基于單元情境的初中物理教學實施方略

摘 要：指向單元的情境化教學，以其整合性、互動性、牽引性等特點，有利于建構單元知識體系和方法體系，有利于培養學生解決問題的能力，是新時代物理課程的一種重要教學方式。通過厘清單元情境的內涵及作用，形成了基于單元情境的教學設計策略，即“單元情境設計：體現‘物’與‘境’的整合性”“學習活動設計：體現‘物’與‘境’的互動性”“活動支架設計：體現‘物’與‘境’的牽引性”，并以“壓強”單元教學為例介紹策略的應用。

關鍵詞：單元情境；教學策略；教學案例

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2024）7-0031-4

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）指出：在教學實施過程中，要靈活運用多種教學方式［1］。其中，情境化教學作為新課標倡導的一種教學方式，引起了廣大教師的關注。傳統的情境化教學，重點關注情境在課時教學和知識點教學中的作用，這樣，學生習得的僅僅是零碎的淺表知識。新課標強調發展學生的學科核心素養，其重點在于培養學生解決生活中真實問題的能力。生活中的真實問題往往具有復雜性、綜合性等特點，需要綜合運用所學知識和方法去解決，顯然，傳統的情境化教學已無法滿足新時代的需求。指向單元的情境化教學，以其整合性、互動性、牽引性等特點，有利于建構單元知識體系和方法體系，有利于培養學生解決問題的能力，是新時代物理課程的一種重要教學方式。

1 單元情境的內涵及作用

1.1 單元情境的內涵

“情境”指人們進行某些活動時所處的外部環境［2］。“情境教育”指通過優化學習境脈，喚起學生情感，以激發“學習投入”；以情境為中介，通過互動與活動重構學生與社會生活及世界意義的關聯，以增進學科理解［3］。本研究中的“單元情境”指在單元教學過程中，基于課標要求與學生學情，選擇既與生活相關聯、又與單元各知識相聯結DHnymLD4C2whLXJuMkK3GAEDP9JSAFtKNM2UACj2xHo=的情境，設計任務導向的學習境脈，通過一系列具體的學習活動促進學生深度學習，讓學生在問題解決的過程中，掌握單元知識，建構單元體系，培養解決問題的能力，發展核心素養。

1.2 單元情境對教學變革的作用

1.2.1 促進單元知識整合

從知識邏輯來看，單元的知識體系是以單元核心概念為中心，向單元分支知識展開；同時也是通過單元分支知識的學習，最終理解單元核心概念。由此可見，單元核心概念與單元分支知識相互影響，相互促進，共同組成了單元知識體系。為了不把單元核心概念與單元分支知識割裂開來，那就需要在教學設計時尋找建立單元核心概念與單元分支知識的“紐帶”。單元情境的整合性恰好能在單元教學中發揮“紐帶”作用，促進單元知識的整合。

1.2.2 激發學生學習動機

要讓深度學習真實發生，就需要激發學生學習的動機。激發與維持學生學習動機的ARCS模型指出：應圍繞A（注意）、R（關聯）、C（信心）、S（滿足）四個方面來設計教學，就可以較好地激發學生在課堂學習中的動機［4］。因為單元情境源于生活，能引起學生的注意，激發其學習的興趣；單元情境可以轉化為學習的境脈，能幫助學生建立單元各個知識的關聯；單元情境還可以轉化為一系列的學習活動，教師可以搭建“腳手架”幫助學生完成任務，為其建立自信；單元情境能讓學生學有所獲，增強學生的滿足感；所以，單元情境能激發學生的學習動機。

1.2.3 發展物理高階思維

“高階思維”是發生在較高認知水平層次上的心智活動或認知能力，主要由問題求解、決策、批判性思維、創造性思維等能力構成［5］。基于單元情境的教學，就是讓學生沿著境脈參與一系列的學習活動，在參與活動的過程中，經歷“厘清問題—分析問題—提出方案—執行方案—解決問題”等環節，培養其問題求解、決策、創造性思維等能力；經歷“評估交流”環節，培養其批判性思維等能力；從而發展其物理高階思維。

