孫榕
關鍵詞:連續性問題情境;物理復習課;思維進階;能力提升
連續性問題情境。是基于教學內容之間的關聯和學生的認知發展規律。教師在教學中創設的一類情境,可以是簡單、具體、能貼近實際、引起學生情感認同的生活情境。也可以是能夠凸顯物理學科特點、提升學生操作技能的實驗情境。這些情境并非單個情境的簡單拼接。而是以主題情境為背景。以關鍵問題鏈為導向。有邏輯性地貫穿在整個教學過程中。因此,這里的“連續性”既指情境設置的關聯性,也指問題設計的層次性。
連續性問題情境的教學策略。是將連續性問題情境貫穿在課時乃至單元中的一種教學策略。根據學生的認知水平和學習情況設計問題鏈。依據學生熟悉的生活場景、實驗現象或前沿科技設計連續性情境,并將問題鏈融合在連續性情境中。學生沿著“深入情境一解決問題一建構知識一形成思維方法”的路徑進行物理學習。教師在學生解決問題的過程中給予評價,并依據教學目標和學生學習的盲點、易錯點進行作業設計,避免課堂學習與課后練習脫節,實現教、評一致性。
1連續性問題情境的教學策略在物理復習課中的應用
1.1依托學情分析。尋找思維障礙
“測定小燈泡的電功率復習課”是繼電路、電能與磁單元復習后進行的專題復習。學生在此之前已經復習了歐姆定律、串聯電路及其簡單應用、電功率等知識,并具備用滑動變阻器改變電路中的電流。用電流表、電壓表測電阻以及測定小燈泡的電功率等實驗技能。學生在“測定小燈泡的電功率”的新課學習后能夠正確使用電學實驗器材。能較規范地按照實驗步驟完成“測定小燈泡的電功率”實驗。但是,從“會做實驗”到“會設計實驗方案”“會解決實驗中遇到的問題”這之間還有一個較大的梯度。主要存在的思維障礙有:電源電壓和滑動變阻器的選取、與“用電流表、電壓表測電阻”實驗的對比及兩實驗器材的選擇與分配、無法直接精確測定小燈泡的額定電壓等。正因為學生缺乏分析問題的思路和解決問題的途徑。因此在復習課的設計中要把“紙上做題”變為“實踐演練”。將該實驗中可能出現的難點有序地歸置到學生實驗的過程中。充分調動學生探索解決方案的積極性。從而形成用規范的語言描述方案、用相應的思路分析問題的能力。
1.2依托縱向連續性問題情境。促問題解決
《義務教育物理課程標準(2011年版)》中明確指出:在進行探究式教學時。教師應創設一定的探究情境,激發學生的探究欲望。在科學探究活動中,應鼓勵學生積極、大膽地參與,避免包辦代替、簡單否定等。在復習課的教學中,教師通過創設一個主題情境。并融入連續性問題。引導學生鞏固和深化所學知識。在“測定小燈泡的電功率復習課”中,學生在回顧該實驗的目的、原理及實驗方案(包括選擇器材、畫電路圖、設計數據記錄表)基礎上。能夠通過梳理實驗步驟明確器材選擇目的和多次實驗的意義。能夠將知識遷移到不同的情境中來解決問題。
在本節復習課中。根據學生在實驗及解題過程中存在的思維障礙。以實驗情境為載體.設計縱向連續性問題情境(圖1),即根據小組所分配到的實驗器材。思考是否能用這些器材完成實驗?如果能,則記錄數據;如果不能,則探討解決方案。例如,小組器材如情境1所示,雖然能夠測量三組及以上的電壓、電流值,但是并沒有達到該實驗的目的。究其原因是電源電壓低于小燈泡的額定電壓。因此學生明確實驗對電源電壓的選取是有要求的,需高于小燈泡的額定電壓。小組器材如情境2所示??梢酝ㄟ^改變串聯電池的節數實現多次測量。但不能使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓,因此只能利用滑動變阻器才能精確調節小燈泡兩端的電壓。小組器材如情境3所示。正確連接電路的情況下無法精確測定小燈泡的額定電壓。因此引導學生討論如何運用現有的器材進行操作。才能測得小燈泡的額定電壓。從而測得小燈泡的額定功率。以上3個連續性問題情境。通過對知識的鞏固和遷移。培養學生運用所學知識解決問題的能力。
1.3依托橫向連續性問題情境。促思維進階
復習課的教學目標一般比新授課高。主要在思維水平提出了更進一步的要求。初中生以抽象思維為主,為使學生的思維在邏輯分析、闡釋推理的過程中不斷進階。則可讓學生在情境中思考、討論、探索、梳理各知識點及方法問的邏輯關系,發展邏輯思維的能力,實現思維進階凹。在本節復習課中,以不同的實驗情境(如情境1、2、3)為出發點。在主問題的基礎上繼續延伸。設計橫向連續性問題情境(圖1),引發學生持續思考,思維不斷深入。具體做法如下:
在情境1的問題解決后。學生明確該實驗需記錄小燈泡兩端電壓略低于、等于或略高于其額定電壓的數據。以測得小燈泡在不同電壓下的電功率。因此電源電壓需高于小燈泡的額定電壓才能完成實驗。以此為問題生長點,構建橫向連續性問題情境引導學生繼續思考。從做實驗到能總結解決此類問題方法的思維鏈如圖2所示。
學生在情境2的實際操作時。發現缺少滑動變阻器而不能繼續實驗。而本實驗與“用電流表、電壓表測電阻”實驗所用器材基本相同。由此引發學生思維進入橫向連續性問題情境:滑動變阻器在兩個實驗中的作用是什么?哪個實驗中滑動變阻器是必需的?學生從單一實驗的復習到相似實驗的類比。以“滑動變阻器”為知識交叉點建立思維網。如圖3所示。
語言與思維有著密切的關聯,語言表達即學生思維過程的展現。在情境3的問題提出后,學生不能連貫、規范地描述整個操作過程,因此通過橫向問題引導。給學生搭設有效的思維階梯。讓學生拾級而上,突破學習障礙點。從一開始“將電壓表并聯在滑動變阻器兩端”到后續考慮到電壓表的量程更換、開關在操作過程中的狀態、電壓表的讀數具體為多少時小燈泡正常發光以及如何根據電壓表讀數判斷小燈泡兩端電壓略高于其額定電壓的情況等。方法是能力的外在表現。學生嚴謹表達自己觀點的過程也就是其掌握這類思維方法的過程。橫向連續性問題情境,在主題情境中通過對問題的發散、細化和深入。促進學生思維的形成和進階。
1.4依托連續性問題情境的再延伸。促素養發展
中學物理課程強調以評價促進學生的學習。注重發展評價的診斷和激勵功能。評價內容的設計應以物理基本概念和規律為依托。指向物理學科核心素養,創設有利于學生討論、探究的真實問題情境。評價學生在真實學習環境中物理學科核心素養的表現水平。
在本節課的合作類作業設計中,教師以課堂實驗情境為基礎。引導學生依據課堂中遇到的問題及測得的數據,小組編制一道“測定小燈泡的電功率”的實驗題。教師通過設置評價依據,引導學生在自評和互評中對自己或同伴的學習進行反思,檢查困難和問題,并提出具體的改進方法,進而學會用物理語言表述現象及問題。相互完善題目的科學性和問題的可解性。在設計題目的過程中。將課堂的連續性問題情境再延伸。學生從能解決問題到能在真實情境中設計問題。提升分析能力、推理能力和批判性思維能力。因此,學生從學習知識到形成能力。再運用物理學科的思維方式去帶動其他章節知識與技能的學習。發展了學生的潛能,從而落實學科核心素養的培養。
2運用連續性問題情境教學策略的思考
2.1從注重活動形式轉向注重活動實效
物理是一門實驗科學。課堂中的活動多以實驗為主,為學生主觀能動性的發揮提供了平臺。零散的、不合理分解與組合的課堂活動就如同蜻蜓點水一般流于形式。并未使學生形成自主建構知識的能力和實驗能力。為使物理課堂從注重教學活動的形式轉向注重教學活動的實效。以本節復習課為例。運用連續性問題情境的教學策略。增強教學內容呈現的邏輯性、教學環節過渡的銜接性和教學語言表達的流暢性。用學生在新授課時所學過的實驗為主題情境。將器材的選擇與分配、電路的正確連接及變式等問題埋藏在主題情境中,學生在實際操作的過程中對該實驗所用的器材有進一步的認識。對該實驗在練習中經常設疑的環節有更深入的思考和更深刻的理解。學生從“動手”到“動腦”,在連續性問題情境中將抽象的問題具體化,從真實的體驗中收獲成果。
2.2從關注知識技能提升轉向學科素養發展
長期以來?;A知識的學習和基本技能的培養占據教育教學的核心地位。而如今,教學應轉向關注學生關鍵能力的培養。即要將學科核心素養的培養落實細化到每一節、每一單元的教學中,學生不僅要學知識,還要學會用知識。在本節復習課中。避免用知識羅列的方式把實驗目的、實驗器材、實驗步驟等平鋪直敘,而是基于學生正確使用器材的能力、動手合作能力和運用知識解決問題的能力。在真實的情境中深化和活化實驗目的、實驗原理和方法,實現在學生進行科學思維和科學探究的過程中將知識內化為物理觀念,并具備科學態度與責任,落實學科核心素養的培養。