深度學(xué)習(xí)視角下單元設(shè)計的實踐探索
——以蘇教版“透鏡”單元為例

李海鵬

深度學(xué)習(xí)和單元設(shè)計是近年課程改革的成果，單元設(shè)計是實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的載體，深度學(xué)習(xí)是單元設(shè)計的目標(biāo)，兩者的相互作用有助于學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成與發(fā)展。現(xiàn)以蘇科版初中物理中“透鏡”單元的教學(xué)為例進(jìn)行說明。

一、深度學(xué)習(xí)和單元設(shè)計的內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)是圍繞著具有適度挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，在教師的引領(lǐng)和幫助下，學(xué)生對物理知識內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐層深化的學(xué)習(xí)，對具體的內(nèi)容知其然，知其所以然，并能將其融進(jìn)原有的知識結(jié)構(gòu)，靈活地遷移應(yīng)用到新情境中回答問題、解決問題，逐步形成適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。

單元教學(xué)設(shè)計就是根據(jù)教材的體系、活動的特點，將相同主題的內(nèi)容，作為一個完整的教學(xué)單元，讓學(xué)生能夠通過一個階段的學(xué)習(xí)，完成這個相對完整的知識單元；是用“一根線”將分散在各個課時的知識相關(guān)聯(lián)，并使之貫穿于教學(xué)的進(jìn)程，基于學(xué)生的認(rèn)識基礎(chǔ)，順應(yīng)單元知識體系，將學(xué)科核心素養(yǎng)的要求科學(xué)、合理地分解到相應(yīng)的教學(xué)課時甚至具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中，課程目標(biāo)也隨著單元教學(xué)進(jìn)程而逐個落實、逐步進(jìn)階。

二、單元設(shè)計的結(jié)構(gòu)

基于“雙減”政策，在減輕學(xué)生書面作業(yè)負(fù)擔(dān)的同時，創(chuàng)造多元的課外活動，滿足學(xué)生多元發(fā)展的需要，追求深度學(xué)習(xí)的實現(xiàn)。現(xiàn)將基于這種要求的單元設(shè)計結(jié)構(gòu)（如圖1 所示）中的幾個要素簡介如下：

圖1 單元設(shè)計結(jié)構(gòu)

（一）課題

根據(jù)單元內(nèi)容的特點或關(guān)聯(lián)，將課程目標(biāo)分解到具體的教學(xué)課時，賦予課時名稱——課題。

（二）課內(nèi)教學(xué)

課內(nèi)教學(xué)活動是達(dá)成課程目標(biāo)的主陣地，根據(jù)課程的目標(biāo)和內(nèi)容的個性，初步規(guī)劃引學(xué)啟思的方案，建構(gòu)基礎(chǔ)知識，發(fā)展基本技能，精選部分核心內(nèi)容，追求深度學(xué)習(xí)的落實。

（三）課外項目

課外項目活動是對課堂教學(xué)的拓展和豐富，基于課堂教學(xué)內(nèi)容，以小實驗、小制作為載體，設(shè)計適宜于課外合作學(xué)習(xí)的開放性項目，補充課內(nèi)教學(xué)的局限。期望學(xué)生在不斷的“碰壁”中思考和運用知識來解決真實情境中的問題，拓展、豐富課堂學(xué)習(xí)的成果。

（四）項目交流

在單元教學(xué)的末端，組織全班學(xué)生進(jìn)行課外項目學(xué)習(xí)的匯報、交流活動，共享課外項目學(xué)習(xí)的成果，分享活動中遇到的問題和問題解決的方法等。基于項目學(xué)習(xí)活動的生成，創(chuàng)設(shè)單元小結(jié)的教學(xué)情境，引領(lǐng)學(xué)生再識、重溫單元的核心知識、重點方法和關(guān)鍵實驗等，建構(gòu)單元的知識結(jié)構(gòu)。

三、單元設(shè)計的要點

在實際教學(xué)中，根據(jù)課程目標(biāo)的要求以及知識內(nèi)容對學(xué)習(xí)空間、時間以及實驗裝備的需求，將教材內(nèi)容進(jìn)行分解和重組。通過“課題”間的環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，“課內(nèi)教學(xué)”“課外項目”的相互促進(jìn)、相互補充，以及“項目交流”的統(tǒng)領(lǐng)，提高單元教學(xué)的質(zhì)量，成就深度學(xué)習(xí)的落實。“透鏡”單元的教學(xué)設(shè)計如表1 所示：