2 基于單元情境的教學設計策略

2.1 單元情境設計：體現“物”與“境”的整合性

因為單元情境要聯結單元知識，要體現“物”與“境”的整合性，所以，對單元情境的要求較高，情境的選擇必然成為了單元教學設計的難點，這也是導致實踐中不能全面實現單元教學的原因之一。筆者通過行動研究發現，可以通過“一個工具”和“三個轉化”，實現“物”與“境”的整合性。其中，“一個工具”即思維導圖，可以應用其可視性、結構性、發散性等特點，將單元知識轉化為知識體系，將核心概念轉化為核心主題，將知識脈絡轉化為情境脈絡。基于以上“三個轉化”，就可以在生活、教材、歷史、習題中尋得適當的情境作為單元情境。

2.2 學習活動設計：體現“物”與“境”的互動性

深度學習以情境為滲透點，以活動為生長點，只有在單元教學中設計體現“物”與“境”的互動性的學習活動，才能激發學生學習的動機，讓學生沿著境脈主動學習。筆者通過行動研究發現，可以抓住“三條路線”，實現“物”與“境”的互動性。一是“主題主線”，該線是聯結整個學習活動的“主線”，也是聯結單元知識與單元情境的“主線”，教師只有在主線下設計學習活動，才不至于“跑偏”。二是“境脈明線”，該線是直接引導學生學習的路線，是激發學生學習動機的出發點。三是“知識暗線”，該線是隱藏在“境脈明線”中的“暗線”，是學生在參與一系列的學習活動中形成的必備知識和關鍵能力。基于以上“三條路線”，就可以將單元情境轉化為一條境脈，進而轉化為一系列的學習活動，讓學生在與情境的互動中習得物理知識。

2.3 活動支架設計：體現“物”與“境”的牽引性

在班級教學中，由于學生人數較多，不同學生的前備知識、生活經驗、學習能力等存在差異，加之學習活動的任務也具有一定的挑戰性，所以，需要為學習活動搭建體現“物”與“境”的牽引性的支架。筆者通過行動研究發現，可以設計“三種類型”的支架，實現“物”與“境”的牽引性。一是“知識建構型”支架，通過回顧舊知識、建構新知識，主要在需要運用已有知識建構新知識的學習活動中應用；二是“分層進階型”支架，通過設計適合學生最近發展區的“問題串”建構新知識，主要在突破單元難點的學習活動中應用；三是“探究發現型”支架，通過科學探究的環節建構新知識，主要在物理規律的探究活動中應用。

3 基于單元情境的教學案例

下面，筆者以滬科版八年級物理教材第八章“壓強”為例［6］，講述基于單元情境的教學設計策略的實踐。

3.1 分析教材，厘清知識體系

從教材來看，本章由四節內容組成，分別從固體壓強、液體壓強、大氣壓強、流體壓強與流速的關系四個方面介紹了壓強的相關知識。從各節的內容來看，盡管側重點不同，但都是圍繞“壓強”而展開。筆者根據教材的知識邏輯，應用思維導圖，將單元知識轉化為知識體系，并得出本章的核心概念——“壓強”，如圖1所示。

3.2 分析學情，了解前備知識

從學生的知識儲備來看，已經習得了力、力與運動等知識，為本章學習壓力、壓強等知識奠定了知識基礎。從學生的方法儲備來看，已經習得了控制變量、轉換等研究方法，為本章探究壓力作用效果的影響因素和探究液體壓強的影響因素奠定了方法基礎。從學生的生活經驗來看，八年級的學生對自然界充滿著好奇，對生活中的物理現象有著探究的渴望，因此，設計單元情境統領單元教學，能激發學生的學習動機。

