基于單元核心概念的課堂核心活動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)踐

阮享彬

摘 ?要：學(xué)習(xí)進(jìn)階理論不僅對(duì)科學(xué)概念的理解提供了不同的思維層級(jí)模型，還為更科學(xué)、有序、高效的課堂教學(xué)提供了明確的方向。文章以初中物理光學(xué)單元以及《光的反射》這一節(jié)教學(xué)為例，基于核心概念的大單元教學(xué)策略，制訂了圍繞核心活動(dòng)開(kāi)展的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生在系列主題活動(dòng)體驗(yàn)中，理解單元物理核心概念，達(dá)成思維進(jìn)階的終極目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)進(jìn)階;核心概念;核心活動(dòng);教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2020）5-0011-3

學(xué)習(xí)進(jìn)階是對(duì)學(xué)生在一個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)學(xué)習(xí)和探究某一主題時(shí)，依次進(jìn)階、逐級(jí)深化的思維方式的描述[1]。科學(xué)確立大單元教學(xué)策略，合理規(guī)劃課時(shí)教學(xué)實(shí)施方案，為學(xué)生的思維層級(jí)發(fā)展保駕護(hù)航，是新課程背景下全新的一種教學(xué)設(shè)計(jì)。

1 ? ?基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)

更注重知識(shí)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)物理教學(xué)，常常將教學(xué)設(shè)計(jì)為碎片化知識(shí)的“演變”過(guò)程，不同課時(shí)之間，甚至課時(shí)內(nèi)的教學(xué)活動(dòng)往往缺少一條明晰的主線，使得物理概念和規(guī)律的形成缺乏整體性和連貫性。

學(xué)習(xí)進(jìn)階要求我們?cè)谶M(jìn)行物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，緊緊圍繞單元核心概念，在精準(zhǔn)的學(xué)生前測(cè)基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化活動(dòng)線索和主題，讓學(xué)生在自然的活動(dòng)推進(jìn)中不斷建構(gòu)核心單元概念。

在義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于光學(xué)部分的具體要求是：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解光的反射定律，探究并了解光的折射現(xiàn)象及其特點(diǎn);通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系;知道平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用;認(rèn)識(shí)凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用;探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律;了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用”[2]。作為幾何光學(xué)的一部分，其主要知識(shí)內(nèi)容總是圍繞“光線”的概念展開(kāi)的，“光線”作為光學(xué)部分的核心概念，顯得尤為重要。

如何設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)開(kāi)展課堂學(xué)習(xí)？如何設(shè)計(jì)一個(gè)大項(xiàng)目活動(dòng)貫穿整個(gè)初中光學(xué)單元的學(xué)習(xí)？這對(duì)于學(xué)生光學(xué)知識(shí)體系的建構(gòu)和“光線”核心概念的理解是非常重要的。我們研究項(xiàng)目組通過(guò)多次研討，認(rèn)為基于“激光打靶”的項(xiàng)目活動(dòng)能擔(dān)當(dāng)此任，先通過(guò)生活中常見(jiàn)的激光打靶路徑顯示，建立“光線”模型;借助平面鏡繞過(guò)障礙物打靶后對(duì)光路圖的描述，探究光的反射定律;再利用激光槍打水中靶心的活動(dòng)，認(rèn)識(shí)光的折射規(guī)律;最后通過(guò)“射擊瞄準(zhǔn)儀”的研究活動(dòng)，認(rèn)識(shí)生活中的透鏡及其成像。

在學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的指導(dǎo)下，尋求合理的項(xiàng)目活動(dòng)載體，讓學(xué)生在逐步深入的系列分項(xiàng)目活動(dòng)中領(lǐng)悟單元核心概念，能在提升學(xué)生思維品質(zhì)的同時(shí)，通過(guò)科學(xué)探究過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、證據(jù)意識(shí)、解釋和交流等能力。

2 ? ?基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的課時(shí)核心活動(dòng)主題設(shè)計(jì)

2.1 ? ?初中物理光學(xué)部分的教材分析

在大單元項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，如何展開(kāi)課時(shí)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)呢？這要基于對(duì)教材的分析解讀。現(xiàn)行滬科版教材的第四章，把《光的反射》作為初中光學(xué)的開(kāi)篇章節(jié)，需要圍繞“光線”這一核心概念，通過(guò)核心活動(dòng)設(shè)計(jì)，逐漸展開(kāi)“光線”模型的建構(gòu)與“光線”在各種光現(xiàn)象中的幾何描述的教學(xué)。