表1 “透鏡”單元的課內(nèi)教學(xué)設(shè)計與課外項目任務(wù)

續(xù)表

（一）課題的布局

課題的布局應(yīng)該基于認(rèn)知規(guī)律。義務(wù)教育教科書（物理）往往把投影儀、照相機這些“生活中透鏡”的教學(xué)內(nèi)容安排在“凸透鏡成像的規(guī)律”之后。這樣的安排可以使學(xué)生能夠基于凸透鏡的成像規(guī)律輕松地認(rèn)識投影儀和照相機的成像原理，學(xué)會使用投影儀和照相機，達(dá)成課程目標(biāo)。在實際教學(xué)中，教師在教學(xué)“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時，為了使探究教學(xué)得以順利進(jìn)行，就要設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生初識凸透鏡的成像。

例如，蘇科版教材在“透鏡”中安排了如圖2 所示的課外實驗，期望學(xué)生發(fā)現(xiàn)：凸透鏡不僅能成“正立”放大的像，當(dāng)物體距離透鏡較遠(yuǎn)時則成“倒立”放大的像，并且像的大小會隨著物體到透鏡距離的改變而改變。在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”之前，結(jié)合教材中的情境揭示：物體距離凸透鏡很遠(yuǎn)時，成倒立縮小的像；光屏只有在特定位置成像最清晰等。

圖2 課外實驗

從“順應(yīng)認(rèn)知的規(guī)律”的角度考慮，可把“生活中的透鏡”移到“凸透鏡成像的規(guī)律”前，結(jié)合照相機、投影儀、放大鏡來初識凸透鏡的成像特點，為“凸透鏡成像的規(guī)律”實驗探究作輔墊。

課題的布局還要為科學(xué)探究預(yù)留足夠的時間。科學(xué)探究是深度學(xué)習(xí)的重要載體，過快的實驗探究進(jìn)程因沒有經(jīng)歷充分的活動和思考，沒有經(jīng)歷成功和失敗，往往只有探究的“形”而沒有探究的“神”。

例如，“凸透鏡成像的規(guī)律”教學(xué)，可以結(jié)合生活中透鏡的成像特點，直擊探究主題“凸透鏡成像時，像的虛實、正倒、大小、位置跟物距的關(guān)系”，把過去用于引探的時間留給學(xué)生進(jìn)行開放性的探究，使學(xué)生通過充分、自主的活動，真正發(fā)現(xiàn)凸透鏡成像的規(guī)律；而不是“先讓每個小組采集一兩組數(shù)據(jù)，而后在教師的引導(dǎo)下快速發(fā)現(xiàn)結(jié)論”這種膚淺的探究。

（二）課內(nèi)教學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵

一是基于學(xué)生的基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)某個物理知識之前，對其并非一無所知，往往有小學(xué)科學(xué)課程的基礎(chǔ)或生活游戲的體驗。在單元設(shè)計時，關(guān)注學(xué)生的知識基礎(chǔ)也十分重要。《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》中沒有涉及透鏡，即學(xué)生對透鏡沒有科學(xué)課程的基礎(chǔ)。但是在學(xué)習(xí)透鏡之前，玩過望遠(yuǎn)鏡、放大鏡的學(xué)生往往不在少數(shù)，用手機拍過照的學(xué)生更多。在單元設(shè)計時，可以考慮運用學(xué)生玩過的望遠(yuǎn)鏡、放大鏡等創(chuàng)設(shè)問題情境，驅(qū)動透鏡教學(xué)的進(jìn)程，但是對透鏡知識需零起點教學(xué)；對照相機既要揭示光學(xué)成像特點，還要簡介數(shù)碼技術(shù)，否則學(xué)生會在“膠片”“倒立”等枝節(jié)性問題上糾結(jié)，導(dǎo)致知識建構(gòu)障礙。

二是用活教材內(nèi)容。教材除了應(yīng)在保證達(dá)到《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡稱為課標(biāo)）提出要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)具有一定的彈性，以期具有不同潛質(zhì)和能力傾向的學(xué)生都能得到較好的發(fā)展。

