宮 萍 徐倩文|浙江省杭州市弘益中學(xué)
初中科學(xué)單元任務(wù)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和實(shí)施存在如下問題:在任務(wù)發(fā)布上重知識輕能力,沒有立足于學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展;在任務(wù)實(shí)踐上重記憶輕聯(lián)系,驅(qū)動性問題思維容量不足,提出的問題有一定的局限性,不能驅(qū)動學(xué)生持續(xù)探索;在任務(wù)成效上重片段輕整合,在新課結(jié)束后不進(jìn)行整合,使學(xué)生的知識習(xí)得呈碎片化狀態(tài),難以建構(gòu)良好的知識體系、提升思維能力。針對這些問題,筆者在實(shí)踐中嘗試運(yùn)用小單元任務(wù)群進(jìn)行教學(xué)。
小單元即基于核心素養(yǎng),以課標(biāo)為導(dǎo)向,分解課標(biāo),整合教材,確定小主題或小概念。任務(wù)群即圍繞小主題或小概念設(shè)計(jì)多個具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的驅(qū)動性任務(wù)。小單元任務(wù)群教學(xué)是基于學(xué)情,將目標(biāo)確定、主題設(shè)計(jì)、內(nèi)容落實(shí)、評價(jià)反饋、作業(yè)設(shè)計(jì)等要素結(jié)構(gòu)化的一種統(tǒng)籌規(guī)劃式的教學(xué)模式,它具有多種課型。其操作意義有三點(diǎn):其一,從“做中學(xué)”,學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動下,于復(fù)雜、真實(shí)和充滿問題的學(xué)習(xí)情境中持續(xù)探索,使學(xué)習(xí)更有深度;其二,變教為“導(dǎo)”,教師著眼于單元整合,根據(jù)學(xué)生的需要創(chuàng)設(shè)情境,用教材教,使教學(xué)方向更明確;其三,“任務(wù)”驅(qū)動,變散點(diǎn)的學(xué)習(xí)為立體式知識群學(xué)習(xí),學(xué)材內(nèi)容聚焦小概念,以教材為基,采用調(diào)序、整合、拓展等方式來整合課內(nèi)外資源,形成單元教學(xué)任務(wù)群,使教材重構(gòu)有特色。以下,筆者詳細(xì)闡述小單元任務(wù)群教學(xué)的實(shí)施策略。
小單元任務(wù)群教學(xué)在設(shè)計(jì)上依托真實(shí)情境或?qū)嶋H問題,將零散的知識點(diǎn)通過內(nèi)在聯(lián)系集合成知識群,幫助學(xué)生深入理解該單元的科學(xué)觀念,發(fā)展科學(xué)思維,提升解決問題的能力,提高科學(xué)素養(yǎng),進(jìn)而逐步養(yǎng)成正確的態(tài)度責(zé)任。
教師在設(shè)計(jì)和組織單元的教學(xué)活動時(shí),應(yīng)該系統(tǒng)梳理單元教學(xué)內(nèi)容。在進(jìn)行單元教學(xué)時(shí),不能再以單一的知識點(diǎn)或者小任務(wù)作為突破點(diǎn),而是需要重新審視教材,梳理知識脈絡(luò),尋找任務(wù)背后的聯(lián)系。
以浙教版義務(wù)教育教科書《科學(xué)》八年級上冊第1 章《水和水的溶液》為例,筆者結(jié)合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)》(以下簡稱“《課程標(biāo)準(zhǔn)》”)中的核心概念和內(nèi)容要求,梳理出該單元的相關(guān)任務(wù),將其整合成小單元任務(wù)群并發(fā)布,引導(dǎo)學(xué)生對知識進(jìn)行總結(jié)和遷移,以提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
筆者在梳理教材知識點(diǎn)的過程中,發(fā)現(xiàn)“物體的浮沉條件”與“溶液的配置”都可與“密度”這一概念相聯(lián)系,故以“鹽水的密度”為橋梁將這幾塊內(nèi)容連接起來,以“配置一杯能使雞蛋懸浮的溶液”為主題設(shè)計(jì)小單元任務(wù)群,并將其細(xì)化為兩個核心概念,分別提供學(xué)習(xí)內(nèi)容、要求及對應(yīng)的核心素養(yǎng),使學(xué)生在動手操作中提升科學(xué)素養(yǎng)。
【案例1】“配置一杯能使雞蛋懸浮的溶液”小單元任務(wù)群設(shè)計(jì)
核心概念1:物質(zhì)的運(yùn)動和相互作用。
學(xué)習(xí)內(nèi)容:浮力。