3.3 設計情境，關聯教學內容

筆者在實踐中發現，本章的四節知識相對獨立，而且涉及固、液、氣三種狀態。若依據前三節教學內容選擇情境，則會發現選擇的情境也是相對獨立的，不易形成情境脈絡。但從第四節教學內容選擇情境，則可以選出與前三節內容相關聯的情境。筆者通過在第四節教學中遇到的一道關于“小轎車車身為何要設計成流線型”的習題，聯想到本章可以用“小轎車”為主線，進行境脈設計。其中，第一節以“在沙漠中行駛的小轎車留下的痕跡”為情境，引入壓力及其作用效果，進而引入壓強等知識；第二、第三節以“小轎車落水自救”為情境，通過“小轎車落水后，車廂里水較少時，無法打開車門”引入液體壓強的知識，通過指出“此時車內空氣的壓強小于車外液體的壓強”引入車內空氣的壓強，進而引入大氣壓強的知識。因此，筆者就將核心概念“壓強”轉化為核心主題——“‘小轎車’與‘壓強’的故事”，將知識脈絡轉化為情境脈絡，即：放假了，小夏同學一家自駕游，途中行駛在一段沙漠地帶，發現車輪留下的深深痕跡，下面就來研究“小轎車留下的痕跡是怎么產生的”。在旅途中，小夏同學聽到一個新聞，某人駕駛的小轎車不慎落入河中，該人運用所學的物理知識順利從車中逃離，下面就來探究“小轎車落水該如何自救”。細心的小夏同學非常喜歡自家小轎車“流線型”的外形，下面就來研究“小轎車的車身為何要設計成‘流線型’”。同時，可以將這些現象借助玩具小車在課堂上進行模擬，用玩具小車進行相關的探究，讓學生在單元情境中沉浸式學習。

3.4 設計活動，實現境物互動

新課標對本單元的要求為：“通過實驗，理解壓強。知道增大和減小壓強的方法，并了解其在生產生活中的應用。探究并了解液體壓強與哪些因素有關，知道大氣壓強及其與人類生活的關系。了解流體壓強與流速的關系及其在生產生活中的應用。”［1］由此可見，本單元在學習活動的設計上應以探究式學習為主，引導學生在“做中學”的過程中習得相關知識。依據學習目標，本單元以“‘小轎車’與‘壓強’的故事”為主題設計境脈活動，本單元的核心學習活動如表1所示。

3.5 設計支架，助力學習進階

由于本單元主要是通過實驗探究得出相關規律，所以，在學習支架的設計上，主要采用“探究發現型”支架。例如，在“探究：如何設計實驗探究小轎車對地的壓力的作用效果與哪些因素有關”時，筆者首先讓學生確定研究問題和研究對象；再進行猜想與假設；然后選擇合適的研究方法（即轉換法和控制變量法），讓學生分別通過改變玩具小車對細沙的壓力、改變玩具小車對細沙的受力面積來探究壓力作用效果與壓力大小的關系以及與受力面積大小的關系；最后，讓學生根據實驗現象得出實驗結論。

本單元在突破難點時，也采用了“分層進階型”支架。例如，在“結合所學知識，思考小轎車的車身為何要設計成‘流線型’”時，為了幫助學生思考，筆者設計了如下問題串：觀察小轎車的車身形狀，你能聯想到本節課中什么物體的形狀？這種物體為何要設計成這種形狀？小轎車與該物體的外形設計有什么共同點？這樣的外形設計對小轎車的行駛有何幫助？

本單元在思考“如何計算液體壓強”時，還采用了“知識建構型”支架。通過回顧壓強的計算公式，幫助學生建立“水柱模型”，通過理論推導得出液體壓強的計算公式。

3.6 反思教學，收獲實踐成效

依托“‘小轎車’與‘壓強’的故事”為主線的單元情境，設計教學境脈；利用玩具小車，設計探究活動；為學生搭建學習支架，助力學生完成學習活動。在這樣的教學設計下，不僅激發了學生的學習興趣，而且建立了物理知識與生活實踐的聯系，從而變革了教師的教學方式。在這樣的教學實施中，不僅培養了學生的探究能力，而且培養了學生利用所學知識與技能去解決實際問題的能力，從而發展了學生的物理學科核心素養。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］夏征農，陳至立.辭海（第六版普及本中）［M］.上海：上海辭書出版社，2010：3168.

［3］吳剛.論中國情境教育的發展及其理論意涵［J］.教育研究，2018，39（7）：31-40.

［4］皮連生.教育心理學（第四版）［M］.上海：上海教育出版社，2011.

［5］汪明.指向高階思維的物理課堂深度學習模型［J］.物理教學，2021，43（1）：20-25.

［6］義務教育物理課程標準實驗教科書編寫組.義務教育教科書物理八年級（全一冊）［M］.上海：上海科學技術出版社，2012.