單元視域下初中物理項目型探究教學(xué)策略
——以“電路連接的基本方式”為例

顧炳峰

（無錫市東絳第二實驗學(xué)校，江蘇 無錫 214123）

在義務(wù)教育課程中，探究教學(xué)是落實物理課程目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑.探究教學(xué)通過實驗探究，培養(yǎng)科學(xué)思維，形成物理觀念和養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.然而在探究教學(xué)過程中，有的課堂上雖然安排有學(xué)生實驗，但是學(xué)生不清楚實驗探究的目的，只有淺層實驗而缺少探究.有的教師只關(guān)注讓學(xué)生通過探究發(fā)現(xiàn)某些規(guī)律，而不注重在探究過程中發(fā)展學(xué)生的探究能力、提高探索興趣、對探究本質(zhì)的理解、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神.

筆者認(rèn)為，實施項目型探究教學(xué)可以規(guī)避以上問題.項目型探究教學(xué)是基于任務(wù)的有目的教學(xué)活動，能有效激發(fā)學(xué)生探索興趣，創(chuàng)造沉浸式的學(xué)習(xí)體驗，能引導(dǎo)學(xué)生自主探究，邊做邊學(xué)，逐步深入，能有效培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力.那么，如何開展項目型探究教學(xué)呢？ 項目型探究教學(xué)可運(yùn)用單元設(shè)計技術(shù)確定學(xué)習(xí)項目，設(shè)計序列化的實驗探究項目，設(shè)計問題鏈和學(xué)習(xí)評價，形成“核心素養(yǎng)——課程標(biāo)準(zhǔn)——單元設(shè)計——學(xué)習(xí)評價”的基本鏈環(huán)，如圖1 所示.本文以蘇科版物理“電路連接的基本方式”教學(xué)為例，闡述初中物理項目型探究教學(xué)的實施策略.

圖1

1 項目設(shè)計：“知”，指向素養(yǎng)目標(biāo)

“知”，即基于課標(biāo)設(shè)計的探究教學(xué)的項目.學(xué)習(xí)項目的設(shè)計要求指向物理課程核心素養(yǎng)目標(biāo)，依據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)，解讀教材知識結(jié)構(gòu)和邏輯體系，制定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計指向概念建構(gòu)、實驗探究和跨學(xué)科實踐的序列化的學(xué)習(xí)項目.

從核心素養(yǎng)目標(biāo)看，本課例通過探究建立串并聯(lián)電路模型，形成串并聯(lián)電路概念和特點(diǎn).即通過探究活動來培養(yǎng)科學(xué)探究、科學(xué)思維，形成物理觀念.從課程目標(biāo)看，本課例的目標(biāo)是：（1）會看、會畫簡單的電路圖；（2）會連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路；（3）會說出生產(chǎn)、生活中采用簡單串聯(lián)或并聯(lián)的實例.從教材結(jié)構(gòu)體系看，單元“電路初探”屬于電磁能的第1個單元，是知識層級中最基礎(chǔ)的部分；課時“電路連接的基本方式”中串、并聯(lián)電路是電學(xué)規(guī)律研究和電磁能能量轉(zhuǎn)換的載體，是概念進(jìn)階中的基礎(chǔ).

結(jié)合單元總體目標(biāo)，本節(jié)課課時目標(biāo)定位：（1）明確串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)；（2）會識別串并聯(lián)電路；（3）能說出生活中的串、并聯(lián)電路并按要求設(shè)計串并聯(lián)電路.根據(jù)此目標(biāo)，我們需要設(shè)計學(xué)習(xí)項目.本課例建立“設(shè)計房間里吊燈和壁燈的電路”任務(wù)，在此之前學(xué)生已經(jīng)掌握“怎樣使一個小燈泡亮起來”，那么首先就要思考“怎樣使兩個小燈泡亮起來”，建構(gòu)串、并聯(lián)電路的概念，再通過“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的比較”活動，掌握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，最終設(shè)計出吊燈和壁燈的連接電路.整個項目設(shè)計通過問題鏈將序列化探究有機(jī)串聯(lián)，以使得課堂真實的學(xué)習(xí)過程真正發(fā)生.本課例項目設(shè)計路徑如圖2所示.

圖2

2 項目實施：“行”，序列化探究，建構(gòu)物理模型

“行”，指的是項目型探究教學(xué)的實施.項目型探究教學(xué)的實施要循序漸進(jìn)，既要整體考慮學(xué)生科學(xué)探究能力目標(biāo)的逐步達(dá)成，又要分別考慮每次探究活動的側(cè)重點(diǎn)，形成探究序列化，針對具體目標(biāo)，設(shè)計問題鏈和實驗資源載體，凸顯探究行為，構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)科學(xué)思維.

本課例以教材上“房間要安裝吊燈和壁燈，電路該如何連接”為素材，如圖3所示，創(chuàng)新設(shè)計“問題模型”.通過問題鏈為驅(qū)動來推進(jìn)探究教學(xué)，再通過序列化探究來構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)科學(xué)思維，促進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)階，如表1所示.

