物理单元设计与项目学习的融合实践

2022-09-21 16:46:43 来源:写作指导

【摘要】单元设计强调培养学生的整体思维和全局视野,项目学习侧重培养学生的问题意识和统筹能力。单元设计与项目学习之间的融合实践,是发展物理学科核心素养、促进深度学习的重要突破口和有效发力点。在具体教学实践中,单元设计、项目学习有各自的路径规划、任务集成的清晰定位,既独立运转,又相互作用。二者为学生学好物理创设了真实的问题情境,提供持久的探究动力,有助于使其形成结构化的知识体系和更有效的高阶思维。

【关键词】初中物理;单元设计;项目学习;融合实践;高阶思维

在当前初中物理课堂中,单元设计与项目学习成为推动和引领学生进入深度学习状态的重要手段。深度学习的本质是对学生进行高阶思维(即批判性思维、反思性思维、创新性思维等)的培养,这与我国深化教育改革要求相吻合[1]。单元设计与项目学习的融合实践,使得物理课堂具有综合性、研究性、情境化、任务化的鲜明特点,有助于帮助学生形成关于物质属性、推理思维、运动规律、科学态度、相互作用观念的系统认知,进而形成完整的认知体系。

一、单元设计和项目学习的基本特征

单元设计和项目学习从本质上讲都是基础教育发展进程中的改革成果,同时也是学生发展自身物理关键能力和核心素养时所面临的重要命题。两者研究的侧重点不同,在触发和推进深度学习方面发挥着不同的作用。

(一)单元设计的基本特征。单元设计从结合教材内容编排实验类型和跨学科实践性学习等出发,把教学主题、课时目标一初中物理单元设计与项目学习的融合实践李银存(江苏省兴化市昭阳湖初级中学)致的相应章节整合成一个相对独立的学习单元,同时通过优化组合课时目标、教学任务、教学节奏,实现对于学习主题的集中突破。这种集中突破有助于归类梳理和全面掌握具有相同主题、不同内容的单元,可以更好地形成相对稳固、更有条理的单元知识结构,增强不同课时内容的衔接性和连贯性。单元学习过程设计是单元教学设计的重要组成部分,即在单元教学内容分析和学情分析的基础上,为实现单元学习目标,把一系列由浅入深的学习过程组织起来的系统规划[2]。单元设计的实效性主要表现为对于某一单元总体教学目标在具体课时中的逐一细化和逐项落实,即主要通过降低课程学习的坡度,增加单元学习的梯度,实现化难为易的目标,提高学习物理的效率。

(二)项目学习的基本特征。项目学习的出发点重在设置具有挑战性、引导性的物理问题,对所学物理内容进行整体性“串联”或“并联”,着重发展学生的系统性探索、结构化思维、即时性转化应用等能力。项目学习的基本流程为“主题—探究—表达”[3]。项目学习能够让学生经历项目设计、问题解决以及成果分享等物理学习过程,在解决问题的过程中熟练掌握物理观念和物理规律,系统建构探究方法和科学思维,实现过程与结果的统一。得益于项目学习的开展,学生可以更高效地提高物理观察能力、推理计算能力、实验探究能力和问题解决能力。

二、运用单元设计理念,活跃项目学习实践

教师可以根据物理学科的教材体系,结合学生的物理学习经验,聚焦物质形态变化、机械运动类型、能量守恒原理、测量实验内容、生活中的物理等五大领域学习内容的内在逻辑,将彼此关联的数个章节汇总为一组知识点相对完整、主题高度集中的学习单元。单元设计理念在项目学习中的融合运用,有助于落实物理课程学习项目的设置、核心问题的确立、推理论证的实施和学习成果的应用等各个环节。

(一)单元设计理念的融合价值取向。在具体的单元设计实践中,物理教师可结合主题不同但知识点相对集中的单元作为教学目标,按照降低坡度、增加梯度的原则设计难易适度的教学方案。首先,通过适当降低教学要求、减少课时内容,采用项目学习的方式引导学生开展深度学习。在处理课时分割、组合等复杂关系时,应充分尊重物理教材体系和物理学习规律,必要时可以适时补充、重组。例如,在苏科版九年级上册“初识家用电器与电路”这一单元,教师可以将教学内容进一步划分为两个课时,采取实验探究、科学观察等方法深度学习短路与断路。讲授第一课时内容的时候,对于初识电路图、短路、断路、通路等内容,教师可以进行调整、优化,以便在第二课时留出更多的时间,创设更多的机会,让学生深度学习短路与断路的异同。当结束第一课时教学、开始第二课时教学,往往会出现更有难度的新问题、新挑战,这就为第二课时探究物理的复杂问题提供了动力。例如,在学习“电路连接的基本方式”这一单元时,通过“电器短路”这一课堂小实验的现场演示,学生能够直观感受到电器短路带来的不同程度的破坏。这样一来,当之后学习第三单元电流、第四单元电压的相关内容时,学生学习的陌生感和距离感会有所减少,自信心则会明显增加。如此,教师可以逐步完成“电路初探”这部分课程内容的核心教学目标。