2.2 ? ?基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的核心活動(dòng)確定

學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)概念是學(xué)生的一種“信念”，在教學(xué)中可以看作是活動(dòng)的假設(shè)，教學(xué)過(guò)程則是不斷對(duì)這個(gè)“信念”提供證據(jù)以證實(shí)或證偽的過(guò)程[3]。學(xué)習(xí)進(jìn)階對(duì)教學(xué)的要求，需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)前的測(cè)試，將傳統(tǒng)意義上憑教師經(jīng)驗(yàn)的“備學(xué)生”落到實(shí)處。在本節(jié)教學(xué)之前，我們通過(guò)圖1中的問(wèn)題對(duì)學(xué)生已有的光知識(shí)開(kāi)展了前測(cè)。

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圖1 ?《光的反射》前測(cè)試題

學(xué)生現(xiàn)狀分析：學(xué)生已經(jīng)知道“光在空氣中是沿直線傳播的”“鏡子等光滑表面是能反射光的”“我們之所以能看見(jiàn)物體，是因?yàn)槲矬w上有光進(jìn)入了人眼”等豐富的生活感知經(jīng)驗(yàn)。

進(jìn)階目標(biāo)分析：初中物理《光的反射》一節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)——即進(jìn)階目標(biāo)，就是要讓學(xué)生在原來(lái)認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從光在空氣中沿直線傳播的片面經(jīng)驗(yàn)上升到“光線”模型的建立，從鏡面反光到光在各種物體表面都會(huì)發(fā)生“光的反射現(xiàn)象”概念的建立和對(duì)“光的反射定律”探究過(guò)程的方法建立，為后續(xù)的平面鏡成像、光的折射及透鏡成像等學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入探究做好知識(shí)和方法上的準(zhǔn)備。即，實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)”向“映射”進(jìn)階。

基于上述分析，我們可以將激光打靶——“追尋光的足跡”作為整個(gè)初中光學(xué)單元教學(xué)的核心活動(dòng)，圍繞“激光打靶”的活動(dòng)逐一展開(kāi)對(duì)光的傳播規(guī)律和成像原理的探究。

3 ? ?圍繞核心活動(dòng)的教學(xué)過(guò)程案例分析

在《光的反射》一節(jié)的課堂教學(xué)中，我們?cè)O(shè)計(jì)了基于“激光打靶”核心活動(dòng)的學(xué)生課堂系列活動(dòng)，完成了本節(jié)教學(xué)，收到了較好的效果。

3.1 ? ?基礎(chǔ)活動(dòng)：展示激光打靶

學(xué)生通過(guò)教師提供的“激光槍”，完成擊中“趣味靶心”（擊中后會(huì)播放趣味音樂(lè)）任務(wù)（圖2）。然后借助遞進(jìn)式問(wèn)題：光從哪兒來(lái)？到哪兒去了？中間路徑如何？怎么證明我們以前的認(rèn)識(shí)？在教師的不斷追問(wèn)中，巧妙利用噴霧器（或棉線等）直觀顯示光路，讓學(xué)生在趣味性活動(dòng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)作圖簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)了從光在空氣里沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)向“光線”模型建構(gòu)邁進(jìn)。

3.2 ? ?挑戰(zhàn)活動(dòng)：嘗試隔物打靶

學(xué)生在輕松完成上述任務(wù)后，教師從靶心處逐漸靠攏學(xué)生，擋住光路，提出一個(gè)挑戰(zhàn)性的活動(dòng)，如何繞過(guò)老師擊中靶心呢？在小組研討的基礎(chǔ)上，學(xué)生巧妙運(yùn)用教室側(cè)面墻上的一面鏡子，完成了任務(wù)（圖3）。師生通過(guò)對(duì)直觀顯示的光路現(xiàn)象的定性描述，自然而然地形成“光的反射”概念。實(shí)現(xiàn)在自創(chuàng)情境中，不斷豐富感知，通過(guò)現(xiàn)象本質(zhì)特征的提煉，完成“光的反射現(xiàn)象”的概念教學(xué)。