圖3

表1

2.1 項目實施要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，教材邏輯，循序漸進(jìn)

例如，（1）學(xué)生已經(jīng)能“讓一個小燈泡亮起來”，那么能不能“讓兩個小燈泡亮起來”？ （2）學(xué)生會通過“電流路徑有無分支”來判斷串并聯(lián)電路，那么如何判斷看不見電流路徑的模型上的吊燈和壁燈的連接方式呢？ （3）模型中的吊燈和壁燈已經(jīng)正確并聯(lián)，但是“一個開關(guān)控制兩盞燈”，這顯然不符合生活實際，“還缺一個開關(guān)”“開關(guān)應(yīng)該安裝在哪里？”，下面就必須思考開關(guān)的位置和作用……這樣的探究設(shè)計符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，體現(xiàn)概念建構(gòu)的層遞性.“怎樣使兩個小燈泡亮起來？”活動中，為什么是兩個小燈泡，而不是3個小燈泡呢？ 那是為了避免出現(xiàn)“混聯(lián)”的情況，只出現(xiàn)“串聯(lián)”和“并聯(lián)”，符合教材邏輯.

2.2 項目實施不僅指向知識目標(biāo)，還要指向能力目標(biāo)

我們通過科學(xué)探究培養(yǎng)科學(xué)思維，形成物理觀念.其中質(zhì)疑創(chuàng)新、科學(xué)論證、科學(xué)推理和模型建構(gòu)就是課堂上需要培養(yǎng)的關(guān)鍵能力.我們設(shè)計的活動要能充分激發(fā)學(xué)生的關(guān)鍵能力.例如，（1）模型板上展示的吊燈和壁燈是“同時亮、同時滅”的，這顯然是不符合生活實際的，這一教學(xué)載體的使用，能充分喚醒學(xué)生的質(zhì)疑精神，同時也為最終創(chuàng)新（設(shè)計電路）鋪墊基礎(chǔ).（2）“串聯(lián)電路只有1條電流路徑，無分支；并聯(lián)電路有2條以上的電流路徑，有分支.”在看不見電流路徑的情況下，如何判斷是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路的呢？ 教師暗示“燈可拆卸”，激發(fā)學(xué)生通過分析電路狀態(tài)，推理得出“串聯(lián)電路中取下一個用電器，則會造成整個電路斷路，即串聯(lián)電路用電器是互相影響的”，而“并聯(lián)電路中取下一個用電器，電源兩極到另一個用電器通路，即并聯(lián)電路用電器互不影響”的猜想，然后通過實驗證實猜想，這培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)推理和論證的能力.（3）從根據(jù)探究結(jié)果并結(jié)合生活實際判斷出房間里吊燈和壁燈的連接方式應(yīng)該是并聯(lián)，得出初步電路模型，再到思考開關(guān)的位置和作用，得到最終電路模型，這一過程培養(yǎng)了學(xué)生的模型建構(gòu)能力.

3 項目評價：“評”，聚焦核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力

“評”，是指項目型探究教學(xué)的評價支架.項目型探究教學(xué)的效度如何，如何改進(jìn)，則要基于評價.評價需關(guān)注具體學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成、科學(xué)思維的培養(yǎng)和關(guān)鍵能力的水平表現(xiàn).我們需要圍繞探究行為關(guān)注過程性評價，基于知識與方法設(shè)計表現(xiàn)性評價任務(wù)，基于具體情境和任務(wù)設(shè)置實踐性評價.

3.1 表現(xiàn)性評價：形成物理觀念，指向核心素養(yǎng)

例如，學(xué)生通過探究獲知“串聯(lián)電路用電器逐個順次相連，并聯(lián)電路用電器是并列連接”“串聯(lián)電路電流路徑無分支，并聯(lián)電路電流路徑有分支”，此時，學(xué)生是否掌握一種判斷串并聯(lián)電路的方法了呢？ 這時候就需要及時評價，可設(shè)計表現(xiàn)性評價：電流路徑可視，判斷電路是什么電路？ 如圖4所示.此時學(xué)生會發(fā)現(xiàn)若以位置“并列”為判斷依據(jù)，則認(rèn)為有點(diǎn)像并聯(lián)電路，但是根據(jù)電流路徑來判斷，電路是沒有分支的，是串聯(lián)電路.這一矛盾結(jié)論可以激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑能力，最終總結(jié)出正確的判斷方法應(yīng)該是根據(jù)電流路徑有無分支來判斷，而“并列”連接，并不是指的位置并列，而是電路連接上的并列，即“首首相連、尾尾相連”.這一評價，既提煉出判斷串、并聯(lián)的方法，又促使學(xué)生深入理解串、并聯(lián)電路的概念.

圖4

3.2 實踐性評價：構(gòu)建物理模型，指向關(guān)鍵能力

要解決“模型板上兩燈是如何連接的”這一問題，自然引出實踐性評價：模型板上的吊燈和壁燈是如何連接的？ 此時學(xué)生發(fā)現(xiàn)，看不見電流路徑，無從下手.意識到此時判斷串并聯(lián)電路還應(yīng)該有其他的方法，這一評價任務(wù)可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力.最終學(xué)生討論，推理并實踐得出，兩個燈互不影響，屬于并聯(lián)，如圖5所示.可以看出，以上兩個評價指向了學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新能力.同樣的，設(shè)計“房間里吊燈和壁燈的連接電路”這一評價任務(wù)指向模型建構(gòu)能力；對問題電路的評價，如圖6所示，則指向?qū)W生科學(xué)推理和科學(xué)論證的能力.

圖5

圖6

4 結(jié)語

初中物理項目型探究教學(xué)能有效培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力，實施項目型物理探究教學(xué)策略要點(diǎn)可概括為“知”——指向素養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計學(xué)習(xí)項目，形成學(xué)習(xí)進(jìn)階；“行”——設(shè)計探究行為，構(gòu)建物理模型，指向科學(xué)思維；“評”——聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力，設(shè)計評價支架.最終以“評”促“知”，以“評”促“行”，最后達(dá)成“知”“行”合一，高效開展初中物理探究教學(xué)，達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo).