探析大概念下初中物理問題型教學(xué)開展的策略

王曉紅

(江蘇省蘇州高新區(qū)第二中學(xué) 215001)

初中物理知識(shí)聯(lián)系度高，若能將課程單元作為基本單位，構(gòu)建大概念教學(xué)模式，則能實(shí)現(xiàn)初中物理教學(xué)的突破效應(yīng).在探討大概念教學(xué)應(yīng)用的過程中，注意融合問題因素.通過課程實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與問題設(shè)置，探索問題型教學(xué)的具體路徑，更好地體現(xiàn)大概念的作用.

1 大概念確立

1.1 大概念確立意義

物理教學(xué)內(nèi)容按照單元方式編排，每個(gè)單元都相當(dāng)于一個(gè)“大概念”.以《壓強(qiáng)與浮力》為例，包含了初中物理的全部壓強(qiáng)內(nèi)容，可以將壓強(qiáng)看作為一個(gè)大概念的核心.在確立大概念時(shí)，需要深入研讀初中物理課標(biāo)，對(duì)目標(biāo)章節(jié)的內(nèi)容編排了然于心，掌握不同概念之間的內(nèi)在關(guān)系，由此梳理出大概念教學(xué)的主線.

1.2 具體確立路徑

1.2.1 理解內(nèi)容要求

以《壓強(qiáng)與浮力》單元為例，按照課程要求學(xué)生在壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)中逐步深入理解壓強(qiáng)概念，全面掌握壓強(qiáng)的相關(guān)內(nèi)容.學(xué)生能夠從生活的角度看待壓強(qiáng)，認(rèn)識(shí)到壓強(qiáng)與生活緊密相關(guān)的聯(lián)系.基于生活環(huán)境中有關(guān)壓強(qiáng)的現(xiàn)象，探索并總結(jié)改變壓強(qiáng)的路徑.通過液體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，深入理解液體壓強(qiáng)概念.并將壓強(qiáng)概念延伸到大氣領(lǐng)域，結(jié)合生活環(huán)境認(rèn)識(shí)大氣壓強(qiáng)，總結(jié)大氣壓強(qiáng)會(huì)產(chǎn)生何種作用.另外對(duì)壓強(qiáng)與流速之間的聯(lián)系有一定了解，從實(shí)際出發(fā)理解這種關(guān)聯(lián).

1.2.2 掌握課程編排

在《壓強(qiáng)與浮力》單元中，首先安排了“壓強(qiáng)”的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，隨后安排了“壓強(qiáng)”的延伸內(nèi)容，包括“液體的壓強(qiáng)”以及“氣體的壓強(qiáng)”兩節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“壓強(qiáng)”概念有綜合性的認(rèn)識(shí).

1.2.3 敲定大概念

縱觀這一單元與壓強(qiáng)有關(guān)的內(nèi)容，不難看出課程的立足點(diǎn)在于壓強(qiáng)的定義.通過類比方式掌握建立壓強(qiáng)概念的過程，注重對(duì)類比法的學(xué)習(xí)與應(yīng)用.壓強(qiáng)表現(xiàn)為不同形式，學(xué)生可以理解其他壓強(qiáng)的表現(xiàn)形式.在認(rèn)識(shí)壓強(qiáng)概念核心的前提下，將壓強(qiáng)概念和學(xué)習(xí)中運(yùn)用的方法作為課程教學(xué)的“大概念”.

2 大概念外顯

2.1 大概念外顯意義

在確立大概念后，需要描述大概念的特征，通過這種方式體現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確大概念下需要達(dá)到怎樣的學(xué)習(xí)效果.圍繞大概念學(xué)習(xí)目標(biāo)，關(guān)注到學(xué)生在學(xué)習(xí)中的實(shí)際行為表現(xiàn)，作為評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)情與大概念掌握情況的關(guān)鍵依據(jù).

