“新教學”體系下基于項目的中考復習策略
——以“光現象”復習為例

顧炳峰 許幫正

(1.無錫市東絳第二實驗學校,江蘇 無錫 214024;2.無錫市教育科學研究院,江蘇 無錫 214121)

學科育人視角下的“新教學”體系課堂教學,教學目標指向核心素養,內容設計要支持高階思維,教學過程要促進深度學習,教學評價要檢測思維能力,以學科實踐為路徑,實現課程育人.基于項目的學科實踐,是典型的學科實踐方式.它以實驗為基礎,以思維為核心,設計學習項目,開展探究學習,構建概念進階,解決實際問題,培育核心素養.

中考的第一輪復習,應避免機械單一的重復知識與方法,否則不僅無法激起學生復習的興趣,也無法生成高效的深度學習,更不能提升學生關鍵能力.復習課要指向學生核心素養,通過項目設計,設置真實情境(項目),再分解成任務群,并通過問題鏈,激發思維,喚醒物理觀念,通過實驗探究解決情境中的問題,如圖1所示.本文以“光現象”復習(不含透鏡及其應用)為例,闡述基于項目的中考復習策略.

圖1 基于項目的學科實踐基本路徑

1 項目設計基于課程標準,指向素養目標

中考評價是基于課程標準,指向素養目標、育人目標的.所以,中考復習也是要基于此原則.以“光現象”復習為例,課標要求和素養要求是非常具體的,如表1所示.

表1 光現象復習課課標及素養要求

1.1 關于物理觀念

運用物理觀念解決實際問題是重點.本課例設計“洞底尋寶”主線,事發“寶物”落入井底,接下來如何觀察其狀況、如何取出,取出后發現此“寶物”還能否使用.首先,為了觀察洞底的物體是否完好,如何利用手電筒或者平面鏡與斜射的太陽光來照亮物體,這就要用到光的直線傳播和光的反射定律.手電筒照向哪里?平面鏡怎么放?這就是針對物理觀念的重現與評價.

1.2 關于科學探究

突出物理概念的建立或者規律的發現,研究方法的使用以及探究能力的評價.例如探究平面鏡成像時像與物大小的關系時,如何比較像與物體的大小關系?找到與物體A大小完全相同的替身B,將B代替A并與A的像A′來進行比較,發現重合,從而得出像物大小的關系,還確定了像的位置,這就是等效替代法的運用;但如果用平面鏡做實驗的話,則看不見鏡面后面的物體B,這時就需要既能成像又能透光的玻璃板來代替平面鏡做實驗,這就指向了探究能力的評價;多次改變物體A到鏡面的距離重復上述實驗,得出了像物到鏡面距離相等的物理規律,這就是指向了物理規律的發現.

1.3 關于科學思維

科學思維包括推理、論證、建模和創新.例如多種現象表明光的直線傳播,這就指向歸納推理,根據斜射太陽光與水平面夾角為30°從而計算得出平面鏡與水平面夾角為60°時,才可以把太陽光豎直射向井底,這就指向演繹推理;利用光路作圖分析來解決光學實際問題,則提出了建模的要求.

1.4 關于關鍵能力

發現情境中的物理問題,指向概括理解能力;針對問題,尋找證據,并進行解釋交流,指向科學探究能力;分析問題、解釋現象、運用物理規律和方法解決問題,則指向了實踐應用能力;依據事實質疑,將方法和規律遷移至新情景并解決問題,則指向了求實創新能力.

總之,復習課上要設置新且真實的情境,提出序列化的任務群,能有效串聯基于課程標準的科學內容,培養關鍵能力,指向核心素養.

2 項目實施結構化,開展任務群教學

單元的知識不是零散的,是有基本結構的.讓學科知識和學科方法通過情境、任務有機串聯,不僅復習知識結構,而且還指向素養結構,培養學生解決真實問題的能力.而情境和任務群的設計也不能單獨割裂,否則會使知識、思維零散,不利于思維的流暢、能力的培養,所以我們不僅要設計復習情境,還要讓情境結構化,形成項目,開展層層遞進的任務群教學.項目和任務群的設計要注意以下兩個基本要求.

2.1 注重邏輯,形成知識結構

知識結構不是簡單的“樹形”結構、“網絡”結構,而應該是具有邏輯的有機整體結構.教材中光現象知識結構遵循了從生活到物理,由淺入深的特點.教材展示的是先從觀察到的光現象開始,再到探索規律本質,發現光的傳播規律.而基于項目的復習,不僅要注重知識之間的邏輯關系,更要形成閉環,形成知識結構的整體性.例如,復習了光的反射,就要解釋平面鏡成像的原理;復習了光的折射規律,就要回過頭去解釋光的色散現象,突出了從“現象—規律—現象(應用)”的邏輯結構,如圖2所示.形成一個邏輯的、整體的知識結構,是學生在現象和本質之間無縫銜接、靈活應用、形成物理觀念的重要基礎.

