摘 要:單元復習課是培養學生良好認知結構的重要途徑,具有“培根鑄魂、啟智增慧”的育人作用。本文以“物態變化”單元復習課的教學設計為例,闡述如何圍繞單元主題,將傳統文化、現代熱點、生活情境和現代科技等素材融入教學設計中,并利用深度學習方法,讓單元復習課在建構單元知識結構的基礎上,提升學生的學科知識水平,培養學生的綜合實踐能力和創新能力,增強學生的可持續發展意識。這種設計注重情感與智慧的融合,能夠在聚焦核心素養的同時,落實單元教學的育人價值。
關鍵詞:核心素養;立德樹人;物態變化;單元復習;教學設計
“立德樹人”是教育的根本任務,對于培養全面發展的人才至關重要。核心素養則是21世紀人才必備的關鍵能力,我國將學生發展的核心素養具體分為六大部分,分別是人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新。[1]如何在初中物理單元教學中初步培養學生的物理核心素養,這需要教師以培養學生高階思維為目標,以落實立德樹人、學科育人為宗旨[2],推動實施單元整體教學。
單元復習是教學的重要組成部分,具有歸納語言、鞏固舊知、拓展新知和綜合提升的作用。單元復習不僅要使學生建構完整的知識結構,使知識規律化、系統化和網絡化,更要聚焦學生核心素養的發展,培養學生的正確價值觀、必備品格和關鍵能力,助力學生的未來發展。本文基于《義務教育物理課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課程標準》)所倡導的課程理念,結合蘇科版物理教材的特點,設計“物態變化”單元復習課,緊密圍繞單元主題,從真實情境出發,以學生認知邏輯和生活經驗為基礎,通過整合單元知識結構和內容,設計連貫的任務和活動,借力單元知識所涉及的各種資源與方法,在傳授知識與技能的同時,增強情感教育,充分挖掘單元復習課的育人價值。
1 教材與學情分析
蘇科版初中物理教材在規劃“物態變化”單元的結構時,充分考慮了初中學生的思維特點,突出了科學探究的學習模式,重視物理知識與生活、社會的聯系。教材在本單元的每一小節中,都有精心設計的新穎的活動內容,力求在情境設計中體現科學探究與合作學習的過程。單元復習課如果僅是簡單地重復已做過的實驗,那么它將很難激起學生的學習興趣。為解決這一問題,需要對實驗進行一些改進。例如,教師可以以同一實驗裝置為載體,一物多用,設計遞進的實驗目標,深化學生的思維,激發學生的求知欲;也可以通過對不同物理現象的對比、對圖像數據的分析、對知識點間邏輯關系的整理,設計新的簡易物理實驗,給學生新的感官體驗的同時,激發學生的創新意識。[3]
物態變化在自然界中普遍存在,初中學生已經對這一現象有了較為豐富的生活經驗,教材中也列舉了很多生活中的物態變化現象,教師在教學中要充分運用學生的生活經驗,將他們對物態變化的感性認識上升到理性認識,全面提升學生的核心素養。另外初中學生正處于建立正確的世界觀、人生觀和價值觀的重要時期,除了教材中介紹的環境變化、技術創新以及國家工程外,在單元教學中,教師可以拓寬思路,利用現代網絡和多媒體技術,積極尋找與教學內容相關的新穎的事物和事例,開闊學生的眼界,豐富學生的見聞,力求在物理教學中滲透思政教育,充分發揮學科的育人功能。
2 教學設計思路導向
2.1 借力傳統文化和現代熱點,做“有思人”
2.1.1 利用諺語,夯實人文底蘊
豐富學生的人文底蘊是發展核心素養必不可少的一個方面。諺語是廣泛流傳于民間的言簡意賅的短語,是我國古代勞動人民在長期實踐勞動中的智慧結晶,很多諺語都蘊含物態變化知識。教師將諺語貫穿于單元復習的教學之中,在引導學生分析諺語中的物理知識的同時,強化學生對物理知識的理解,增強學生的文化認同和文化自信,激發學生愛國情懷和民族自豪感。
