深度學(xué)習(xí)視角下單元設(shè)計(jì)的實(shí)踐探索
——以蘇教版“透鏡”單元為例

李海鵬

深度學(xué)習(xí)和單元設(shè)計(jì)是近年課程改革的成果，單元設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的載體，深度學(xué)習(xí)是單元設(shè)計(jì)的目標(biāo)，兩者的相互作用有助于學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成與發(fā)展?，F(xiàn)以蘇科版初中物理中“透鏡”單元的教學(xué)為例進(jìn)行說明。

一、深度學(xué)習(xí)和單元設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)是圍繞著具有適度挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，在教師的引領(lǐng)和幫助下，學(xué)生對(duì)物理知識(shí)內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐層深化的學(xué)習(xí)，對(duì)具體的內(nèi)容知其然，知其所以然，并能將其融進(jìn)原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，靈活地遷移應(yīng)用到新情境中回答問題、解決問題，逐步形成適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。

單元教學(xué)設(shè)計(jì)就是根據(jù)教材的體系、活動(dòng)的特點(diǎn)，將相同主題的內(nèi)容，作為一個(gè)完整的教學(xué)單元，讓學(xué)生能夠通過一個(gè)階段的學(xué)習(xí)，完成這個(gè)相對(duì)完整的知識(shí)單元；是用“一根線”將分散在各個(gè)課時(shí)的知識(shí)相關(guān)聯(lián)，并使之貫穿于教學(xué)的進(jìn)程，基于學(xué)生的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，順應(yīng)單元知識(shí)體系，將學(xué)科核心素養(yǎng)的要求科學(xué)、合理地分解到相應(yīng)的教學(xué)課時(shí)甚至具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中，課程目標(biāo)也隨著單元教學(xué)進(jìn)程而逐個(gè)落實(shí)、逐步進(jìn)階。

二、單元設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)

基于“雙減”政策，在減輕學(xué)生書面作業(yè)負(fù)擔(dān)的同時(shí)，創(chuàng)造多元的課外活動(dòng)，滿足學(xué)生多元發(fā)展的需要，追求深度學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)將基于這種要求的單元設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（如圖1 所示）中的幾個(gè)要素簡(jiǎn)介如下：

圖1 單元設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

（一）課題

根據(jù)單元內(nèi)容的特點(diǎn)或關(guān)聯(lián)，將課程目標(biāo)分解到具體的教學(xué)課時(shí)，賦予課時(shí)名稱——課題。

（二）課內(nèi)教學(xué)

課內(nèi)教學(xué)活動(dòng)是達(dá)成課程目標(biāo)的主陣地，根據(jù)課程的目標(biāo)和內(nèi)容的個(gè)性，初步規(guī)劃引學(xué)啟思的方案，建構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)，發(fā)展基本技能，精選部分核心內(nèi)容，追求深度學(xué)習(xí)的落實(shí)。

（三）課外項(xiàng)目

課外項(xiàng)目活動(dòng)是對(duì)課堂教學(xué)的拓展和豐富，基于課堂教學(xué)內(nèi)容，以小實(shí)驗(yàn)、小制作為載體，設(shè)計(jì)適宜于課外合作學(xué)習(xí)的開放性項(xiàng)目，補(bǔ)充課內(nèi)教學(xué)的局限。期望學(xué)生在不斷的“碰壁”中思考和運(yùn)用知識(shí)來解決真實(shí)情境中的問題，拓展、豐富課堂學(xué)習(xí)的成果。

（四）項(xiàng)目交流

在單元教學(xué)的末端，組織全班學(xué)生進(jìn)行課外項(xiàng)目學(xué)習(xí)的匯報(bào)、交流活動(dòng)，共享課外項(xiàng)目學(xué)習(xí)的成果，分享活動(dòng)中遇到的問題和問題解決的方法等?；陧?xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)的生成，創(chuàng)設(shè)單元小結(jié)的教學(xué)情境，引領(lǐng)學(xué)生再識(shí)、重溫單元的核心知識(shí)、重點(diǎn)方法和關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)等，建構(gòu)單元的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

三、單元設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

在實(shí)際教學(xué)中，根據(jù)課程目標(biāo)的要求以及知識(shí)內(nèi)容對(duì)學(xué)習(xí)空間、時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)裝備的需求，將教材內(nèi)容進(jìn)行分解和重組。通過“課題”間的環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，“課內(nèi)教學(xué)”“課外項(xiàng)目”的相互促進(jìn)、相互補(bǔ)充，以及“項(xiàng)目交流”的統(tǒng)領(lǐng)，提高單元教學(xué)的質(zhì)量，成就深度學(xué)習(xí)的落實(shí)?！巴哥R”單元的教學(xué)設(shè)計(jì)如表1 所示：