要求:(1)通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識阿基米德原理;(2)通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識浮沉條件,并解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象。
核心素養(yǎng):探究實(shí)踐。
核心概念2:物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)。
學(xué)習(xí)內(nèi)容:物質(zhì)的溶解和溶液。
要求:(1)了解物質(zhì)的溶解和結(jié)晶現(xiàn)象、知道溶液的組成和特征;(2)區(qū)別飽和溶液和不飽和溶液,知道溶解度的含義;(3)知道溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的含義并簡單計(jì)算;(4)能配置一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液。
核心素養(yǎng):(1)科學(xué)觀念;(2)科學(xué)思維;(3)探究實(shí)踐。
任務(wù)1:夯實(shí)基礎(chǔ),理論準(zhǔn)備——整理有關(guān)浮力、溶液配置的理論與知識,并作梳理。
任務(wù)2:任務(wù)解構(gòu),設(shè)計(jì)方案——能用語言、文字、圖表等方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
任務(wù)3:任務(wù)實(shí)施,收集數(shù)據(jù)——完成實(shí)驗(yàn)方案,并能展現(xiàn)雞蛋恰好懸浮在溶液中的成果。
任務(wù)4:數(shù)據(jù)分析,任務(wù)總結(jié)——計(jì)算鹽溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和雞蛋的密度,反思總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程。
小單元任務(wù)群教學(xué)的設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)重要概念、原理,并設(shè)置恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)活動。《課程標(biāo)準(zhǔn)》針對探究實(shí)踐核心素養(yǎng),明確提出了要“用自制的簡單裝置和實(shí)物模型驗(yàn)證或展示某些原理、現(xiàn)象和設(shè)想”。因此,教師可將重要概念與工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)相結(jié)合進(jìn)行小單元任務(wù)群教學(xué)的設(shè)計(jì)。
筆者借助“吸塵器”這一工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作,對“流體壓強(qiáng)與流速有關(guān)”這一重要原理作闡釋,將二者整合進(jìn)小單元任務(wù)群設(shè)計(jì)中,在促進(jìn)原理理解的同時(shí)發(fā)展學(xué)生的探究實(shí)踐核心素養(yǎng)。
【案例2】“設(shè)計(jì)并制作小型吸塵器”小單元任務(wù)群設(shè)計(jì)
吸塵器是一種現(xiàn)代化的清潔工具,可減輕人們的體力勞動,已廣泛應(yīng)用于賓館、飯店和家庭等場所。吸塵器在工作時(shí),會將集塵桶里的空氣排出,使其形成一個低壓區(qū)。這樣,外界的空氣就會在大氣壓的作用下,帶著塵垢從吸塵器的地刷進(jìn)入,經(jīng)過濾布管過濾后,塵垢留在桶里,空氣再從吸塵器的排氣口排出。
你能根據(jù)吸塵器的功能,猜想吸塵器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并設(shè)計(jì)制作一個小型吸塵器嗎?
任務(wù)1:夯實(shí)基礎(chǔ),理論準(zhǔn)備——認(rèn)識大氣壓的存在并能解釋相關(guān)現(xiàn)象。
任務(wù)2:天馬行空,設(shè)計(jì)方案——在理想化的條件下,發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,設(shè)計(jì)具有個人特色的吸塵器,可用圖文并茂的形式來展現(xiàn)設(shè)計(jì)。
任務(wù)3:合理選材,方案落地——在提供的器材中進(jìn)行選擇,并繪制可施工的方案圖紙。
支撐材料:提供常規(guī)的小型器材和大型吸塵器的結(jié)構(gòu)說明。