在復習物態變化伴隨的吸、放熱現象時,教師可以利用“下雪不冷化雪冷”“霜前冷雪后寒”“大樹底下好乘涼”等諺語,加深學生對物態變化過程中的吸、放熱現象與環境溫度之間關系的理解。在學生回顧水的沸騰實驗時,引導學生思考“開水不響,響水不開”的原因到底是什么,來激發學生的好奇心和求知欲;讓學生分析、思考“揚湯止沸不如釜底抽薪”所蘊含的知識和哲理;“加火不如加蓋”不僅使學生明白水達到沸點后,水溫保持不變,加火只會加快水的汽化,浪費能源的同時,還容易煮煳食物,而加蓋可以使鍋內氣壓增大,從而使水的沸點升高,使飯菜熟得更快,同時還能減少水的汽化,減小熱量損失,節約燃料,增強學生的節能意識。由此可見,諺語是我國勞動人民從豐富的生產、生活經驗中總結出來的令人深思、發人深省的生活哲理,將諺語運用在物理教學中能夠極大地提升學生的人文素養。
2.1.2 關注社會熱點,滲透責任擔當
社會熱點是生活中的真實事件,能夠有效吸引學生的注意力。在教學中引用社會熱點能夠提升學生的課堂參與度。教師平時在瀏覽時事熱點時應注意積累與物理教學相關的視頻、資訊,在單元復習教學中可以適時地結合生活中的實際事例,引導學生關注社會熱點,樹立將科學服務于人類的意識,強化學生的節能環保意識、安全意識,樹立可持續發展的意識等。社會熱點事件可以拓寬學生的視野,激發學生的學習興趣和創新思維,還可以提高學生的社會責任感和思辨能力,提升學生的信息素養,對學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀有著積極的影響,也對物理課堂教學起著推動和升華的作用。
有這樣一則新聞:“四川若爾蓋大雪,道路結冰存隱患,冰天雪地里,民輔警上路救助被困司乘人員,往結冰路面撒鹽、撒泥石等,一幕幕動情感人的畫面,溫暖了高原明珠城。”我們可以利用“撒鹽融冰”這樣一個生活實例,引導學生去探究含鹽的冰和純凈的冰在融化時有何不同?通過探究生活中的實際現象所蘊含的物理原理,提高學生的實踐能力和科學素養,而且正能量的事件能帶給他們溫暖、正面的力量,也激勵著他們利用所學知識去服務社會,去幫助需要幫助的人們,實現自己的人生價值。
2.2 借力生活中的物理,做“有心人”
2.2.1 關注生活,注重觀察
物理學習離不開對豐富的自然現象和生活現象的探究,但很多時候學生對生活中的物理現象不夠關注,容易將“隨處可見”變成“視而不見”。在單元復習課中,教師可以引導學生由好奇地觀察提高到有目的地觀察,讓他們意識到觀察是獲取知識的重要途徑,也是科學研究的重要方法。學生通過觀察和思考,獲得新的認知,從而體會到觀察生活現象的趣味性和重要性。
例如,在復習影響蒸發快慢的因素時,教師可以引導學生觀察:日常生活中,人們會把蔬菜放入冰箱冷藏室保鮮,一段時間后沒有裝入保鮮袋的蔬菜變蔫了,而裝入保鮮袋的蔬菜看起來新鮮得多;剛出鍋的熱湯幾乎不冒“白氣”,剛倒入杯中的開水在冒“白氣”;剛洗好的鍋上面還有很多水,久久不干,打開燃氣后,水以肉眼可見的速度消失了。教師還可以引導學生進行“液化”和“凝華”的對比復習,讓學生觀察草地上的“露”和“霜”;冰箱冷藏室的小水珠和冷凍室的小冰晶;冰鎮飲料瓶外的“汗”和冰棍外包裝紙上的“粉”。教師需要對學生的觀察加以引導,把他們的注意力集中到相互關聯的事物上來,學生才能得到理想的觀察效果。通過一系列的對比復習,激發學生的探索欲,引發學生新的思考,培養學生的觀察力,讓學生體會到生活中處處有物理。
2.2.2 利用生活用品,強化實證意識
“瓶瓶罐罐當儀器,拼拼湊湊做實驗”,讓物理走進生活。教師可以鼓勵學生在學習過程中遇到問題或有新的想法時,利用日常生活中可以獲得的物品進行實驗探究,這可以使學生有興趣和勇氣去探究簡單日常用品或新器件中的科學原理,實現從課堂向課外的延伸。教師可以要求學生在觀察時做好準確、真實、簡明的記錄,強化他們的實證意識,培養學生自己動手實驗的興趣和探索未知事物的能力,為他們的終身發展打下堅實的基礎。