(二)单元设计融入项目学习的实施方案。基于单元设计的项目学习,主要目的在于通过项目集成、问题挑战、任务达成、成果展示等环节,触发并推进深度学习。基于项目学习的基本特点和任务驱动的进程,教师可以发现,项目设计的关键在于两个方面:第一,统筹考虑教学目标设计、教学流程安排、教学节奏调节、教学内容优化等环节,通盘思考第一课时、第二课时、第三课时教学任务的结构和重点,以求实现知识成效性螺旋上升、达成学习任务序列化的目的;第二,通过创设真实情境使学生发现问题、强化任务驱动。只要具备项目学习的要素,其形式可以是单课例式的,也可以是大单元式的,具体来说,可以是“同课异构”式,也可以是“异课同构”式[4]。在项目设计中,物理教师应当以学生的学习基础和认知水平为基础来创设问题情境,使问题情境具有更高的现实性与亲切感。例如,在教授苏科版九年级上册“电路连接的基本方式”这一单元时,物理教师可以创设两种教学情境:第一,教师向学生演示如何通过电线、电池让小灯泡亮起来。第二,教师示范家用手电筒的电池安装方式,组织学生特别留意电池和后盖的连接区域,引导学生观察灯泡具体是如何安装的。无论是小灯泡的线路组装,还是手电筒的线路观察,其项目学习的核心目标都指向对于“电路”的形象认识,以及对于并联、串联电路的区别理解,为后续电压、电流知识的学习提供了支撑。

三、运用项目学习策略,活跃单元设计实践

项目学习策略的关键在于挖掘和利用具有挑战性和引导性的真实问题,核心在于从发现问题到推理结论、从构思项目到完成任务的递进式历程。课堂问题设计有两种序列:一种是沿着真实问题解决序列,教师提供必要的知识支架;二是按学科概念学习的序列。通过项目学习策略在单元设计中的融合运用,有助于深化物理课程单元设计、创设教学情境、建构概念意义,并提升学生解决问题的能力。

(一)项目学习策略的融合价值取向。学习项目的设计和选择主要基于两点考虑。首先是真实物理问题的创设和分析,其次是破解具体物理问题的思路和方法。在项目学习策略的融合应用中,物理教师应吸纳工程项目的闭环管理经验,将其运用到学科单元、经验单元的设计和实施过程当中,将整体设计、分散实施、逐项突破、贯穿全程的策略落实到位。例如,在苏科版七年级下册“物质的物理属性”这一单元的教学中,面对鉴别物质的质量、密度等属性的学习项目,物理教师可以针对学科单元或经验单元中的关键问题,遵循并设计单元学习的有效思路,进而实现对于本单元知识点的整体学习目标。在教学实践阶段,物理教师可根据单元教学的具体进程先行规划总项目、分散实施子项目。子项目可以进一步划分为课内项目与课后项目,其实施的重点在于深入分析教材,基于课程设定标准梳理相应单元内在的知识体系。

(二)项目学习融入单元设计的实施方案。项目学习中的单元设计说到底就是归类物理课程的总体教学目标和优化不同课时的具体教学任务,通过拆散、增减和组合等手段,创设有利于学生分层次破解知识难点、结构化吸收物理知识的学习环境。教学中的单元是基于一定的目标和主题所构成的教材与经验的模块或单位,通常分为以系统化的学科知识为基础的“学科单元”和以学习者的生活经验为基础的“经验单元”。项目学习和单元设计的有效渗透和融合应用,能够明显拓展物理学习的深度,实现单元教学的突破。例如,在苏科版七年级下册“物质的物理属性”这一单元教学中,学习目标之一是使学生学会使用天平测量固体与液体的质量,这就需要教师在第一课时教学中将教学重点聚焦于对“质量”这一概念的解析上,使学生更加精准地把握不同物体的质量大小;进入第二课时教学之后,教学重点转移到强化正确使用天平的方式以及操作技能的训练上,教学重点由比较质量、体积大小过渡到比较密度大小上来。实现课时目标的进阶是项目学习目标达成效果的主要体现,项目学习与单元设计之间的融合应用能够将单元设计的重点由“怎样教”转变到“怎样学”上来,实现对物理教材重难点问题的精准突破,帮助学生理解能量、运动、物质等领域的抽象概念和内在关联。物理课程要培养的核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任[7]。核心素养的形成和积累离不开深度学习课堂的构建,离不开学生主动学习的参与,更离不开遵循物理基本规律和学生的认知规律。单元设计与项目学习之间的有机融合,成为促进物理深度学习的重要手段和推动物理课堂转型的重要支点,更成为培养学生物理核心素养的有效渠道。一个真正抱有教育情怀、负有教育责任、具有专业追求的物理教师,必然不能抱有“一招鲜、吃遍天”的幻想,而应坚定“多样化、高匹配”的立场,因课而异、因材施教,灵活选取合适的教学策略和组织模式。

【参考文献】

1.[滕元斌.基于PBL与深度学习的课例研究与思考[J].中学物理,2020,38(10):24-27.

2.张玉峰.基于学习进阶的物理单元学习过程设计[J].课程·教材·教法,2020,40(03):50-57.

3.黄泽璇,张军朋.国内中学物理单元教学设计研究现状及展望[J].物理通报,2021(10):151-155.

作者:李银存 单位:江苏省兴化市昭阳湖初级中学