任務(wù)4:工程實(shí)踐,反思迭代——動手動腦,合作制造自己的吸塵器,并在實(shí)驗(yàn)中收集其能否正常使用的數(shù)據(jù),然后在數(shù)據(jù)的支撐下,反思自己的設(shè)計(jì)有無不足之處,如有則思考應(yīng)如何改進(jìn),并迭代自己的設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)單元整體教學(xué)時(shí),教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,并以“微項(xiàng)目”為載體,使學(xué)生能夠通過完成小單元任務(wù)群達(dá)成核心知識的再次建構(gòu)。這具體表現(xiàn)為能夠在情境中遷移、運(yùn)用、轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生新知識,運(yùn)用周圍的各種知識和資源來解決實(shí)際的問題。
“南橘北枳”的故事我們都耳熟能詳,說明植物的生長與土壤本身密不可分。西湖龍井名滿中國,那養(yǎng)育西湖龍井的這一方土壤有什么特別之處呢?由此,筆者創(chuàng)設(shè)“探尋西湖龍井成長之地利”主題,選擇“土壤的類型”和“土壤酸堿度”兩塊內(nèi)容設(shè)計(jì)小單元任務(wù)群,將初中科學(xué)有關(guān)“土壤”的知識點(diǎn)與學(xué)生的生活有機(jī)結(jié)合在一起,使學(xué)生更有動力和興趣去探尋、實(shí)踐。
【案例3】“探尋西湖龍井成長之地利”小單元任務(wù)群設(shè)計(jì)
任務(wù)1:判斷西湖龍井土壤的類型。
支撐材料:(1)用量筒和膠頭滴管取水把土壤和鐵塊剛好浸沒,分別記錄加入的水的體積V1和V2;(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,測出土壤中的空氣約占土壤體積的體積分?jǐn)?shù);(3)判斷土壤類型是砂土、粘土、壤土中的哪一類。
任務(wù)2:判斷西湖龍井土壤的酸堿度。
支撐材料:(1)取樣:在龍井地塊按一定間隔確定取樣點(diǎn)位置,將從不同地點(diǎn)采集到的土樣分別攤鋪在廢報(bào)紙上,在陰涼通風(fēng)處晾干,除去殘根和雜物,用木棍壓成粉狀,用金屬篩或窗紗篩過后待用;(2)判斷酸堿度:按照編號,取1克左右土樣放入試管中,加入5毫升蒸餾水,振蕩30 秒后靜置,待土壤微粒下沉后,用玻璃棒蘸取上層清液,滴在精密pH試紙上,將試紙上呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比色,記錄下相應(yīng)的pH。
建構(gòu)小單元任務(wù)群應(yīng)確保核心概念、問題、原理具備“衍生性”[1],以核心任務(wù)為焦點(diǎn),將子任務(wù)或“串聯(lián)”或“并聯(lián)”或“迭代”,使多個任務(wù)形成聯(lián)動。而將任務(wù)群與有意義的情境有機(jī)結(jié)合起來,指向同一個問題或核心概念的學(xué)習(xí),可使學(xué)生在問題解決的過程中整合單元知識,提高分類、遷移、應(yīng)用等思維能力。
建構(gòu)小單元任務(wù)群要注意子任務(wù)之間的邏輯關(guān)系,要有助于學(xué)生的知識建構(gòu)和思維提升。教師可將一個核心任務(wù)分解成遞進(jìn)式的子任務(wù),并依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展,將子任務(wù)串聯(lián)成小單元任務(wù)群。通過完成子任務(wù),學(xué)生可積累解決核心任務(wù)所需的知識儲備,這既是收獲知識的過程,也是下一個問題的開始。
在設(shè)計(jì)“氧化與燃燒”教學(xué)時(shí),筆者發(fā)現(xiàn)“以始為終”的設(shè)計(jì)更符合學(xué)生的認(rèn)知過程,故以“簡易滅火器的制作”為終進(jìn)行倒推,將其分解為多個子任務(wù),學(xué)生完成子任務(wù)的過程就是不斷接近終點(diǎn)的過程。筆者將多個子任務(wù)“串聯(lián)”,設(shè)計(jì)了“簡易滅火器的制作”小單元任務(wù)群。
【案例4】“簡易滅火器的制作”小單元任務(wù)群設(shè)計(jì)
任務(wù)1:認(rèn)識燃燒的條件。
支持材料:(1)蠟燭的燃燒實(shí)驗(yàn):點(diǎn)燃一支蠟燭,觀察它在空氣中燃燒的現(xiàn)象,然后將一個玻璃杯倒扣在蠟燭上,觀察此時(shí)蠟燭燃燒的現(xiàn)象;(2)火柴是否燃燒實(shí)驗(yàn):將一根火柴折斷,分成火柴頭和火柴梗兩部分,放在銅片上,用酒精燈加熱銅片,觀察現(xiàn)象。
預(yù)期目標(biāo):認(rèn)識燃燒的條件——可燃物、助燃劑、溫度達(dá)到著火點(diǎn)。