例如,在復習水沸騰的條件和特點時,學生可以利用一次性的紙杯做盛水的容器,驗證紙鍋是不是真的能燒水。在水沸騰后,教師可以提示學生,將另一個紙杯剪成一個小紙碗,或是找個瓶蓋,加水后使其漂浮在紙杯內的水中,觀察大紙杯里的水沸騰時,小紙碗或瓶蓋里的水是否沸騰,同時用溫度計測一測其溫度是否達到沸點。學生也可以用家里的鍋和碗來做這個實驗,拍成視頻。在日常學習中,當學生遇到一個新的問題時,更多的是在明理的基礎上用理說理,往往缺少實證的過程。在復習課中,教師可以指導學生利用生活用品,實際動手做一做小實驗來探究學習時遇到的問題、現象,讓學生在復習所學知識的同時,強化實證意識。
2.2.3 物理源于生活,用于生活
《課程標準》提出:“從生活走向物理,從物理走向社會。”[4]在單元復習課中,教師可以將本章內容中與生活相關聯的知識整體融匯到生活中的某個場景或某個事例中,讓學生發現生活經驗中蘊含的物理現象及規律,再結合所學知識解決在生活中遇到的新問題,將直接經驗上升為科學概念,再將科學概念用于實際生活。只有讓學生將學到的物理知識及時應用到生活中去,才能使其真正理解“我為什么學”。只有學以致用、學有所用,學生才能好學、善學、樂學。
在復習熔化吸熱、凝固放熱時,教師可以帶領學生先回顧生活中的事例。例如,利用冰塊熔化降溫來使食物保鮮;北方冬天在菜窖里放幾桶水,水凝固放熱使窖內溫度不至于降得太低。在此基礎上,教師給出情境:夏天天氣炎熱,而冬天又非常寒冷,人們非常想住進一個冬暖夏涼的屋子里,現在就出現了一種新型的建筑材料,利用物態變化的知識解決了這個問題。然后請學生來說說其中的道理,談談自己的想法。還可以讓學生相互交流這一物理知識在生活中的其他應用,鼓勵他們展開想象——利用物態變化還能實現什么想法?將所學的知識應用到實際生活中去,實現自己的一些夢想,這一過程能激發學生的學習興趣,成為學生樂學的內驅力。
2.3 借力現代科技,做“有智人”
2.3.1 現代科技的實際應用
現代科技日新月異,科技產品層出不窮,物理學科的教學與科學技術的聯系最為密切,科技產品中蘊含著很多的物理知識。在單元復習教學中,教師可以結合具體教學內容,借助某個科技產品,以分析其構造、制作原理及使用時所蘊含的物理知識為任務,將本單元涉及的知識點融入其中,讓學生在鞏固所學的同時,強化知識的應用能力,體會科技進步為生活帶來的便捷,感受物理的實用性。通過將理論與實踐結合,“遙不可及”的高科技變得“觸手可及”,學生能夠領悟到通過學習物理知識,自己也能設計制作科技產品。將現代科技教育融入到物理教學之中,有助于開闊學生對科技前沿的視野,激發學生的學習興趣,啟發學生的創造力,增強學生的使命感和用科技為人類服務的責任感。
比如,教師可以利用物態變化在航天技術中的應用的這一情境來帶領學生復習本章的知識點。運載火箭使用氫氣作為燃料,但由于氣體體積較大,不便于攜帶,因此會將其轉化為液態。你知道實現這一轉變用的是什么方法嗎?火箭發射時會向下噴射高溫火焰,工作人員在發射臺底部建造了一個大水池,來避免發射臺被火焰熔化,你能說說其中的道理嗎?火箭在大氣中飛行時,火箭頭部與空氣摩擦發熱,溫度可達幾千攝氏度,在火箭的頭部涂上一層怎樣的特殊材料,才可以減小高溫對它的毀壞呢?通過這些事例,讓學生在近距離感悟高科技的同時,認識到要積極利用所學知識去克服和解決實際生活中遇到的問題和困難,培養學生的實踐創新精神和利用科技促進社會發展、服務人類的使命感和責任感。
2.3.2 實驗器材的創新
