基于核心素養的初中物理大單元教學策略研究

熊揚揚

(重慶市魯能巴蜀中學校,重慶 江北區 400025)

在當今快速發展的科技時代,初中物理教育的目標不僅僅是傳授知識,更是培養學生的核心素養,提高他們的創造性思維和解決問題的能力.教育者們面臨的挑戰是如何通過新穎而實踐性的教學策略,引領學生走向科學的深度與廣度.文章將探討基于核心素養的初中物理大單元教學策略,聚焦于情境創設、深度學習、任務驅動和實踐探究等方法的運用.通過這一全新的教學模式,我們期望能夠激發學生對物理學習的熱情,培養其深刻理解和實際運用知識的能力,為他們的未來學科探索和職業發展奠定堅實的基礎.

1 基于情境創設的進階式大單元主題確定

為了提升物理核心素養,需要設計學習任務,讓學生在特定情境中遇到認知挑戰,構建新概念,有助于逐步建立圍繞核心物理觀念的學習體系,培養學生的建模意識、探究能力和知識遷移能力.通過貼近生活的實際問題,引發思考,學生可以更好地融入學習過程,從中收獲知識和技能,培養核心素養[1].

例如,在學習完成力學、運動和力相關知識之后,教師可以結合學生興趣確定一個“游樂園過山車”的大單元主題活動.利用多媒體或者模型等在課堂中創設一個具體的教學情境,其中包括彈力、重力、摩擦力、二力平衡以及牛頓第一定律等知識點.讓學生在具體情境中將物理知識與生活實際進行聯系,從而加深學生對知識的理解和掌握.如在播放過山車視頻之后,引導學生說出乘坐過山車的實際體會,有的學生會提出有失重的感覺,此時教師可以引導學生將這種現象與重力產生的原理進行聯系.通過引導學生觀察、思考和討論,教師可以激發學生的好奇心和學習興趣,使他們在實際應用中更好地理解和應用所學的物理知識.

這樣的情境創設不僅使學生在學習中更加主動參與,還能培養他們解決問題的能力和創新思維.通過與實際情境的結合,學生將更容易理解抽象的物理概念,并能夠將這些知識應用到實際生活中,培養出更全面的核心素養.因此,基于情境創設的進階式大單元主題確定在物理教育中具有重要的意義,有助于提升學生的學科素養和綜合能力.

通過貼近生活、實際情境的學習任務,促進學生思考、發現問題,提升解決問題的能力,培養他們的科學思維.同時,教師的引導和問題的提出也引發學生對物理現象的好奇心,讓他們學會通過實驗驗證、數據分析來深入理解物理原理,從而形成科學探究的態度.這樣的教學策略不僅僅是教授知識,更是引導學生在實踐中培養自己的科學能力,為其未來的學習和探索奠定堅實的基礎.

2 基于深度學習的進階式大單元內容研究

深度學習是培養學生對知識的深刻理解和應用能力的重要方式.在物理大單元設計中,基于深度學習的內容研究旨在讓學生深入探索物理概念、法則和現象,建立完整的知識體系.通過引導學生進行探究性學習、開展深度思考和實踐性任務,促進其對物理學的深刻理解和運用[2].

例如,以“功和機械能”為例,機械與社會生活發展緊密相關,而功是解釋機械現象、研究機械問題的重要基礎,是促進理解機械效率概念的關鍵點,也是正確理解比較機械性能及相關概念的基礎.兩個核心概念成為力和機械能的紐帶,有著承上啟下的作用,如圖1為確定深度學習的進階式大單元,主題為“機械與功”.

圖1 機械與功

在這個“功和機械能”深度學習單元中,教師以自行車運動為例的活動設計需要詳細考慮學生的實驗與探究過程.首先,學生按小組展開活動.每個小組獲得一個自行車模型和測功儀,任務是測量并分析在不同齒輪轉速下的輸入功,并記錄騎行時齒輪的速度和所施加的力的變化.學生可以自主決定測量的參數范圍和設計測量方法,這樣能更好地引導他們去探索和理解齒輪系統的功率輸出.隨后,教師組織學生小組間進行討論,讓他們分享數據結果.通過學生間的交流,可以促進他們理解齒輪系統對功率輸出的影響,并激發他們去提出改進方案,如更高效的齒輪設計或其他方式來提升機械能輸出.接著,教師可以指導學生分析實驗數據,討論騎行時不同齒輪速度和力的變化之間的關系.這種數據分析有助于學生更深入地理解功和機械能轉化的原理,以及齒輪系統在這個轉化過程中的作用.最后,學生將匯總他們的實驗結果和改進方案,并展示給全班.這個階段的重點在于學生的表達能力和展示方式,他們需要清晰地解釋實驗結果、改進想法以及對功和機械能轉化的理解.通過這個展示過程,學生不僅可以展示他們的學習成果,還能夠學會如何有效地傳達和分享他們的物理學習經驗.