表1 “透鏡”單元的課內(nèi)教學(xué)設(shè)計(jì)與課外項(xiàng)目任務(wù)

續(xù)表

（一）課題的布局

課題的布局應(yīng)該基于認(rèn)知規(guī)律。義務(wù)教育教科書（物理）往往把投影儀、照相機(jī)這些“生活中透鏡”的教學(xué)內(nèi)容安排在“凸透鏡成像的規(guī)律”之后。這樣的安排可以使學(xué)生能夠基于凸透鏡的成像規(guī)律輕松地認(rèn)識(shí)投影儀和照相機(jī)的成像原理，學(xué)會(huì)使用投影儀和照相機(jī)，達(dá)成課程目標(biāo)。在實(shí)際教學(xué)中，教師在教學(xué)“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時(shí)，為了使探究教學(xué)得以順利進(jìn)行，就要設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生初識(shí)凸透鏡的成像。

例如，蘇科版教材在“透鏡”中安排了如圖2 所示的課外實(shí)驗(yàn)，期望學(xué)生發(fā)現(xiàn)：凸透鏡不僅能成“正立”放大的像，當(dāng)物體距離透鏡較遠(yuǎn)時(shí)則成“倒立”放大的像，并且像的大小會(huì)隨著物體到透鏡距離的改變而改變。在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”之前，結(jié)合教材中的情境揭示：物體距離凸透鏡很遠(yuǎn)時(shí)，成倒立縮小的像；光屏只有在特定位置成像最清晰等。

圖2 課外實(shí)驗(yàn)

從“順應(yīng)認(rèn)知的規(guī)律”的角度考慮，可把“生活中的透鏡”移到“凸透鏡成像的規(guī)律”前，結(jié)合照相機(jī)、投影儀、放大鏡來初識(shí)凸透鏡的成像特點(diǎn)，為“凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)探究作輔墊。

課題的布局還要為科學(xué)探究預(yù)留足夠的時(shí)間。科學(xué)探究是深度學(xué)習(xí)的重要載體，過快的實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)程因沒有經(jīng)歷充分的活動(dòng)和思考，沒有經(jīng)歷成功和失敗，往往只有探究的“形”而沒有探究的“神”。

例如，“凸透鏡成像的規(guī)律”教學(xué)，可以結(jié)合生活中透鏡的成像特點(diǎn)，直擊探究主題“凸透鏡成像時(shí)，像的虛實(shí)、正倒、大小、位置跟物距的關(guān)系”，把過去用于引探的時(shí)間留給學(xué)生進(jìn)行開放性的探究，使學(xué)生通過充分、自主的活動(dòng)，真正發(fā)現(xiàn)凸透鏡成像的規(guī)律；而不是“先讓每個(gè)小組采集一兩組數(shù)據(jù)，而后在教師的引導(dǎo)下快速發(fā)現(xiàn)結(jié)論”這種膚淺的探究。

（二）課內(nèi)教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵

一是基于學(xué)生的基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)某個(gè)物理知識(shí)之前，對(duì)其并非一無所知，往往有小學(xué)科學(xué)課程的基礎(chǔ)或生活游戲的體驗(yàn)。在單元設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)注學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)也十分重要?！读x務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》中沒有涉及透鏡，即學(xué)生對(duì)透鏡沒有科學(xué)課程的基礎(chǔ)。但是在學(xué)習(xí)透鏡之前，玩過望遠(yuǎn)鏡、放大鏡的學(xué)生往往不在少數(shù)，用手機(jī)拍過照的學(xué)生更多。在單元設(shè)計(jì)時(shí)，可以考慮運(yùn)用學(xué)生玩過的望遠(yuǎn)鏡、放大鏡等創(chuàng)設(shè)問題情境，驅(qū)動(dòng)透鏡教學(xué)的進(jìn)程，但是對(duì)透鏡知識(shí)需零起點(diǎn)教學(xué)；對(duì)照相機(jī)既要揭示光學(xué)成像特點(diǎn)，還要簡(jiǎn)介數(shù)碼技術(shù)，否則學(xué)生會(huì)在“膠片”“倒立”等枝節(jié)性問題上糾結(jié)，導(dǎo)致知識(shí)建構(gòu)障礙。

二是用活教材內(nèi)容。教材除了應(yīng)在保證達(dá)到《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡(jiǎn)稱為課標(biāo)）提出要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)具有一定的彈性，以期具有不同潛質(zhì)和能力傾向的學(xué)生都能得到較好的發(fā)展。