物理是一門以實驗為基礎的學科,教材中雖然有較多的實驗,但并不能覆蓋所有的知識點。教師可以從學生熟知的生活現象、生活物品及學生的認知沖突中開發實驗教學資源,自制簡單有效的實驗教具,改進和創新實驗,彌補教學所需。[5]在復習課中,教師應當充分利用教材中提供的生活小實驗,這些小實驗取材容易,貼近生活,便于操作。同時,教師還可以指導學生做一些驗證性和設計性實驗,鼓勵學生動手合作探究,讓學生有足夠多的參與活動的機會。學生只有真正進行自主探究,才能獲得對探究過程的體驗和感悟,從而推動自身個性的發展和智力的開發,從而培養創新思維。此外,教師應當鼓勵學生運用本章知識進行“小實驗,小制作,小發明”,指導學生巧妙利用生活中的各種物品,把傳統的實驗器材與生活中的科技產品有機地結合起來,自己動手制作器材,讓實驗更如簡潔、生動、精準、直觀,在實踐中培養他們的動手能力和創新精神。
比如,通過實驗再現的方法復習晶體和非晶體的熔化特點時,教師可以利用更便捷、安全的電加熱器代替酒精燈,用電磁攪拌器來進行攪拌,用更為直觀的數字溫度計來顯示溫度的變化。
2.4 借力“深度學習”,做“有能人”
深度學習作為落實“立德樹人”這一根本任務的現實路徑,成為現階段所倡導的一種教學理念。深度學習是指學習者積極主動地、批判性地整合新知識,并以深度理解為起點、以新情境中的遷移為導向、以解決復雜問題和創新為目標的高層次的學習方式。[6]在單元復習教學中,教師可以根據單元中不同知識點的特點,合理運用不同的教學形式和教學策略,促進學生深度學習,構建以“思維為中心”的新型課堂,培養學生的感知力、思維力和創造力。
教師可以借助對液化和凝華現象的復習,設計以下活動。
環節1:觀察與思考
圖片展示自然界中霜和露的形成。
提出問題:它們的形成分別屬于什么物態變化?為什么水蒸氣有時會變成小水珠,有時又會直接變成小冰晶呢?結合它們出現的季節猜想不同現象的形成可能與什么因素有關?
環節2:設計實驗進行探究
在兩個易拉罐中分別放置冰水混合物和鹽冰水混合物,插入溫度計,靜置一段時間,觀察溫度的變化及易拉罐的外壁有什么現象。
現象:冰水混合物溫度是0℃,易拉罐外壁出現小水珠,鹽冰水混合物溫度在0℃以下,易拉罐外壁有霜生成。
環節3:發現并提出新問題
由于不同小組的鹽冰水混合物的含鹽量不同,各小組測得的含鹽冰塊熔化時的溫度及易拉罐外壁出現“白霜”的時間和數量不同。
提出新問題:鹽水的凝固點與鹽水的濃度有什么關系?
收集各小組鹽水的含鹽量(課前做好準備并做好標記)并根據測得的含鹽冰塊熔化時的溫度繪制表格,分析數據。
環節4:實踐應用與創新
行駛在積雪路面上的汽車最容易發生事故,可以采用什么方法防止路面出現“夜凍晝化”的現象?
出行在外,有些物品需要在0℃以下的溫度條件下存放,你能自制一個便攜式“小冰箱”嗎?
深度學習理論為物理教學指明了實踐方向,不僅要讓學習“深”下去,還要“遠”開來。在教師的引導下,學生圍繞具有挑戰性的學習主題,積極參與、合作創新、體驗成功,這一過程旨在培養他們的綜合實踐能力,提升他們的思想水平和精神境界。
3 結束語
單元復習課是全面提升學生綜合素養的一種重要課型,在物理學科核心素養理念指導下,筆者以一個單元的學習或跨單元的基礎知識和基本技能為媒介,引領學生認識科學、技術、社會、環境之間的關系,形成科學態度和正確價值觀,增強社會責任感、民族自豪感。[7]教育是關注未來的事業,如何在單元教學中,聚焦核心素養,落實“育人”理念,還需要教育工作者不斷地探索。
參考文獻
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[6]田成良,王峰.深度學習下單元教學的重點、難點與路徑——談物理思維課堂的建構策略[J].物理教師,2021,42(3):14-17.