2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo)確立方法

“壓強(qiáng)”課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)對(duì)“壓強(qiáng)”概念的認(rèn)知、理解與描述，結(jié)合“壓強(qiáng)”課標(biāo)確定大概念的學(xué)習(xí)目標(biāo).圍繞“壓強(qiáng)”概念設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).學(xué)生們通過實(shí)驗(yàn)，理解何種因素對(duì)壓力產(chǎn)生影響，同時(shí)學(xué)會(huì)使用類比方式推導(dǎo)問題，實(shí)現(xiàn)舉一反三的效果.拓展“壓強(qiáng)”概念范圍，學(xué)生們認(rèn)識(shí)并理解多種壓強(qiáng)的表現(xiàn)形式.對(duì)于液體壓強(qiáng)，還要掌握具體的影響因素.學(xué)習(xí)目標(biāo)要體現(xiàn)生活導(dǎo)向，將“壓強(qiáng)”概念與生活環(huán)境融合，學(xué)生們了解“壓強(qiáng)”在生活中的體現(xiàn)形式.

3 大概念轉(zhuǎn)化

3.1 大概念轉(zhuǎn)化的意義

在物理教學(xué)中，要注重大概念到實(shí)際問題的轉(zhuǎn)化，發(fā)揮優(yōu)質(zhì)問題的載體作用.將問題作為物理學(xué)習(xí)中的引子，根據(jù)骨干問題設(shè)計(jì)子問題，實(shí)現(xiàn)大概念的細(xì)化效果.

3.2 問題設(shè)計(jì)路徑

在《壓強(qiáng)與浮力》章節(jié)中，重要目標(biāo)之一在于掌握描述壓力的方式，圍繞這一主要目標(biāo)設(shè)計(jì)多個(gè)子問題.例如在問題群中設(shè)置“總結(jié)影響壓力作用效果的因素”問題，隨后探討壓力作用效果的描述方式，并引導(dǎo)學(xué)生思考?jí)簭?qiáng)概念與速度概念建立過程的共同點(diǎn).此后進(jìn)行問題擴(kuò)展，從固體的壓強(qiáng)引入到液體的壓強(qiáng)，引導(dǎo)學(xué)生思考液體壓強(qiáng)是否存在，如果存在則總結(jié)影響液體壓強(qiáng)的因素.確定液體壓強(qiáng)存在后，讓學(xué)生們推導(dǎo)計(jì)算壓強(qiáng)的公式，對(duì)影響液體壓強(qiáng)的因素有更深的認(rèn)識(shí).明確計(jì)算壓強(qiáng)的公式后，建立壓強(qiáng)與生活環(huán)境之間的關(guān)系，提出“壓強(qiáng)在生活生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)如何體現(xiàn)”的問題.隨后將壓強(qiáng)概念延展到氣體范疇，引導(dǎo)學(xué)生思考“大氣是否也存在壓強(qiáng)？”“如果存在，那么大氣壓強(qiáng)與生活有哪些聯(lián)系？”最后涉及到大氣壓強(qiáng)的計(jì)算問題，將托里拆力實(shí)驗(yàn)引入到課程，讓學(xué)生感受到大氣壓強(qiáng)的表征方式，并提出這樣的問題：“運(yùn)用此前學(xué)過的壓強(qiáng)知識(shí)，推導(dǎo)大氣壓強(qiáng)計(jì)算方法，得到大氣壓強(qiáng)結(jié)果”.

4 大概念建構(gòu)

4.1 大概念建構(gòu)意義

整合性教學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)，必須以具體的物理課時(shí)作為載體.在大概念的引導(dǎo)下，教師對(duì)某個(gè)物理課程單元的控制能力更強(qiáng)，單元教學(xué)更加從容不迫.在掌控單元的前提下，物理課時(shí)設(shè)計(jì)更加得當(dāng)，為學(xué)生針對(duì)單元知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)提供重要依據(jù).在大概念建構(gòu)過程中，需要利用問題因素，圍繞問題設(shè)計(jì)單元知識(shí)教學(xué)活動(dòng)，吻合大概念的要求.

4.2 學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)路徑

學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)要緊扣問題群中的問題，針對(duì)“壓力作用影響因素”的問題設(shè)計(jì)自主探究活動(dòng).讓兩個(gè)體重不同的學(xué)生走過沙灘，兩個(gè)學(xué)生留下的腳印深度有區(qū)別，反映不同體重的學(xué)生對(duì)沙灘地產(chǎn)生不同的壓力，體現(xiàn)壓力作用效果的差異.隨后讓學(xué)生根據(jù)沙灘腳印深度的差距提出猜想并驗(yàn)證，初步明確影響壓力的因素.