任務(wù)2:不同情境選擇合適的滅火方法。
支持材料:消防員滅火圖片;用被子蓋滅燃?xì)庠顖D片;泡沫滅火器、干粉滅火器、二氧化碳滅火器圖片。(以上圖片均略)
預(yù)期目標(biāo):(1)分析滅火的三種方法,即隔離可燃物、降低氧氣濃度、降低溫度;(2)認(rèn)識不同的滅火器,并在不同情境中選擇合適的滅火方法。
任務(wù)3:降低氧氣的濃度——認(rèn)識二氧化碳。
支持材料:二氧化碳使蠟燭火焰自下而上熄滅實(shí)驗(yàn);充滿二氧化碳的瓶內(nèi),加水振蕩后,瓶子被壓扁實(shí)驗(yàn);向上、向下排空氣法以及排水法收集氣體的相關(guān)說明。
預(yù)期目標(biāo):(1)認(rèn)識二氧化碳的性質(zhì);(2)能選擇合適的藥品和儀器制取并收集二氧化碳。
任務(wù)4:設(shè)計(jì)制作簡易滅火器。
支持材料:簡易酸堿滅火器裝置及原理。
預(yù)期目標(biāo):(1)能選材并設(shè)計(jì)簡易滅火器;(2)制作簡易滅火器。
小單元任務(wù)群教學(xué)通過將多個看似不同實(shí)則指向同一個科學(xué)原理的小任務(wù)“并聯(lián)”建構(gòu),使學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí),深入理解科學(xué)原理在不同生活情境中的應(yīng)用,并在動手動腦的實(shí)踐中提升分類、遷移、應(yīng)用等高階思維能力[2]。
在設(shè)計(jì)“大氣壓與流速的關(guān)系”教學(xué)時(shí),筆者設(shè)置了多個指向“流體流速越大,壓強(qiáng)越小”的任務(wù),將任務(wù)“并聯(lián)”下達(dá),學(xué)生通過完成任務(wù)并利用圖解解說任務(wù)原理。筆者同時(shí)提供了一些關(guān)鍵的素材,讓學(xué)生在利用素材和所學(xué)知識完成任務(wù)的同時(shí)深化對原理的理解。
【案例5】“大氣壓與流速的關(guān)系”小單元任務(wù)群設(shè)計(jì)
任務(wù)1:“脫離苦?!薄∏蛏钕菰凇翱嗪!敝?,你能幫助它順利脫離“苦?!?,回到自己的家嗎?
任務(wù)2:掉不下的乒乓球——在手不觸碰乒乓球的情況下,使乒乓球在漏斗中不下落。
任務(wù)3:漂浮術(shù)——在手不觸碰乒乓球的情況下,使乒乓球懸空在吸管的上方。
任務(wù)4:點(diǎn)燃“芯”中的火——在不移動兩根蠟燭的情況下,用一根吸管,將未點(diǎn)燃的蠟燭點(diǎn)燃。
學(xué)生的學(xué)習(xí)要基于學(xué)生認(rèn)知水平和知識經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展,要經(jīng)歷一個由淺入深、由易到難的過程。這就要求教師在設(shè)計(jì)小單元任務(wù)群時(shí)也應(yīng)從簡單到綜合,呈現(xiàn)螺旋上升的過程。因此在初中的不同學(xué)段,教師可設(shè)計(jì)指向同一個核心概念但不斷迭代的任務(wù)群。
如學(xué)生在八年級上學(xué)期學(xué)習(xí)了阿基米德原理,并基于阿基米德原理和物體的沉浮條件設(shè)計(jì)了一款密度計(jì),但該款密度計(jì)刻度變化不均勻,讀數(shù)誤差大,是可迭代的產(chǎn)品。到了九年級上學(xué)期學(xué)習(xí)了杠桿的相關(guān)知識后,教師就可引導(dǎo)學(xué)生基于杠桿平衡原理設(shè)計(jì)并制作刻度變化均勻的密度計(jì)。迭代式任務(wù)群設(shè)計(jì)的核心是一致的,學(xué)生在完成任務(wù)時(shí)會有一定的相似感,這有助于知識的遷移。
【案例6】迭代“密度計(jì)”小單元任務(wù)群設(shè)計(jì)
任務(wù)1:整理阿基米德原理和物體浮沉條件的相關(guān)內(nèi)容,設(shè)計(jì)初代密度計(jì)。
任務(wù)2:整理浮力、杠桿平衡條件有關(guān)內(nèi)容,設(shè)計(jì)二代密度計(jì)。
要求:(1)根據(jù)受力分析,設(shè)計(jì)產(chǎn)品原理圖;(2)選擇提供的工具和材料進(jìn)行加工制作;(3)實(shí)際應(yīng)用,展示交流;(4)根據(jù)應(yīng)有效果優(yōu)化改進(jìn)。
評價(jià)可反饋學(xué)習(xí)效果,促使學(xué)生反思并改進(jìn),是單元任務(wù)學(xué)習(xí)不可或缺的環(huán)節(jié)。為發(fā)揮評價(jià)的激勵功能,單元任務(wù)學(xué)習(xí)的評價(jià)反饋應(yīng)對學(xué)生的活動進(jìn)行多視角觀察、全過程評估,尤其要注重對話、協(xié)作、展示等關(guān)鍵環(huán)節(jié),以此開展問題解決,引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)階思維,提升核心素養(yǎng)。