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圖2 ?激光打靶活動(dòng)[4] ? ? ? ? 圖3 ?通過(guò)鏡面隔物打靶[4]

3.3 ? ?探究活動(dòng)：描述打靶光路

在學(xué)生對(duì)光的反射現(xiàn)象有初步認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試用光線描述反射光路。在教師利用自制教具對(duì)光的反射現(xiàn)象演示（圖4）的啟發(fā)下，學(xué)生通過(guò)觀察、發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)和研討，逐步達(dá)成以下認(rèn)識(shí)：

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圖4 ?光的反射演示[4]

（1）反射光線和入射光線所在的平面總是跟反射面垂直;

（2）從不同方位入射到鏡面上的同一入射點(diǎn)，形成的眾多由入射光線和反射光線確定的平面，這些平面存在一條公共的交線，即“法線”，并且以“法線”為參照，描述光線的空間位置，顯得尤為方便;

（3）提出探究的主要問(wèn)題：描述反射光路的突出困難——角度的大小關(guān)系如何？

（4）實(shí)驗(yàn)探究收集證據(jù)，形成完整的反射定律。

3.4 ? ?反思挑戰(zhàn)活動(dòng)：追究脫靶原因——建立對(duì)反射的完整概念

回顧挑戰(zhàn)活動(dòng)中的完成情況，光憑經(jīng)驗(yàn)打靶容易脫靶，現(xiàn)在用光的反射定律，可否研究一個(gè)萬(wàn)無(wú)一失的方案呢？于是，將挑戰(zhàn)活動(dòng)情境用示意圖呈現(xiàn)出來(lái)，即在已知反射面、光源和靶心的情況下，如何完成實(shí)現(xiàn)擊中靶心的光路圖？學(xué)生在自行獨(dú)立設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)小組交流心得體會(huì)，發(fā)現(xiàn)了反射光路可逆的規(guī)律。

在全面建立“光的反射定律”的基礎(chǔ)上，利用將不同角度的入射光通過(guò)不同方位鏡面反射“打靶”的挑戰(zhàn)活動(dòng)體驗(yàn)，感受太陽(yáng)能發(fā)電中追光技術(shù)的必要性，加強(qiáng)課堂學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系。

3.5 ? ?總結(jié)活動(dòng)：經(jīng)驗(yàn)分享感悟——活動(dòng)總結(jié)與延續(xù)

鼓勵(lì)挑戰(zhàn)活動(dòng)中成功率高的學(xué)生分享他的打靶經(jīng)驗(yàn)，原來(lái)是將光的直線傳播經(jīng)驗(yàn)遷移到本活動(dòng)中，在無(wú)法直擊靶心的情況下，只需要用“激光槍”直擊鏡子中的靶心即可。于是，教師追問(wèn)：鏡中真有靶心嗎？鏡中的靶心又是怎么形成的呢？它和我們今天學(xué)習(xí)的“光的反射定律”有何關(guān)系呢？這為下一課時(shí)“平面鏡成像”的學(xué)習(xí)做了鋪墊，讓核心活動(dòng)得以延續(xù)。

上述的課堂教學(xué)過(guò)程有利于學(xué)生逐漸深入地認(rèn)識(shí)光的直線傳播和反射現(xiàn)象。學(xué)生在這一系列“演進(jìn)”式的活動(dòng)體驗(yàn)中，不僅僅收獲了知識(shí)，更多的是增強(qiáng)了問(wèn)題意識(shí)、證據(jù)意識(shí)和解釋交流的科學(xué)探究能力。

綜上所述，在學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的指導(dǎo)下，我們通過(guò)對(duì)課標(biāo)與教材的深入研究，認(rèn)清了核心概念在單元教學(xué)中的重要地位。在學(xué)生前測(cè)的基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)把握學(xué)情，選擇學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的核心項(xiàng)目活動(dòng)，開(kāi)展系列分活動(dòng)組織課堂教學(xué)，順利實(shí)現(xiàn)了從經(jīng)驗(yàn)向映射的思維進(jìn)階，在知識(shí)學(xué)習(xí)系統(tǒng)化的同時(shí)，促進(jìn)了學(xué)生思維的整體性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 ? ?趙保鋼）