針對(duì)“描述壓力”和“定義壓強(qiáng)”問題，可以設(shè)計(jì)“定義壓強(qiáng)概念”和“總結(jié)增減壓強(qiáng)方式”兩項(xiàng)活動(dòng).學(xué)生在定義壓強(qiáng)概念的過程中，認(rèn)識(shí)到受力面積、壓力大小都是影響壓強(qiáng)大小的因素，隨后會(huì)想到在前兩種因素都不同的情況下，采用何種方法判斷壓強(qiáng)效果.在此過程中，逐步建立個(gè)人對(duì)壓強(qiáng)概念的定義，并聯(lián)想到速度概念的定義過程.關(guān)于如何“描述壓力”，引入實(shí)際生活的物體，通過生活環(huán)境中的形象，探討影響壓強(qiáng)的方式，由此掌握描述壓強(qiáng)的方法.

針對(duì)“液體壓強(qiáng)是否存在”和“影響因素”兩項(xiàng)問題，將水利大壩、魚類等生活中的常見因素引入到活動(dòng)方案中.水利大壩一般是上窄下寬，引導(dǎo)學(xué)生思考水利大壩采用這種方案的原因.在深水環(huán)境內(nèi)生存的魚類被捕撈后會(huì)立即身亡，呈現(xiàn)出爆體狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生討論魚類爆體的原因.通過上述探究活動(dòng)，引入到課程單元主題，對(duì)“壓強(qiáng)”概念有形象的認(rèn)識(shí).學(xué)生們進(jìn)一步探索影響壓強(qiáng)的因素，隨后通過實(shí)驗(yàn)方式，驗(yàn)證個(gè)人提出的因素是否真正影響壓強(qiáng)，并得出最終的結(jié)論.

針對(duì)“推導(dǎo)壓強(qiáng)計(jì)算公式”的問題，教師可以設(shè)計(jì)推導(dǎo)公式的主體活動(dòng).利用“壓強(qiáng)”單元中的壓強(qiáng)定義公式，推導(dǎo)如何計(jì)算液體壓強(qiáng).

針對(duì)“液體壓強(qiáng)在實(shí)際運(yùn)用”問題，教師設(shè)計(jì)有關(guān)連通器的實(shí)驗(yàn)活動(dòng).首先自己動(dòng)手演示實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生們展示連通器的工作狀態(tài).液體在連通器中處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，所有連通的容器液面高度相同.隨后引導(dǎo)學(xué)生思考全部容器液面等高的原因，在討論過程中利用推導(dǎo)出來的液體壓強(qiáng)公式，加深對(duì)連通器的理解.由此引入到連通器的生活應(yīng)用階段，通過連通器的應(yīng)用，明確液體壓強(qiáng)的運(yùn)用方式.

針對(duì)“大氣壓強(qiáng)”的相關(guān)問題，教師設(shè)計(jì)類比活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生比較液體與大氣狀態(tài)下的壓強(qiáng)異同點(diǎn)，對(duì)大氣壓強(qiáng)有初步認(rèn)識(shí).隨后將視角引入到生活環(huán)境，讓學(xué)生們盡可能多的列舉生活中有關(guān)大氣壓強(qiáng)的現(xiàn)象或者實(shí)例.教師還可以設(shè)計(jì)動(dòng)手活動(dòng)，讓學(xué)生們運(yùn)用大氣壓強(qiáng)原理親自動(dòng)手制作氣壓測(cè)量計(jì).

針對(duì)“大氣壓強(qiáng)計(jì)算”的問題，教師設(shè)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的活動(dòng).圍繞托里拆力實(shí)驗(yàn)方案創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，對(duì)支撐水銀柱的作用力認(rèn)識(shí)更加深刻，意識(shí)到大氣壓強(qiáng)的托舉作用.同時(shí)利用已經(jīng)學(xué)過的液體壓強(qiáng)的相關(guān)知識(shí)，計(jì)算得出大氣壓強(qiáng).