借助個人評價(jià)量表,可及時(shí)展現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的表現(xiàn),便于進(jìn)行自我剖析。教師可從材料的選取、方案的設(shè)計(jì)、過程的記錄、數(shù)據(jù)的分析等方面設(shè)計(jì)評價(jià)量表,如此會更具有可行性與科學(xué)性。而學(xué)生自評、學(xué)生互評也是過程性評價(jià)的一個方面,因此在評價(jià)環(huán)節(jié),除了采用教師評價(jià)外,還可將學(xué)生自評與互評相結(jié)合,突出以學(xué)生為主體的理念。
如在教學(xué)“探究根毛細(xì)胞的吸水條件”時(shí),對其中的“提出科學(xué)探究問題”這一環(huán)節(jié),教師可根據(jù)科學(xué)探究能力進(jìn)階與表現(xiàn)性評價(jià)任務(wù),先設(shè)計(jì)前置量表,要求學(xué)生觀察相關(guān)圖片、提出科學(xué)探究問題、對照量表自評并修改,然后設(shè)計(jì)后置量表《觀察和提出科學(xué)問題PTA檢核量表》,引導(dǎo)學(xué)生對照量表進(jìn)行自評和互評,最終確定科學(xué)探究問題:細(xì)胞的吸水和細(xì)胞液濃度的關(guān)系。后置量表設(shè)計(jì)要素如下。
(1)觀察:關(guān)注細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、液泡、葉綠體等信息;發(fā)現(xiàn)細(xì)胞吸水失水與液泡內(nèi)的細(xì)胞液存在著一定的關(guān)系。
(2)提出科學(xué)探究性問題:表述清晰;以圖片和文字信息為基礎(chǔ);指向認(rèn)識與探索物質(zhì)形態(tài)變化;問題結(jié)果暗含細(xì)胞液濃度關(guān)系;提出多個有價(jià)值的科學(xué)問題。
又如微項(xiàng)目產(chǎn)品是小單元任務(wù)的一部分,在介紹和展示成果的過程中,學(xué)生能有效提高溝通、合作、表達(dá)等綜合能力,其中,答辯環(huán)節(jié)能讓學(xué)生對項(xiàng)目產(chǎn)品效能、推廣性、美觀、合作效度、攜帶方便等方面有更清晰的認(rèn)知。因此,教師可針對這些方面設(shè)計(jì)前置評價(jià)量表,激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣,使學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐的過程中始終保持探索精神,并不斷迭代自己的設(shè)計(jì),從而呈現(xiàn)最好的成果。然后,教師應(yīng)以后置評價(jià)量表為依據(jù),在多維評價(jià)學(xué)生的同時(shí),使其將探究興趣延續(xù)到其他活動中,從而不斷提升科學(xué)素養(yǎng)。
小單元任務(wù)群教學(xué)模式切入口小、目標(biāo)清晰,學(xué)生更容易梳理出科學(xué)知識的脈絡(luò),對科學(xué)概念的理解和運(yùn)用也會更透徹。在這一過程中,其認(rèn)知能從一級水平的知道、舉例說明等逐漸過渡到二級、三級水平的區(qū)別、辨析、判斷等。
教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)由淺入深、由表及里、從現(xiàn)象到本質(zhì),螺旋上升進(jìn)階。如以水溶液為切入口,串聯(lián)起一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配置、密度的測量、液體壓強(qiáng)與浮力,在逐層進(jìn)階中,把物質(zhì)的變化、物質(zhì)的運(yùn)動與相互關(guān)系這些核心概念有機(jī)融入,可實(shí)現(xiàn)對核心概念的聚焦。
就實(shí)施情況來看,小單元任務(wù)群教學(xué)在課時(shí)安排、內(nèi)容選取性、操作性等方面還面臨挑戰(zhàn)。如結(jié)構(gòu)化問題設(shè)計(jì)、在縱向橫向?qū)Ρ认绿嵘龑W(xué)生思維這一理念就和實(shí)踐存在差距,需要尋找到更恰當(dāng)?shù)闹c(diǎn),使小單元任務(wù)群教學(xué)成為創(chuàng)新點(diǎn)。因此,在《課程標(biāo)準(zhǔn)》的引領(lǐng)下,教師需要不斷地探索,在反思中前行,在前行中解決問題,從而全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。