運用思維導圖開展高中物理單元教學設計

張文卿

(上海市宜川中學，上海 200065)

運用思維導圖開展高中物理單元教學設計

張文卿

(上海市宜川中學，上海 200065)

高考改革新政和新的課程標準已在全國部分省市開始實施,如何迅速適應新教改的要求,落實新教改理念,在新教改的指引下不斷提高教學質量?對于高中物理學科,本文從教學設計入手,反思過往的教學設計觀念,創新教學設計方式,提出了“運用思維導圖開展高中物理單元教學設計”的觀點.

新教改； 單元教學設計； 思維導圖

1 背景

近年來,以課程改革為核心的新一輪基礎教育改革已在我國基礎教育的各個領域深入推進,包括高考新政和新的課程標準,最近也在全國部分省市開始實施.新教改對教學提出了新的要求,“為了學生的終身發展、為了每位學生的發展、為了學生的全面發展和為了學生的個體發展”,“教師需要對傳統課堂的傳播模式進行改變,要把學生作為學習的主體,充分尊重他們每個人的個性”,“學生要增強自我意識和提高學習的積極主動性,積極主動地進行有意義學習,實現真正意義上的知識建構”.[1]

繼續深入推進新的教育改革實施,作為改革實施的主體——教師,就需要更新觀念、轉變方式.也就是教師的思想要轉過來,思想是內因,而教師的思想能夠集中反映在教學設計中,因此聚焦教學設計的改革對繼續深入推進新教改有著至關重要的作用.

2 思考

2.1 反思教學設計觀念

教學設計的意義有4個方面: (1) 教學理論和學習理論的“橋梁”; (2) 促進科學思維習慣和能力的培養; (3) 利于教學工作的科學化,促進教師的快速成長; (4) 有利于突出學習者的主體地位.[2]

從課程設計的范疇來看,教學設計可以分為宏觀、中觀、微觀3個層面.宏觀設計是一個學期、一門課程的計劃綱要;微觀設計是一節課的教案設計;中觀設計是針對一個主題單元或模塊的設計,是承接宏觀設計的課程標準與微觀設計的課時教案間的重要橋梁.以往教師的教學設計視野主要停留在微觀的課時教案設計上,往往對于一個知識單元的教學缺少主動的思考,而是被動地按照教材的編排完成整個單元的教學,教師的教學設計缺少承上啟下的重要環節——單元教學設計.對同一單元下各專題的教學缺乏全局設計,這樣必然在教學中難以對整個知識單元的教學目標、策略、活動進行合理的整合、協調、統籌,不能很好地幫助學生完成對知識的建構,教學的有效性難免大打折扣.因此,教師應該更新以往認為教學設計即是課時教案設計的片面認識,具體從重視學習和實踐單元教學設計入手改革教學設計.

2.2 創新教學設計方式

現階段高中物理教師面臨教學改革的壓力很大,要保障新教改的繼續深入推進,需要關注一線教師的負擔,減負才能增效.研究針對物理學科特點,更簡單、高效地開展高中物理單元教學設計的方法顯得尤為迫切.

建構主義教學觀基礎上誕生的支架式教學模式為我們創新高中物理單元教學設計提供了很好的理論支撐.支架式教學,顧名思義,“支架”是指建筑行業中所用到的“腳手架”’,在教學中用來比喻能夠對學生的學習起到輔助作用的概念框架.這里所說的概念框架是以學習者的“最近發展區”為基礎的.通過“腳手架”的支撐作用,學生的認知發展在一個個最近發展區中逐步提升.

而思維導圖作為一種思維可視化的圖示表征工具,它有利于構建概念間的錯綜復雜的關系和搭建“支架”,有利于組織教學材料和對教學內容的設計,有利于學生的知識建構和提升學生的學習能力,非常符合物理學科的特點,也非常適合支架式教學模式.

基于上述思考,筆者認為把思維導圖運用于單元教學設計,可以幫助我們從整個單元的視野聯系課程標準、教材內容和學生,在教師的頭腦中形成一幅脈絡清晰、簡潔明了的“完整圖像”,在具體教學實施中根據這幅圖像采取正確的策略和設計各種有效課堂活動,實現以幫助學生學習為目的的真正意義上的知識建構,是聯系“課程宏觀設計”與“課時微觀設計”的“單元中觀設計”的恰當方式和語言,同時可以極大地提升教師單元教學設計的效率.相對于傳統花費大量篇幅的單元教學設計,在高中物理學科中運用思維導圖設計、表述單元教學設計較為符合學科的特點和當前教學改革的需要.

3 實踐

以滬科版教材《物理》高中二年級第一學期中的“第十章磁場”單元為例.

3.1 明確“單元核心知識”

運用思維導圖開展單元教學設計,首先要明確課程標準下單元模塊的核心知識.

在《上海市高中物理學科教學基本要求》中對“磁場”單元的學習要求如表1所示.

表1

根據單元學習要求梳理高中物理“磁場”一章內容,不難發現總共4節內容都是圍繞“磁場”和“磁場力”展開的.“磁場”、“磁場力”確定為本單元模塊的核心知識.

3.2 明確“單元教學順序”

在依據課程標準確定單元核心知識之后,需要圍繞單元核心知識編排、組織單元教學的知識主線和順序.

