單元視域下初中物理項目型探究教學策略
——以“電路連接的基本方式”為例

顧炳峰

（無錫市東絳第二實驗學校，江蘇 無錫 214123）

在義務教育課程中，探究教學是落實物理課程目標，培養學生核心素養的重要途徑.探究教學通過實驗探究，培養科學思維，形成物理觀念和養成科學態度與責任.然而在探究教學過程中，有的課堂上雖然安排有學生實驗，但是學生不清楚實驗探究的目的，只有淺層實驗而缺少探究.有的教師只關注讓學生通過探究發現某些規律，而不注重在探究過程中發展學生的探究能力、提高探索興趣、對探究本質的理解、培養科學態度和科學精神.

筆者認為，實施項目型探究教學可以規避以上問題.項目型探究教學是基于任務的有目的教學活動，能有效激發學生探索興趣，創造沉浸式的學習體驗，能引導學生自主探究，邊做邊學，逐步深入，能有效培養學生的物理核心素養和關鍵能力.那么，如何開展項目型探究教學呢？ 項目型探究教學可運用單元設計技術確定學習項目，設計序列化的實驗探究項目，設計問題鏈和學習評價，形成“核心素養——課程標準——單元設計——學習評價”的基本鏈環，如圖1 所示.本文以蘇科版物理“電路連接的基本方式”教學為例，闡述初中物理項目型探究教學的實施策略.

圖1

1 項目設計：“知”，指向素養目標

“知”，即基于課標設計的探究教學的項目.學習項目的設計要求指向物理課程核心素養目標，依據物理課程標準，解讀教材知識結構和邏輯體系，制定單元學習目標，設計指向概念建構、實驗探究和跨學科實踐的序列化的學習項目.

從核心素養目標看，本課例通過探究建立串并聯電路模型，形成串并聯電路概念和特點.即通過探究活動來培養科學探究、科學思維，形成物理觀念.從課程目標看，本課例的目標是：（1）會看、會畫簡單的電路圖；（2）會連接簡單的串聯電路和并聯電路；（3）會說出生產、生活中采用簡單串聯或并聯的實例.從教材結構體系看，單元“電路初探”屬于電磁能的第1個單元，是知識層級中最基礎的部分；課時“電路連接的基本方式”中串、并聯電路是電學規律研究和電磁能能量轉換的載體，是概念進階中的基礎.

結合單元總體目標，本節課課時目標定位：（1）明確串、并聯電路的特點；（2）會識別串并聯電路；（3）能說出生活中的串、并聯電路并按要求設計串并聯電路.根據此目標，我們需要設計學習項目.本課例建立“設計房間里吊燈和壁燈的電路”任務，在此之前學生已經掌握“怎樣使一個小燈泡亮起來”，那么首先就要思考“怎樣使兩個小燈泡亮起來”，建構串、并聯電路的概念，再通過“串聯電路和并聯電路的比較”活動，掌握串、并聯電路的特點，最終設計出吊燈和壁燈的連接電路.整個項目設計通過問題鏈將序列化探究有機串聯，以使得課堂真實的學習過程真正發生.本課例項目設計路徑如圖2所示.

圖2

2 項目實施：“行”，序列化探究，建構物理模型

“行”，指的是項目型探究教學的實施.項目型探究教學的實施要循序漸進，既要整體考慮學生科學探究能力目標的逐步達成，又要分別考慮每次探究活動的側重點，形成探究序列化，針對具體目標，設計問題鏈和實驗資源載體，凸顯探究行為，構建物理模型，培養科學思維.

本課例以教材上“房間要安裝吊燈和壁燈，電路該如何連接”為素材，如圖3所示，創新設計“問題模型”.通過問題鏈為驅動來推進探究教學，再通過序列化探究來構建物理模型，培養科學思維，促進學習進階，如表1所示.

圖3

表1

2.1 項目實施要符合學生的認知規律，教材邏輯，循序漸進

例如，（1）學生已經能“讓一個小燈泡亮起來”，那么能不能“讓兩個小燈泡亮起來”？ （2）學生會通過“電流路徑有無分支”來判斷串并聯電路，那么如何判斷看不見電流路徑的模型上的吊燈和壁燈的連接方式呢？ （3）模型中的吊燈和壁燈已經正確并聯，但是“一個開關控制兩盞燈”，這顯然不符合生活實際，“還缺一個開關”“開關應該安裝在哪里？”，下面就必須思考開關的位置和作用……這樣的探究設計符合學生認知特點，體現概念建構的層遞性.“怎樣使兩個小燈泡亮起來？”活動中，為什么是兩個小燈泡，而不是3個小燈泡呢？ 那是為了避免出現“混聯”的情況，只出現“串聯”和“并聯”，符合教材邏輯.