例如，對(duì)凹透鏡課標(biāo)的要求只是了解凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用，而并不涉及凹透鏡的成像。在蘇科版教材中，不僅有凹透鏡對(duì)光的作用相關(guān)內(nèi)容，還涉及到凹透鏡的成像，要求學(xué)生根據(jù)成像特點(diǎn)來辨別凸透鏡和凹透鏡等。在單元設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)，選擇“部分”彈性內(nèi)容來豐富課堂教學(xué)，而非“全部”。

如圖3 所示的是蘇科版教材“透鏡”的課外探究?jī)?nèi)容。若在教學(xué)實(shí)踐中真的放在課外來完成，則大多數(shù)學(xué)生會(huì)因?qū)嶒?yàn)條件和實(shí)驗(yàn)技能的制約而無法完成。為此，在單元設(shè)計(jì)時(shí)，可將其從課外移到課內(nèi)，把對(duì)問題情境的“猜想”變成根據(jù)物理知識(shí)的“推理”。使學(xué)生在理解凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用的同時(shí)，體驗(yàn)到基于問題情境，運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行科學(xué)推理的過程，完成“凸透鏡對(duì)光會(huì)聚作用”的深度學(xué)習(xí)。

圖3 課外探究

（三）課外項(xiàng)目設(shè)計(jì)的追求

一是基于教材、深于教材。建議項(xiàng)目任務(wù)以教材中的小實(shí)驗(yàn)、小制作等實(shí)踐性活動(dòng)為起點(diǎn)，將實(shí)踐活動(dòng)成果和物理知識(shí)相關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生在關(guān)聯(lián)中理解知識(shí)；引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)來分析、思考遇到的問題，探討問題解決的方法，以達(dá)成對(duì)所學(xué)知識(shí)的拓展和綜合。

例如，“在室內(nèi)，借助窗戶和白墻估測(cè)凸透鏡的焦距”源于教材的小實(shí)驗(yàn)，而要求學(xué)生基于小驗(yàn)室進(jìn)行思考“為使估測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，操作時(shí)應(yīng)注意什么”就是深于教材的元素；同樣可以先選擇“觀察小泥娃通過柱形水杯的成像”作為源起，再運(yùn)用“柱形水杯成像和凸透鏡成像的關(guān)聯(lián)”進(jìn)行深化。顯然，深于教材不是知識(shí)內(nèi)容的“超標(biāo)”和教學(xué)要求的“拔高”，而是通過活動(dòng)追求學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成與發(fā)展。

二是關(guān)注重點(diǎn)、統(tǒng)領(lǐng)單元。關(guān)注重點(diǎn)就是課外項(xiàng)目任務(wù)應(yīng)瞄準(zhǔn)課標(biāo)要求的核心內(nèi)容，不在枝節(jié)性問題上糾結(jié)。

例如，“透鏡”的課外項(xiàng)目圍繞“透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用”開展活動(dòng)，期望通過活動(dòng)加深對(duì)焦點(diǎn)和焦距的理解；“眼睛和眼鏡”的課外項(xiàng)目圍繞“保護(hù)視力”開展活動(dòng)，期望通過活動(dòng)增強(qiáng)保護(hù)眼睛的意識(shí)；“用凸透鏡制作簡(jiǎn)易望遠(yuǎn)鏡，并用其觀察遠(yuǎn)處景物”是課標(biāo)的活動(dòng)建議，因其不是課標(biāo)要求的重點(diǎn)內(nèi)容，僅在課內(nèi)引領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的成像，而沒有將其作為課外項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

統(tǒng)領(lǐng)單元就是課外項(xiàng)目任務(wù)的集合必須覆蓋單元的重點(diǎn)知識(shí)和關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)，以期通過項(xiàng)目交流全面系統(tǒng)地重溫、再識(shí)核心內(nèi)容。

例如，“透鏡”單元的項(xiàng)目任務(wù)涵蓋的課標(biāo)內(nèi)容要求：了解凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用；探究并了解凸透鏡成像的規(guī)律；了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。覆蓋的課標(biāo)內(nèi)容樣例：了解凸透鏡成像規(guī)律在放大鏡、照相機(jī)、投影儀中的應(yīng)用；了解人眼成像的原理，近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因與矯正方法，具有保護(hù)眼睛的意識(shí)；用蠟燭、光具座、光屏等探究凸透鏡成像時(shí)像的虛實(shí)、正倒、大小、位置跟物距的關(guān)系。

深度學(xué)習(xí)視角下的單元設(shè)計(jì)，應(yīng)該基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的理念，讓學(xué)生在手腦并用的合作探究中，體驗(yàn)挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)成功的喜悅，把握科學(xué)探究的基本方法和基本技能。依托真實(shí)的問題情境解決問題、構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)科學(xué)思維，逐漸形成物理觀念，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人。