羅伯特·加涅(Robert Gagne,1985)的“教學設計原理”指出:單元中課的順序應基于目標間的先決關系,具體要求: (1) 先前的學習支持新的學習; (2) 應當進行學習分析以確定技能是按一定順序教的; (3) 順序必須完整; (4) 無關的目標要去掉或在其他時間教.[3]

基于教學設計的基本原理,我們也就不難理解物理學科教材中每一單元里各課題的有序編排,并在教學設計中主動遵循教學設計的基本原理,以學生為本設計有效促進學生學習的教學.在“磁場”單元教學設計中,筆者根據《磁場》單元學習目標明確了如圖1所示教學順序.

圖1

3.3 明確“課中教學順序”

依據課程標準分析教材單元內容,對單元教學目標、重點和難點有了整體一致性理解之后,圍繞單元核心知識設計了單元教學的主線和順序(承上,聯系“課程宏觀設計”).接下來就需要分析學生情況,思考如何促進學生對單元教學內容更有效地學習,設計課中教學主線,把對單元教學整體一致性理解落實到課中教學設計中,為單元教學的實施建立起課時教學設計的框架,達成教與學良好的一致性(啟下,指引“課時微觀設計”).

課中教學的編排必須客觀遵循學生的認知規律,在單元教學編排的基礎上,根據課時教學的目標任務仔細分析“學習者已知道的哪些內容有助于他們學習這些新的技能”,并以這些“先前知識”為“起點技能”,從“下位技能”到“上位技能”,最終到達課時教學目標的順序編排課中教學順序.

學習高二物理“磁場”單元之前,學生們已經在生活中接觸過有關磁的現象,獲得了一些相應的簡單生活常識,并在初中物理課中初步學習了有關磁體間存在相互作用的科學常識.高二物理“磁場”單元中,學生們將進一步學習電流產生的磁場、電流在磁場中受到的磁場力,并且在定性理解的基礎上加入了定量的計算,要運用磁場的知識解決簡單的力學綜合問題.電流的磁場、磁場與力學問題的綜合是高二物理《磁場》單元的重點.這與學生們之前的學習相比能力要求的跨度并不算大,更多的是知識的擴展和豐富,但筆者在多年的教學中發現:在“磁場”單元的學習中,許多學生對磁體和電流周圍磁場分布的不同、磁體和電流在磁場中受到的磁場力方向判斷的不同,在學習過程中很長一段時間甚至單元學習結束以后都很糾結,不能熟練地正確區分、運用.學習了電流的磁場問題后,在碰到磁體的磁場問題時反而不知所措,知識結構混亂,歸根結底是學生在學習過程中未能實現對知識真正有意義的建構.從教師教學的角度來說,教師應該反思在教學設計中是否遵循了學生的認知規律——學習是在當前的、過去的知識上建構新的知識的,并在教學設計中貫徹這樣的思想,有效引導學生實現對知識有意義的建構.

基于以上分析,筆者對《磁場》單元的課中教學進行編排,并使用思維導圖工具XMind繪制了“磁場”單元教學思維導圖框架，如圖2所示.

圖2

接下來就可以根據這個框架再開展教學的微觀設計——課時教學設計,把對單元整體的一致性理解落實到課時教學設計中了.

3.4 課堂實施建議

在具體實施該單元教學設計過程中,我們可以把單元設計的思維導圖作為課堂板書和學生筆記的模板,隨著教學的進行如畫卷般逐漸展開,并不斷豐富和建構每一個主題的知識結構——思維導圖(即課時教學設計),最終建構起整個單元模塊的知識網絡,實現學生對單元模塊知識的有序、完整理解.例如該單元的第一課時，如圖3所示.

圖3

4 反思

筆者在運用如圖4所示思維導圖開展高中物理單元教學設計的實踐中,也存在一些困惑:自己設計的單元教學設計思維導圖的“樹冠狀網絡式的發散結構”——思維導圖的特征似乎已不明顯,結構太簡單,沒有了復雜的知識關聯的層級結構.這樣的思維導圖還算是合格的思維導圖嗎?直到最近撰寫這篇文章期間,筆者整理思路、反復思考,似乎有所感悟:運用思維導圖開展單元教學設計,思維導圖是工具,是為單元教學設計服務的,而教學設計通常要把握兩種結構,即教材的“知識結構”(教什么)和思維的“邏輯結構”(如何教),教師認真思考解決這兩個問題.把這兩種“思維”利用圖解工具簡單、清晰地“可視化”.這不就是筆者這項教學改革實驗的目的之一嗎?仔細思考單元教學設計思維導圖中的“思維”內涵,自己似乎也就不再那么糾結.

圖4

目前運用思維導圖開展高中物理單元教學設計的實踐已有了一點收獲,新模式下的單元教學設計有了初步的模板,單元教學設計的效率不斷提高,學生也逐漸意識到了新的學習模式對學習的積極作用.筆者運用思維導圖開展高中物理單元教學設計的嘗試還將繼續堅持.

1 于向東,苑德慶,董馨等.基礎教育課程改革研究[M].上海:華東師范大學出版社,2007.

2 何克抗,林君芬,張文蘭.教學系統設計[M].北京：高等教育出版社,2006.

3 [美]R.M.加涅,W.W.韋杰,K.C.戈勒斯,J.M.凱勒.教學設計原理(第5版)[M].王小明,龐維國,陳保華,汪亞利譯.上海:華東師范大學出版社,2007.

4 蔡鐵權,梅尹.促進中學物理教學的知識可視化[J].物理教學,2013,35(6):9-13.

5 李鈞.基于課程標準的中觀教學設計——以《電和磁》主題單元設計為例[J].中學物理教學參考,2013,42(11):58-61.

2017-06-12)