2.2 項目實施不僅指向知識目標，還要指向能力目標

我們通過科學探究培養科學思維，形成物理觀念.其中質疑創新、科學論證、科學推理和模型建構就是課堂上需要培養的關鍵能力.我們設計的活動要能充分激發學生的關鍵能力.例如，（1）模型板上展示的吊燈和壁燈是“同時亮、同時滅”的，這顯然是不符合生活實際的，這一教學載體的使用，能充分喚醒學生的質疑精神，同時也為最終創新（設計電路）鋪墊基礎.（2）“串聯電路只有1條電流路徑，無分支；并聯電路有2條以上的電流路徑，有分支.”在看不見電流路徑的情況下，如何判斷是串聯電路還是并聯電路的呢？ 教師暗示“燈可拆卸”，激發學生通過分析電路狀態，推理得出“串聯電路中取下一個用電器，則會造成整個電路斷路，即串聯電路用電器是互相影響的”，而“并聯電路中取下一個用電器，電源兩極到另一個用電器通路，即并聯電路用電器互不影響”的猜想，然后通過實驗證實猜想，這培養了學生科學推理和論證的能力.（3）從根據探究結果并結合生活實際判斷出房間里吊燈和壁燈的連接方式應該是并聯，得出初步電路模型，再到思考開關的位置和作用，得到最終電路模型，這一過程培養了學生的模型建構能力.

3 項目評價：“評”，聚焦核心素養和關鍵能力

“評”，是指項目型探究教學的評價支架.項目型探究教學的效度如何，如何改進，則要基于評價.評價需關注具體學習目標的達成、科學思維的培養和關鍵能力的水平表現.我們需要圍繞探究行為關注過程性評價，基于知識與方法設計表現性評價任務，基于具體情境和任務設置實踐性評價.

3.1 表現性評價：形成物理觀念，指向核心素養

例如，學生通過探究獲知“串聯電路用電器逐個順次相連，并聯電路用電器是并列連接”“串聯電路電流路徑無分支，并聯電路電流路徑有分支”，此時，學生是否掌握一種判斷串并聯電路的方法了呢？ 這時候就需要及時評價，可設計表現性評價：電流路徑可視，判斷電路是什么電路？ 如圖4所示.此時學生會發現若以位置“并列”為判斷依據，則認為有點像并聯電路，但是根據電流路徑來判斷，電路是沒有分支的，是串聯電路.這一矛盾結論可以激發學生的質疑能力，最終總結出正確的判斷方法應該是根據電流路徑有無分支來判斷，而“并列”連接，并不是指的位置并列，而是電路連接上的并列，即“首首相連、尾尾相連”.這一評價，既提煉出判斷串、并聯的方法，又促使學生深入理解串、并聯電路的概念.

圖4

3.2 實踐性評價：構建物理模型，指向關鍵能力

要解決“模型板上兩燈是如何連接的”這一問題，自然引出實踐性評價：模型板上的吊燈和壁燈是如何連接的？ 此時學生發現，看不見電流路徑，無從下手.意識到此時判斷串并聯電路還應該有其他的方法，這一評價任務可以激發學生的創新意識，培養創新能力.最終學生討論，推理并實踐得出，兩個燈互不影響，屬于并聯，如圖5所示.可以看出，以上兩個評價指向了學生的質疑創新能力.同樣的，設計“房間里吊燈和壁燈的連接電路”這一評價任務指向模型建構能力；對問題電路的評價，如圖6所示，則指向學生科學推理和科學論證的能力.

圖5

圖6

4 結語

初中物理項目型探究教學能有效培養學生物理核心素養和關鍵能力，實施項目型物理探究教學策略要點可概括為“知”——指向素養目標，設計學習項目，形成學習進階；“行”——設計探究行為，構建物理模型，指向科學思維；“評”——聚焦學科核心素養和關鍵能力，設計評價支架.最終以“評”促“知”，以“評”促“行”，最后達成“知”“行”合一，高效開展初中物理探究教學，達成素養目標.