基于單元情境的初中物理教學(xué)實(shí)施方略

摘 要：指向單元的情境化教學(xué)，以其整合性、互動(dòng)性、牽引性等特點(diǎn)，有利于建構(gòu)單元知識(shí)體系和方法體系，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，是新時(shí)代物理課程的一種重要教學(xué)方式。通過厘清單元情境的內(nèi)涵及作用，形成了基于單元情境的教學(xué)設(shè)計(jì)策略，即“單元情境設(shè)計(jì)：體現(xiàn)‘物’與‘境’的整合性”“學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)：體現(xiàn)‘物’與‘境’的互動(dòng)性”“活動(dòng)支架設(shè)計(jì)：體現(xiàn)‘物’與‘境’的牽引性”，并以“壓強(qiáng)”單元教學(xué)為例介紹策略的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：單元情境；教學(xué)策略；教學(xué)案例

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2024）7-0031-4

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）指出：在教學(xué)實(shí)施過程中，要靈活運(yùn)用多種教學(xué)方式［1］。其中，情境化教學(xué)作為新課標(biāo)倡導(dǎo)的一種教學(xué)方式，引起了廣大教師的關(guān)注。傳統(tǒng)的情境化教學(xué)，重點(diǎn)關(guān)注情境在課時(shí)教學(xué)和知識(shí)點(diǎn)教學(xué)中的作用，這樣，學(xué)生習(xí)得的僅僅是零碎的淺表知識(shí)。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，其重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生解決生活中真實(shí)問題的能力。生活中的真實(shí)問題往往具有復(fù)雜性、綜合性等特點(diǎn)，需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和方法去解決，顯然，傳統(tǒng)的情境化教學(xué)已無法滿足新時(shí)代的需求。指向單元的情境化教學(xué)，以其整合性、互動(dòng)性、牽引性等特點(diǎn)，有利于建構(gòu)單元知識(shí)體系和方法體系，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，是新時(shí)代物理課程的一種重要教學(xué)方式。

1 單元情境的內(nèi)涵及作用

1.1 單元情境的內(nèi)涵

“情境”指人們進(jìn)行某些活動(dòng)時(shí)所處的外部環(huán)境［2］。“情境教育”指通過優(yōu)化學(xué)習(xí)境脈，喚起學(xué)生情感，以激發(fā)“學(xué)習(xí)投入”；以情境為中介，通過互動(dòng)與活動(dòng)重構(gòu)學(xué)生與社會(huì)生活及世界意義的關(guān)聯(lián)，以增進(jìn)學(xué)科理解［3］。本研究中的“單元情境”指在單元教學(xué)過程中，基于課標(biāo)要求與學(xué)生學(xué)情，選擇既與生活相關(guān)聯(lián)、又與單元各知識(shí)相聯(lián)結(jié)DHnymLD4C2whLXJuMkK3GAEDP9JSAFtKNM2UACj2xHo=的情境，設(shè)計(jì)任務(wù)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)境脈，通過一系列具體的學(xué)習(xí)活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在問題解決的過程中，掌握單元知識(shí)，建構(gòu)單元體系，培養(yǎng)解決問題的能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。

1.2 單元情境對教學(xué)變革的作用

1.2.1 促進(jìn)單元知識(shí)整合

從知識(shí)邏輯來看，單元的知識(shí)體系是以單元核心概念為中心，向單元分支知識(shí)展開；同時(shí)也是通過單元分支知識(shí)的學(xué)習(xí)，最終理解單元核心概念。由此可見，單元核心概念與單元分支知識(shí)相互影響，相互促進(jìn)，共同組成了單元知識(shí)體系。為了不把單元核心概念與單元分支知識(shí)割裂開來，那就需要在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)尋找建立單元核心概念與單元分支知識(shí)的“紐帶”。單元情境的整合性恰好能在單元教學(xué)中發(fā)揮“紐帶”作用，促進(jìn)單元知識(shí)的整合。