圖2 知識結構

2.2 突出應用,形成思維結構

基于項目的復習是要指向問題的解決,體現學以致用、知行合一.任務群的設計由簡單到復雜,螺旋上升.它與知識結構相對應,突出應用,注重問題解決過程中的思維結構.問題驅動的項目復習思維結構如圖3所示,即通過問題,調取學生大腦中的概念群,梳理相關概念,通過建模、推理、質疑和論證,形成解決問題的方案,最終從理論和實踐兩個角度進行論證.例如,為了看清井底的“寶物”,那就需要將與水平面成一定夾角的太陽光反射到井底.針對這一任務,首先腦海中調取核心概念——光的反射定律,接下來要選擇合適的反射面.現有平面鏡、白紙、凸面鏡和凹面鏡,根據光的反射定律,通過簡單的建模分析(建模一),似乎都可以將光線反射到井底.但是根據經驗實踐下來,有些表面不能照亮井底,出了什么問題?此時對建模一產生了疑問.要使光集中射向井底,則重新調取了腦海中“平面鏡”“球面鏡”“鏡面反射”“漫反射”概念群,建模如圖4所示,通過分析發現,白紙發生的是漫反射,將光分散射向四面八方,凸面鏡則也是分散光線的,凹面鏡雖然能會聚光,但也只能會聚在較近處,無法達到井底,最終確定能將平行光集中射向井底的就是平面鏡.

圖3 思維結構

圖4 不同光反射現象建模圖

項目設計、任務群教學不僅要注重知識的結構,更要注重“用”的結構,即思維結構.教學情境要能使學生的思維興奮起來,甚至還要引發學生的思維沖突,設置循序漸進的任務,使任務群結構化.使學生在學習過程中猶如“游戲闖關”一樣,沉浸其中.

3 項目評價促進問題解決,檢測思維能力

新教學體系下的物理課堂是“教—學—評”一體化的課堂,基于項目的中考復習亦是如此.復習過程中,設置表現型評價,通過問題的解決,強化知識,培養能力.問題即任務,任務即評價,評價即學習.本課例中設置了如圖5所示的問題鏈(任務群),要解決這些問題,不僅要求學生掌握必備的知識,評價學生的知識是否形成結構,更檢測思維能力.包括梳理信息,匹配概念;建立模型,推理論證;反思評價,質疑創新.

圖5 物理課堂中的問題鏈

3.1 類比觀像知物,檢測匹配概念的能力

本課例中,在明確了用平面鏡將太陽光反射入井底照亮寶物后,接下來該如何安全地去觀察井底的寶物,要避免俯身到井口觀察.該如何觀察呢?既然不能直接觀察物體,那只要觀察物體的像也是可以判斷物體情況的.就如牙醫檢查牙齒背面的情況一樣,利用了平面鏡成像的特點.此時學生從概念群中調出“像”的概念以及“平面鏡成像的特點”,接下來就再找一塊平面鏡,調整平面鏡的角度,就可以從平面鏡中觀察像.通過問題與概念的匹配,就將情境問題轉化為物理問題了,有利于接下來的建模.

3.2 建模置放鏡面,檢測推理論證的能力

上述例子中,平面鏡應該如何放置?下面就是要建立模型,預設光路,如圖6所示.根據光的反射定律確定平面鏡的位置.設入射光線和反射光線的夾角α,則∠NOP=(180°-α)/2,在Rt△NPO中,∠NPO=90°,所以平面鏡與水平面的夾角β=α/2.若OB水平,則β=45°.

圖6 光反射模型圖

3.3 巧測井底深度,檢測質疑創新的能力

如果要取到物體A,要準備至少多長的夾子呢?實際上就是要求出OA的長度,即井深.如圖7所示,根據平面鏡成像的特點,像物到鏡面距離相等,即AD=CD;像物連線與鏡面垂直,即∠ADO=∠CDO,且OD為公共邊,所以△ADO≌△CDO,所以OA=OC.也就是說只要測得像C到入射點O的距離OC即可.(1) 如何確定入射點的位置?找一個大小適當的紙片,在鏡面上移動,當因為紙片遮擋而看不到“像”時,紙片的位置就是入射點O的位置.(2) 如何確定像的位置?回顧探究平面鏡成像特點實驗時采用的“等效替代法”,用一個物體B,調整其位置與像C位置重合,即可確定像的位置.此時,測量出OC的距離就可以判斷出夾子至少要多長了.

圖7 光反射示意圖

關于復習課的設計,教師要設置新的情境和任務,評價學生已有的知識和能力,而且學生通過思維解決問題的過程中得到了新的鍛煉,能力進一步生長.思維指導實踐,實踐審辨思維.面對問題,學生從思維的角度分析問題,再從實踐角度再去解決問題.問題解決的過程,就是評價思維能力的過程.

4 結語

基于項目的學科實踐型復習課,指向核心素養,將結構化的知識項目化、情境化,通過結構化的問題(任務)驅動復習,訓練思維,提升能力.復習課,從某種程度上來說就是一堂“評價課”.設置表現性評價,讓學生在解決問題的過程理解學科知識結構,培養核心素養,這也就是復習課上實現實踐育人的一種典型做法.