基于學(xué)科核心素養(yǎng)的光學(xué)單元備課設(shè)計(jì)

鄭蓮紅

(大連市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 遼寧 大連 116021)

張晶

(大連市第二十一中學(xué) 遼寧 大連 116021)

1 問題背景

受傳統(tǒng)理念和習(xí)慣影響，教師備課多以課時(shí)為單位，這樣的教學(xué)缺乏對(duì)單元整體分析和設(shè)計(jì)，具有很大局限性．單元備課則從單元高度對(duì)課時(shí)教學(xué)進(jìn)行整體規(guī)劃，不僅關(guān)注每節(jié)課的內(nèi)容設(shè)計(jì)，還兼顧整個(gè)單元各內(nèi)容間的聯(lián)系和對(duì)學(xué)生能力要求的階梯性目標(biāo)．這種新型的教學(xué)觀順應(yīng)了物理學(xué)科核心素養(yǎng)中關(guān)于發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的連貫性和持續(xù)性要求．有助于整體設(shè)計(jì)和培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)，逐步提高其科學(xué)探究能力．

2 光學(xué)單元備課設(shè)計(jì)

光學(xué)單元案例選取人教版八年級(jí)上冊(cè)第四、五兩章的內(nèi)容．進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)是在知識(shí)體系的建構(gòu)過程中著眼于知識(shí)間的聯(lián)系，同時(shí)兼顧學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和能力的動(dòng)態(tài)發(fā)展，尋找教材知識(shí)邏輯和學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的結(jié)合點(diǎn)．

(1)基于學(xué)情、課標(biāo)和教材，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)(兼顧知識(shí)和能力)

1)通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解光的反射定律、光的折射現(xiàn)象及特點(diǎn)，具有初步的模型建構(gòu)思想．

2)通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解平面鏡成像特點(diǎn)及應(yīng)用，提升相應(yīng)的科學(xué)探究能力．

3)通過實(shí)驗(yàn)，了解白光的組成和色光的混合．

4)認(rèn)識(shí)凸透鏡的會(huì)聚作用，探究并知道凸透鏡的成像規(guī)律及應(yīng)用，形成一定的收集證據(jù)和分析論證能力．

(2)光學(xué)單元框架

本單元圍繞光現(xiàn)象的知識(shí)與規(guī)律都屬了解層次．關(guān)于光現(xiàn)象應(yīng)該給學(xué)生呈現(xiàn)并研究哪些問題呢？根據(jù)學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)和剛學(xué)聲現(xiàn)象的知識(shí)體系應(yīng)該能想到：聲現(xiàn)象中，聲源產(chǎn)生聲音，聲音具有速度并能在不同介質(zhì)中傳播．與之相似，光現(xiàn)象中，光源產(chǎn)生光，光有速度且能在不同介質(zhì)內(nèi)傳播．但光根據(jù)傳播介質(zhì)的不同，傳播方式有3類，此時(shí)就要關(guān)注知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過程，創(chuàng)設(shè)情境幫助學(xué)生探究得到不同介質(zhì)中光的傳播規(guī)律．進(jìn)而通過對(duì)成像特點(diǎn)的研究讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這3種傳播現(xiàn)象及規(guī)律在日常生活中都有應(yīng)用和實(shí)際價(jià)值．單元知識(shí)框架如圖1所示.平面鏡和凸透鏡成像兩課的內(nèi)容、難點(diǎn)較多，設(shè)計(jì)2課時(shí)，其他各節(jié)1課時(shí)，單元課時(shí)：12 課時(shí)．

圖1 光學(xué)單元知識(shí)框架

(3)科學(xué)探究素養(yǎng)的單元備課

科學(xué)探究是基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋．

光的不同傳播規(guī)律的得出離不開科學(xué)探究，本單元要培養(yǎng)學(xué)生的哪些科學(xué)探究要素呢？首先，評(píng)估應(yīng)弱化．八年級(jí)上冊(cè)的不同單元對(duì)于學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)是有階段性的，在光學(xué)單元訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生的評(píng)估能力有點(diǎn)早．

科學(xué)探究的重點(diǎn)放在提出問題、收集證據(jù)和分析論證上．那么實(shí)驗(yàn)中怎樣體現(xiàn)？而且這幾個(gè)探究實(shí)驗(yàn)都能提出問題，那么它們之間又有沒有什么深度或是廣度的關(guān)系？本單元的主要科學(xué)探究要素如圖2所示.