1.2.2 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

要讓深度學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生，就需要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。激發(fā)與維持學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的ARCS模型指出：應(yīng)圍繞A（注意）、R（關(guān)聯(lián)）、C（信心）、S（滿足）四個(gè)方面來設(shè)計(jì)教學(xué)，就可以較好地激發(fā)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的動(dòng)機(jī)［4］。因?yàn)閱卧榫吃从谏?，能引起學(xué)生的注意，激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣；單元情境可以轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的境脈，能幫助學(xué)生建立單元各個(gè)知識(shí)的關(guān)聯(lián)；單元情境還可以轉(zhuǎn)化為一系列的學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師可以搭建“腳手架”幫助學(xué)生完成任務(wù)，為其建立自信；單元情境能讓學(xué)生學(xué)有所獲，增強(qiáng)學(xué)生的滿足感；所以，單元情境能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

1.2.3 發(fā)展物理高階思維

“高階思維”是發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力，主要由問題求解、決策、批判性思維、創(chuàng)造性思維等能力構(gòu)成［5］?；趩卧榫车慕虒W(xué)，就是讓學(xué)生沿著境脈參與一系列的學(xué)習(xí)活動(dòng)，在參與活動(dòng)的過程中，經(jīng)歷“厘清問題—分析問題—提出方案—執(zhí)行方案—解決問題”等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)其問題求解、決策、創(chuàng)造性思維等能力；經(jīng)歷“評估交流”環(huán)節(jié)，培養(yǎng)其批判性思維等能力；從而發(fā)展其物理高階思維。

2 基于單元情境的教學(xué)設(shè)計(jì)策略

2.1 單元情境設(shè)計(jì)：體現(xiàn)“物”與“境”的整合性

因?yàn)閱卧榫骋?lián)結(jié)單元知識(shí)，要體現(xiàn)“物”與“境”的整合性，所以，對單元情境的要求較高，情境的選擇必然成為了單元教學(xué)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，這也是導(dǎo)致實(shí)踐中不能全面實(shí)現(xiàn)單元教學(xué)的原因之一。筆者通過行動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)，可以通過“一個(gè)工具”和“三個(gè)轉(zhuǎn)化”，實(shí)現(xiàn)“物”與“境”的整合性。其中，“一個(gè)工具”即思維導(dǎo)圖，可以應(yīng)用其可視性、結(jié)構(gòu)性、發(fā)散性等特點(diǎn)，將單元知識(shí)轉(zhuǎn)化為知識(shí)體系，將核心概念轉(zhuǎn)化為核心主題，將知識(shí)脈絡(luò)轉(zhuǎn)化為情境脈絡(luò)?；谝陨稀叭齻€(gè)轉(zhuǎn)化”，就可以在生活、教材、歷史、習(xí)題中尋得適當(dāng)?shù)那榫匙鳛閱卧榫场?/p>

2.2 學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)：體現(xiàn)“物”與“境”的互動(dòng)性

深度學(xué)習(xí)以情境為滲透點(diǎn)，以活動(dòng)為生長點(diǎn)，只有在單元教學(xué)中設(shè)計(jì)體現(xiàn)“物”與“境”的互動(dòng)性的學(xué)習(xí)活動(dòng)，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生沿著境脈主動(dòng)學(xué)習(xí)。筆者通過行動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)，可以抓住“三條路線”，實(shí)現(xiàn)“物”與“境”的互動(dòng)性。一是“主題主線”，該線是聯(lián)結(jié)整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)的“主線”，也是聯(lián)結(jié)單元知識(shí)與單元情境的“主線”，教師只有在主線下設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，才不至于“跑偏”。二是“境脈明線”，該線是直接引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的路線，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的出發(fā)點(diǎn)。三是“知識(shí)暗線”，該線是隱藏在“境脈明線”中的“暗線”，是學(xué)生在參與一系列的學(xué)習(xí)活動(dòng)中形成的必備知識(shí)和關(guān)鍵能力?；谝陨稀叭龡l路線”，就可以將單元情境轉(zhuǎn)化為一條境脈，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為一系列的學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生在與情境的互動(dòng)中習(xí)得物理知識(shí)。