5 大概念評(píng)價(jià)

5.1 大概念評(píng)價(jià)意義

針對(duì)“大概念”的評(píng)價(jià)，側(cè)重于學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果.學(xué)生基于“大概念”進(jìn)行物理學(xué)習(xí)后，能否真正學(xué)有所成、學(xué)有所獲.合理設(shè)定評(píng)估維度，確保大概念評(píng)價(jià)準(zhǔn)確到位.

5.2 評(píng)價(jià)方式設(shè)計(jì)

5.2.1 學(xué)生認(rèn)知情況

針對(duì)學(xué)生在《壓強(qiáng)》單元中的舉例、實(shí)驗(yàn)過程、計(jì)算過程等表現(xiàn).如果學(xué)生舉例真正貼合實(shí)際，提供的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容準(zhǔn)確，能夠反應(yīng)壓強(qiáng)的原理特征，說明學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)的認(rèn)知過關(guān).學(xué)生若能正確計(jì)算壓強(qiáng)，說明壓強(qiáng)計(jì)算認(rèn)知效果良好.

5.2.2 學(xué)生理解情況

評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)“壓強(qiáng)”的理解情況，同樣關(guān)注到學(xué)生在“壓強(qiáng)”實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容.如果學(xué)生提供的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)過程符合規(guī)范，收集到的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確反映實(shí)際情況，結(jié)論歸納總結(jié)到位，說明學(xué)生對(duì)“壓強(qiáng)”的理解情況良好.對(duì)于壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)，需要關(guān)注到推導(dǎo)過程.學(xué)生正確推導(dǎo)壓強(qiáng)公式，說明真正理解知識(shí).

5.2.3 學(xué)生行動(dòng)情況

在大概念建構(gòu)中，設(shè)計(jì)了自制氣壓測(cè)量計(jì)的活動(dòng).對(duì)行動(dòng)情況的評(píng)價(jià)關(guān)注到學(xué)生利用自制設(shè)備在實(shí)際環(huán)境中測(cè)量壓強(qiáng)的情況.例如學(xué)生利用自制設(shè)備，在上下升降的電梯中觀察壓強(qiáng)的變化，探究壓強(qiáng)與距離地面高度之間的關(guān)系，說明學(xué)生行動(dòng)情況良好.

5.2.4 學(xué)生主觀認(rèn)知情況

這一評(píng)價(jià)側(cè)重于方法的運(yùn)用，學(xué)生能夠主動(dòng)聯(lián)系壓強(qiáng)與生活實(shí)際，能夠從生活要素中聯(lián)想到壓強(qiáng)，說明學(xué)生主動(dòng)思考?jí)簭?qiáng)的特征.壓強(qiáng)學(xué)習(xí)中融合了液體壓強(qiáng)、氣體壓強(qiáng)的關(guān)聯(lián)引導(dǎo)過程，考察學(xué)生的類比分析能力.如果學(xué)生靈活運(yùn)用類比思想探討不同類型壓強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，能夠運(yùn)用類似知識(shí)的推導(dǎo)過程得出壓強(qiáng)的計(jì)算方式，說明學(xué)生類比能力培養(yǎng)到位，學(xué)生利用類比思想去探討定義更多的知識(shí).

5.2.5 評(píng)價(jià)注意事項(xiàng)

關(guān)于大概念教學(xué)的評(píng)價(jià)，不僅要涉及到本次課程內(nèi)容的課外作業(yè)、考試等環(huán)節(jié)，而要關(guān)注到大概念教學(xué)過程的本身.將學(xué)生在大概念課堂中探索問題的實(shí)際表現(xiàn)作為評(píng)價(jià)依據(jù)，評(píng)價(jià)過程立足于課堂，保證大概念評(píng)價(jià)結(jié)果的參考價(jià)值.

以大概念理念為依托，在擬定單元教學(xué)目的的基礎(chǔ)上，通過課程教學(xué)方案融合教學(xué)中的問題，激發(fā)學(xué)生的思維潛力.學(xué)生們?cè)诔晒?gòu)知識(shí)體系的同時(shí)，借助問題模式培養(yǎng)個(gè)人多方面能力.