语言表达,了解学生的学习效果和能力提升情况,以判断课堂教学进程是否继续按原先的设计来展开。在实践操作的基础上,教师进一步引导学生将所学知识运用于实际问题的解决,如设计稳定的建筑结构、分析物体的倾倒原因等,加深学生对重心概念的理解。

四、整合环节:内化知识,促进概念联结

学生的知识框架往往是在原有的知识体系中不断整合新的知识而丰富起来的。整合是学习过程中的重要一环,不仅能帮助学生将新学的知识融入已有的知识体系,而且能够促进学生对物理概念的深入理解和长期记忆。在建构了重力这一概念,理解了重力的三要素后,教师在课堂小结环节中可以引导学生从以下两个方面进行知识整合。

(一)整合力学知识框架

学生在之前的学习中已经掌握了力的基本概念,包括力的作用效果和力的三要素,通过“重力”的学习,学生的力学知识有了新的内容,变得更加丰富。首先,教师让学生自己整理本课的知识框架;然后让学生思考,如何与已学力的知识建立关系,怎样能够让本课的知识框架接入原有力的框架中。通过思考,学生可以清楚地认识到,重力是众多力中的一种,原有力的框架可以增加一个分支,即力的种类,这一分支为以后继续添加其他力留下了接口。其次,既然重力是一种力,学生在考虑重力的产生原因时,可以对“力是物体对物体的作用”这一概念具体化。例如,课本所受的重力可明确为由地球对课本的吸引而产生。这样,学生又一次体验到两个物体只有相互作用才能产生力。又如,学生可以将重力的方向、大小和作用点等内容,整合到原有力的框架中相应的知识点,巩固“想描述一个力需要讲清楚力的三要素”的物理观念,为后续学习摩擦力、压力、浮力提供思路,有利于学生逐步构建完整、系统的力学知识结构。

(二)建立概念间的联系,丰富实验方法

重力的大小这一知识点明确了重力与质量两个概念间的数量关系,让学生明白了物理知识之间不是零散的,而是相互关联的,为构建物理知识框架提供了可能。另外,用弹簧测力计测量物体重力的实验,既巩固了弹簧测力计的使用技能,又拓宽了弹簧测力计测力的范围:弹簧测力计不仅能测量直接作用在测力计上的拉力,而且能测量没有直接作用在测力计上的重力,从而为以后测量摩擦力的大小提供了参考,也为学习二力平衡提供了感性认识。

通过上述整合策略的实施,学生能够深入理解重力这一物理概念,提高综合能力,进一步体会到物理知识的结构性和系统性,同时丰富实验操作的方法,为未来的物理学习打下坚实基础。整合环节的评价采用课内课外相结合的方式进行,除了课内的小结,课外为学生互评:教师让学生以小组为单位绘制“重力”思维导图,物理科代表收齐学生的作品后,展示在教室后面的学习园地中,让学生投票选出优秀作品。

五、应用环节:运用概念,解决实际问题

在初中物理概念课教学中,课堂练习是教师评估学生学习效果的重要途径,也是学生巩固新知、提升技能的关键环节。学生能否运用新学的知识去解决简单的实际问题,是衡量教学目标是否达成的关键指标。因此,教师在选取课堂练习题时,应紧密围绕教学目标,注重基础知识和基本技能的巩固,而非过度追求知识的综合应用。在这一点上,课本中的“自我评价与作业”栏目提供了很好的参考,设置的题目往往紧扣本课的核心知识点,难度适中,非常适合课堂练习使用。

教师可以结合学生在上一节课中学到的经验“用手托起两个鸡蛋的力大约是1N”,让学生进行估算,估测一头牛、一个鸡蛋、一只鸡和一本课本的重力。这样的练习不仅能帮助学生巩固重力的概念,而且能提高学生的估算能力。教师还可以设计一些计算题,如计算一名同学的重力或一座桥的承重能力,锻炼学生利用公式G=mg进行简单计算的能力。在讲解这些题目的解题过程时,教师要特别注重解题的规范性,让学生知道每一个步骤的作用和目的,从而养成良好的解题习惯。为了加深学生对重力方向竖直向下的理解,教师可以设计一些识别重力示意图的练习。例如,让学生识别放在斜面上小球所受重力的示意图,并解释为什么重力的方向是竖直向下的。这样的练习能够帮助学生更好地理解重力的方向。教师还可以设计一些动手实践的活动,加深学生对铅垂线的理解,培养学生的动手实践能力和解决问题能力。例如,让学生动手制作水平仪来检测讲台、乒乓球桌的台面是否水平。这种从生活走向物理、从物理走向社会的理念,有助于激发学生的学习兴趣和热情,培养学生的自主学习能力和问题解决能力。

与教学目标相匹配的教学评价能准确反馈学生的学习成效,为教师调整教学策略提供依据。通过检查学生的练习完成情况,教师可以及时了解学生在理解上的误区和困难,根据反馈结果反思自己的教学过程,找出存在的问题和不足,进而调整和改进教学策略,更好地满足学生的学习需求,有效提高教学效果。

综上所述,初中物理概念课“教—学—评”一致性的实施过程,应确保教学目标、教学内容、教学评价和教学反思之间的紧密衔接和相互促进,以促进学生深入理解、掌握物理概念,提升学生的物理核心素养和学习效果。教师通过制定明确的教学目标、选择恰当的评价方法、设计有针对性的学习任务、实施科学的评价过程以及客观公正地解释评价结果,可以实现“教—学—评”的有机结合和良性循环,推动初中物理概念课教学质量的持续提升。

参考文献

[1]罗东霞.问题导学在物理概念教学中的应用[J].广西教育,2020(41):152-153.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022:44.

[3]白秀英,王较过.初中物理有效教学[M].北京:北京师范大学出版社,2015:62.

[4]王贺佳,孙宝东,赵振宇,等.融合SOLO分类理论的初中物理“教、学、评”一体化设计分析:以“浮力”教学为例[J].物理教学,2023,45(10):36-39.

注:本文系广西教育科学“十四五”规划2023年度义务教育学业质量评价专项课题“新课标背景下初中物理概念课教学评一致性的课例研究”(2023ZJY423)的阶段研究成果。

(责编 韦榕峰)

作者简介:赵志伟,1974年生,广西崇左人,本科,高级教师,主要研究方向为中学物理教学。

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