例如，對凹透鏡課標(biāo)的要求只是了解凹透鏡對光的發(fā)散作用，而并不涉及凹透鏡的成像。在蘇科版教材中，不僅有凹透鏡對光的作用相關(guān)內(nèi)容，還涉及到凹透鏡的成像，要求學(xué)生根據(jù)成像特點來辨別凸透鏡和凹透鏡等。在單元設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)，選擇“部分”彈性內(nèi)容來豐富課堂教學(xué)，而非“全部”。

如圖3 所示的是蘇科版教材“透鏡”的課外探究內(nèi)容。若在教學(xué)實踐中真的放在課外來完成，則大多數(shù)學(xué)生會因?qū)嶒灄l件和實驗技能的制約而無法完成。為此，在單元設(shè)計時，可將其從課外移到課內(nèi)，把對問題情境的“猜想”變成根據(jù)物理知識的“推理”。使學(xué)生在理解凸透鏡對光的會聚作用的同時，體驗到基于問題情境，運用物理知識進(jìn)行科學(xué)推理的過程，完成“凸透鏡對光會聚作用”的深度學(xué)習(xí)。

圖3 課外探究

（三）課外項目設(shè)計的追求

一是基于教材、深于教材。建議項目任務(wù)以教材中的小實驗、小制作等實踐性活動為起點，將實踐活動成果和物理知識相關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生在關(guān)聯(lián)中理解知識；引導(dǎo)學(xué)生運用物理知識來分析、思考遇到的問題，探討問題解決的方法，以達(dá)成對所學(xué)知識的拓展和綜合。

例如，“在室內(nèi)，借助窗戶和白墻估測凸透鏡的焦距”源于教材的小實驗，而要求學(xué)生基于小驗室進(jìn)行思考“為使估測結(jié)果更準(zhǔn)確，操作時應(yīng)注意什么”就是深于教材的元素；同樣可以先選擇“觀察小泥娃通過柱形水杯的成像”作為源起，再運用“柱形水杯成像和凸透鏡成像的關(guān)聯(lián)”進(jìn)行深化。顯然，深于教材不是知識內(nèi)容的“超標(biāo)”和教學(xué)要求的“拔高”，而是通過活動追求學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成與發(fā)展。

二是關(guān)注重點、統(tǒng)領(lǐng)單元。關(guān)注重點就是課外項目任務(wù)應(yīng)瞄準(zhǔn)課標(biāo)要求的核心內(nèi)容，不在枝節(jié)性問題上糾結(jié)。

例如，“透鏡”的課外項目圍繞“透鏡對光的會聚作用”開展活動，期望通過活動加深對焦點和焦距的理解；“眼睛和眼鏡”的課外項目圍繞“保護(hù)視力”開展活動，期望通過活動增強保護(hù)眼睛的意識；“用凸透鏡制作簡易望遠(yuǎn)鏡，并用其觀察遠(yuǎn)處景物”是課標(biāo)的活動建議，因其不是課標(biāo)要求的重點內(nèi)容，僅在課內(nèi)引領(lǐng)學(xué)生體驗望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的成像，而沒有將其作為課外項目任務(wù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

統(tǒng)領(lǐng)單元就是課外項目任務(wù)的集合必須覆蓋單元的重點知識和關(guān)鍵實驗，以期通過項目交流全面系統(tǒng)地重溫、再識核心內(nèi)容。

例如，“透鏡”單元的項目任務(wù)涵蓋的課標(biāo)內(nèi)容要求：了解凸透鏡對光的會聚作用；探究并了解凸透鏡成像的規(guī)律；了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。覆蓋的課標(biāo)內(nèi)容樣例：了解凸透鏡成像規(guī)律在放大鏡、照相機、投影儀中的應(yīng)用；了解人眼成像的原理，近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因與矯正方法，具有保護(hù)眼睛的意識；用蠟燭、光具座、光屏等探究凸透鏡成像時像的虛實、正倒、大小、位置跟物距的關(guān)系。

深度學(xué)習(xí)視角下的單元設(shè)計，應(yīng)該基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的理念，讓學(xué)生在手腦并用的合作探究中，體驗挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)成功的喜悅，把握科學(xué)探究的基本方法和基本技能。依托真實的問題情境解決問題、構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)科學(xué)思維，逐漸形成物理觀念，實現(xiàn)學(xué)科育人。