2.3 活動(dòng)支架設(shè)計(jì)：體現(xiàn)“物”與“境”的牽引性

在班級教學(xué)中，由于學(xué)生人數(shù)較多，不同學(xué)生的前備知識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)能力等存在差異，加之學(xué)習(xí)活動(dòng)的任務(wù)也具有一定的挑戰(zhàn)性，所以，需要為學(xué)習(xí)活動(dòng)搭建體現(xiàn)“物”與“境”的牽引性的支架。筆者通過行動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)，可以設(shè)計(jì)“三種類型”的支架，實(shí)現(xiàn)“物”與“境”的牽引性。一是“知識(shí)建構(gòu)型”支架，通過回顧舊知識(shí)、建構(gòu)新知識(shí)，主要在需要運(yùn)用已有知識(shí)建構(gòu)新知識(shí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中應(yīng)用；二是“分層進(jìn)階型”支架，通過設(shè)計(jì)適合學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的“問題串”建構(gòu)新知識(shí)，主要在突破單元難點(diǎn)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中應(yīng)用；三是“探究發(fā)現(xiàn)型”支架，通過科學(xué)探究的環(huán)節(jié)建構(gòu)新知識(shí)，主要在物理規(guī)律的探究活動(dòng)中應(yīng)用。

3 基于單元情境的教學(xué)案例

下面，筆者以滬科版八年級物理教材第八章“壓強(qiáng)”為例［6］，講述基于單元情境的教學(xué)設(shè)計(jì)策略的實(shí)踐。

3.1 分析教材，厘清知識(shí)體系

從教材來看，本章由四節(jié)內(nèi)容組成，分別從固體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系四個(gè)方面介紹了壓強(qiáng)的相關(guān)知識(shí)。從各節(jié)的內(nèi)容來看，盡管側(cè)重點(diǎn)不同，但都是圍繞“壓強(qiáng)”而展開。筆者根據(jù)教材的知識(shí)邏輯，應(yīng)用思維導(dǎo)圖，將單元知識(shí)轉(zhuǎn)化為知識(shí)體系，并得出本章的核心概念——“壓強(qiáng)”，如圖1所示。

3.2 分析學(xué)情，了解前備知識(shí)

從學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備來看，已經(jīng)習(xí)得了力、力與運(yùn)動(dòng)等知識(shí)，為本章學(xué)習(xí)壓力、壓強(qiáng)等知識(shí)奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。從學(xué)生的方法儲(chǔ)備來看，已經(jīng)習(xí)得了控制變量、轉(zhuǎn)換等研究方法，為本章探究壓力作用效果的影響因素和探究液體壓強(qiáng)的影響因素奠定了方法基礎(chǔ)。從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)來看，八年級的學(xué)生對自然界充滿著好奇，對生活中的物理現(xiàn)象有著探究的渴望，因此，設(shè)計(jì)單元情境統(tǒng)領(lǐng)單元教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

3.3 設(shè)計(jì)情境，關(guān)聯(lián)教學(xué)內(nèi)容

筆者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，本章的四節(jié)知識(shí)相對獨(dú)立，而且涉及固、液、氣三種狀態(tài)。若依據(jù)前三節(jié)教學(xué)內(nèi)容選擇情境，則會(huì)發(fā)現(xiàn)選擇的情境也是相對獨(dú)立的，不易形成情境脈絡(luò)。但從第四節(jié)教學(xué)內(nèi)容選擇情境，則可以選出與前三節(jié)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的情境。筆者通過在第四節(jié)教學(xué)中遇到的一道關(guān)于“小轎車車身為何要設(shè)計(jì)成流線型”的習(xí)題，聯(lián)想到本章可以用“小轎車”為主線，進(jìn)行境脈設(shè)計(jì)。其中，第一節(jié)以“在沙漠中行駛的小轎車留下的痕跡”為情境，引入壓力及其作用效果，進(jìn)而引入壓強(qiáng)等知識(shí)；第二、第三節(jié)以“小轎車落水自救”為情境，通過“小轎車落水后，車廂里水較少時(shí)，無法打開車門”引入液體壓強(qiáng)的知識(shí)，通過指出“此時(shí)車內(nèi)空氣的壓強(qiáng)小于車外液體的壓強(qiáng)”引入車內(nèi)空氣的壓強(qiáng)，進(jìn)而引入大氣壓強(qiáng)的知識(shí)。因此，筆者就將核心概念“壓強(qiáng)”轉(zhuǎn)化為核心主題——“‘小轎車’與‘壓強(qiáng)’的故事”，將知識(shí)脈絡(luò)轉(zhuǎn)化為情境脈絡(luò)，即：放假了，小夏同學(xué)一家自駕游，途中行駛在一段沙漠地帶，發(fā)現(xiàn)車輪留下的深深痕跡，下面就來研究“小轎車留下的痕跡是怎么產(chǎn)生的”。在旅途中，小夏同學(xué)聽到一個(gè)新聞，某人駕駛的小轎車不慎落入河中，該人運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)順利從車中逃離，下面就來探究“小轎車落水該如何自救”。細(xì)心的小夏同學(xué)非常喜歡自家小轎車“流線型”的外形，下面就來研究“小轎車的車身為何要設(shè)計(jì)成‘流線型’”。同時(shí)，可以將這些現(xiàn)象借助玩具小車在課堂上進(jìn)行模擬，用玩具小車進(jìn)行相關(guān)的探究，讓學(xué)生在單元情境中沉浸式學(xué)習(xí)。