這種深度學習的方法不僅注重于理論知識的傳授,更強調學生通過實踐性學習和思辨性任務來建立對物理學知識的深刻理解.這樣的學習方式將使學生更全面地理解并應用物理學中的核心概念.

3 基于任務驅動的進階式大單元框架設計

基于任務驅動的進階式大單元框架設計是一種以學生參與具體任務為核心,通過漸進的學習活動來促進深度學習和能力提升的教學方法.首先,引入引人入勝的實際問題,明確任務目標.接著,將整個任務分解成小任務,每個對應一個知識點.在任務開始前,引入相關知識點.學生通過小組或個人方式實施每個小任務,鼓勵合作學習和討論[3].隨后,將各小任務整合成完整項目,并引導學生深度思考和反思.最后,學生向全班展示成果,接受反饋與評價.這個框架通過實際問題激發學生興趣,培養深度思考和解決問題的能力.

例如,將杠桿、輪軸和滑輪相關知識進行融合作為大單元主題,之后提出問題“什么是簡單機械?”教師通過創設進階式大單元學習任務,引導學生進行逐步深入學習.

任務一:簡單機械的定義是什么?

任務二:簡單機械通常具有哪些特點?

任務三:生活中還有哪些工具或者事物應用了簡單機械?

任務四:請分組任選一個或二個簡單機械知識點制作一個工具.

其中任務一、二便于讓學生了解簡單機械的基本原理和特征,任務三、四是對教學的升華,鼓勵學生將所學習的物理知識與生活實際進行聯系,拓展學生對簡單機械的理解和掌握.

又如,學生在實踐探索中發現有省力杠桿也有費力杠桿,杠桿的使用以目的為標準,如圖2中費力杠桿為哪個?

圖2 杠桿示意圖

其中鋼絲鉗、撬棒、獨輪車為省力杠桿,因為動力臂大于阻力臂,釣魚竿是費力杠桿.用手拿著釣魚竿,則釣魚竿的支點在手掌的下部,而其動力臂的作用點在食指與拇指之間,阻力臂在竿子的頂端,這樣我們就很容易理解阻力臂遠遠大于動力臂,因此,釣魚竿為費力杠桿.

采用以上方法將杠桿、輪滑和輪軸相關知識進行整合,加強學生對不同機械知識點之間的聯系,從而為學生實踐活動提供理論基礎.同時這也是任務五的進階學習內容,促使學生在實踐中重新梳理知識并運用實踐驗證理論的合理性.

4 基于實踐探究的進階式大單元教學實踐

創設實踐性大單元教學設計在培養學生核心素養方面具有顯著作用.通過將學科知識與實際問題相結合,學生能夠在解決實際問題的過程中提升問題解決能力.這種教學設計不僅提高學生的學習動機和興趣,還有助于培養批判性思維,提升綜合素養[4].

例如,在“聲音工程挑戰賽”大單元實踐活動中,為了更貼近初中學生的實際情境,我們設計了一個有趣的聲音工程探索活動.以音樂為媒介,讓學生在實踐中深入了解聲音的奧秘,學生將參與一場簡要的聲音原理講座,這可為他們提供必要的知識基礎,并通過生動的實例引發對聲音工程的興趣.接下來,學生將被分成小組,每個小組的任務是設計并構建一個簡單的音樂裝置,以展示聲音工程的原理.使用一些日常易得的材料,比如空瓶、橡皮筋、紙板等,學生將有機會親自調整裝置的結構和元素,體驗不同音調.這一過程不僅將理論知識轉化為實際操作,還促使學生在團隊中相互合作,共同完成項目.在音樂裝置完成后,每個小組將進行創意演示,并解釋他們設計的音樂裝置的工作原理.這一環節鼓勵學生表達自己的創意和理解,培養他們清晰而生動的表達能力.最后,學生將有機會根據反饋對他們的音樂裝置進行改進,并重新設計以提高其創意和性能.這個過程不僅強調了實踐性學習的重要性,還培養了學生的批判性思維和問題解決能力.

通過這個具體的聲音工程探索活動,初中學生將以更實際、有趣的方式學習聲音的原理,并在創造性實踐中應用這些知識.這有助于激發他們對聲音工程領域的興趣,同時培養團隊協作、創新思維和實踐能力.這個音樂中的聲音工程奇妙之旅將為學生提供一次獨特而難忘的學科體驗.

5 結束語

通過引入基于核心素養的大單元教學策略,力求實現更具創新性和實效性的教學模式.情境創設通過將抽象的物理概念融入真實生活場景,使學生更深入地理解科學原理.深度學習強調通過實踐性任務培養學生深刻的理解和應用能力.任務驅動的框架設計讓學生在具體任務中逐步完成整個項目,促使深入學習和團隊協作.實踐探究通過將學科知識與實際問題相結合,培養學生解決實際問題的能力.在這一過程中,教師扮演著引導者的角色,通過精心設計的教學任務引導學生思考、探索、實踐,為學生核心素養的培養提供了更為有效的途徑.