提出問題，科學(xué)探究源于問題．在直線傳播中，學(xué)生在引導(dǎo)下去思考光是如何傳播的，僅朦朧地有點(diǎn)問題意識(shí)．在反射中，教材從介紹能看到不發(fā)光的物體是因?yàn)榻?jīng)物體反射的光進(jìn)入人眼，自然引出探究問題，“光反射時(shí)遵循怎樣的規(guī)律？”緊接著進(jìn)一步明確：“反射光線沿什么方向射出？”這樣把一個(gè)日常現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為一個(gè)具體的科學(xué)問題，完成物理建模，明確要探究入射光線和反射光線的方向(即角度)的關(guān)系．同樣在探究平面鏡成像時(shí)把原始問題“平面鏡成像的特點(diǎn)”轉(zhuǎn)化為“平面鏡成像時(shí)，像的位置、大小跟物的位置、大小有什么關(guān)系？”為接下來探究凸透鏡成像特點(diǎn)做了示范．

收集證據(jù)是科學(xué)探究要素之一．直線傳播中的探究活動(dòng)主要以定性觀察為主，光的反射中有了定量測(cè)量和收集數(shù)據(jù)活動(dòng)，探究平面鏡成像特點(diǎn)中，學(xué)生進(jìn)一步有意識(shí)地及時(shí)在表格中收集記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．這些都為完成下一章中要求較高的“探究凸透鏡成像特點(diǎn)”打下基礎(chǔ)．同時(shí)后續(xù)的探究是對(duì)學(xué)生提出問題和收集證據(jù)(用表格記錄數(shù)據(jù))能力的進(jìn)一步鞏固．

圖2 光學(xué)單元的主要科學(xué)探究要素

(4)科學(xué)思維素養(yǎng)的單元備課

科學(xué)思維是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式；是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)構(gòu)建物理模型的抽象概括過程．

本單元的科學(xué)探究得到了光的3種傳播規(guī)律，而3種傳播規(guī)律在各種應(yīng)用中都能成像．所以，對(duì)各種像的分析就很有價(jià)值．

如果學(xué)生能區(qū)分生活中的各種像的種類并能解釋清楚，這就說明學(xué)生具備了物理觀念，對(duì)于生活中的現(xiàn)象在頭腦中完成物理建模，將現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為物理模型，進(jìn)而用所學(xué)的知識(shí)去分析成因，科學(xué)思維能力就得到了訓(xùn)練和提升，完成過程與方法目標(biāo)．

(5)評(píng)價(jià)反饋(形式多樣)

1)常規(guī)：課堂反饋，課后作業(yè).

2)自制學(xué)具：針孔相機(jī)、潛望鏡、萬花筒等.

3)研究性學(xué)習(xí)：鏡子發(fā)展史、望遠(yuǎn)鏡史.

3 反思和感悟

學(xué)生能力具有內(nèi)隱性和漸進(jìn)性，教師在課時(shí)教學(xué)中不易察覺學(xué)生能力的變化．而單元教學(xué)具有一定的時(shí)間跨度，可整體架構(gòu)學(xué)生能力培養(yǎng)體系，從而在科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的組織中體現(xiàn)其能力發(fā)展的螺旋式上升軌跡．即

在此基本鏈環(huán)中，單元設(shè)計(jì)發(fā)揮著讓課標(biāo)要求和學(xué)科核心素養(yǎng)“落地”的關(guān)鍵作用．