3.4 設(shè)計(jì)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)境物互動(dòng)

新課標(biāo)對本單元的要求為：“通過實(shí)驗(yàn)，理解壓強(qiáng)。知道增大和減小壓強(qiáng)的方法，并了解其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。探究并了解液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)，知道大氣壓強(qiáng)及其與人類生活的關(guān)系。了解流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?！保?］由此可見，本單元在學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)上應(yīng)以探究式學(xué)習(xí)為主，引導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué)”的過程中習(xí)得相關(guān)知識(shí)。依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，本單元以“‘小轎車’與‘壓強(qiáng)’的故事”為主題設(shè)計(jì)境脈活動(dòng)，本單元的核心學(xué)習(xí)活動(dòng)如表1所示。

3.5 設(shè)計(jì)支架，助力學(xué)習(xí)進(jìn)階

由于本單元主要是通過實(shí)驗(yàn)探究得出相關(guān)規(guī)律，所以，在學(xué)習(xí)支架的設(shè)計(jì)上，主要采用“探究發(fā)現(xiàn)型”支架。例如，在“探究：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究小轎車對地的壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”時(shí)，筆者首先讓學(xué)生確定研究問題和研究對象；再進(jìn)行猜想與假設(shè)；然后選擇合適的研究方法（即轉(zhuǎn)換法和控制變量法），讓學(xué)生分別通過改變玩具小車對細(xì)沙的壓力、改變玩具小車對細(xì)沙的受力面積來探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系以及與受力面積大小的關(guān)系；最后，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

本單元在突破難點(diǎn)時(shí)，也采用了“分層進(jìn)階型”支架。例如，在“結(jié)合所學(xué)知識(shí)，思考小轎車的車身為何要設(shè)計(jì)成‘流線型’”時(shí)，為了幫助學(xué)生思考，筆者設(shè)計(jì)了如下問題串：觀察小轎車的車身形狀，你能聯(lián)想到本節(jié)課中什么物體的形狀？這種物體為何要設(shè)計(jì)成這種形狀？小轎車與該物體的外形設(shè)計(jì)有什么共同點(diǎn)？這樣的外形設(shè)計(jì)對小轎車的行駛有何幫助？

本單元在思考“如何計(jì)算液體壓強(qiáng)”時(shí)，還采用了“知識(shí)建構(gòu)型”支架。通過回顧壓強(qiáng)的計(jì)算公式，幫助學(xué)生建立“水柱模型”，通過理論推導(dǎo)得出液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式。

3.6 反思教學(xué)，收獲實(shí)踐成效

依托“‘小轎車’與‘壓強(qiáng)’的故事”為主線的單元情境，設(shè)計(jì)教學(xué)境脈；利用玩具小車，設(shè)計(jì)探究活動(dòng)；為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架，助力學(xué)生完成學(xué)習(xí)活動(dòng)。在這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)下，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且建立了物理知識(shí)與生活實(shí)踐的聯(lián)系，從而變革了教師的教學(xué)方式。在這樣的教學(xué)實(shí)施中，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)與技能去解決實(shí)際問題的能力，從而發(fā)展了學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

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