基于核心素養(yǎng)的初中物理大單元教學(xué)設(shè)計(jì)-以“力”為例

基于核心素養(yǎng)的初中物理大單元教學(xué)設(shè)計(jì)--以“力”為例核心素養(yǎng)指學(xué)生接受了相應(yīng)學(xué)段教育之后逐步形成的滿足個(gè)人和社會(huì)發(fā)展需要的關(guān)鍵能力與必備品格。物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面構(gòu)成。物理教學(xué)從重知識(shí)傳授轉(zhuǎn)向重能力培養(yǎng)，以期實(shí)現(xiàn)學(xué)生能夠?qū)⒅R(shí)與生活融合、具備自主創(chuàng)新能力和有批判精神。由此可知，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)倒逼教學(xué)設(shè)計(jì)的變革，教學(xué)設(shè)計(jì)要從設(shè)計(jì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或課時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)一個(gè)大單元2]。本文以滬科版初中物理八年級(jí)“浮力"教學(xué)單元為載體,設(shè)計(jì)單元教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí),讓學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)落地生根。一、基于核心素養(yǎng)的單元教學(xué)內(nèi)容分析1.運(yùn)動(dòng)和相互作用的物理觀念教材通過(guò)觀察石塊在空氣和水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化、氣球針頭插入籃球氣門內(nèi)時(shí)杠桿平衡狀態(tài)的改變這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到浮力的存在，從而開展對(duì)浮力的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和探究。要注重運(yùn)動(dòng)和相互作用這一物理觀念的滲透，使學(xué)生明白物體之間力的作用是相互的，并思考探究浮力的三要素。2.建構(gòu)物理模型浮力是力學(xué)應(yīng)用性較強(qiáng)的基礎(chǔ)知識(shí)之一，教學(xué)過(guò)程中多演示、設(shè)計(jì)跟生活相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題中學(xué)會(huì)“棄偽存真”“化繁為簡(jiǎn)”“化難為易”的思路和方法。例如，在探究浮力產(chǎn)生的原因時(shí)，在水杯中放人一魔方，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系上一章的知識(shí)對(duì)魔方的六個(gè)面進(jìn)行受力分析，最終找到浮力產(chǎn)生的根本原因,加深對(duì)物理知識(shí)內(nèi)化和遷移的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)物理模型的能力。3.培養(yǎng)科學(xué)探究能力素養(yǎng)浮力這一單元知識(shí)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)緊密，從“認(rèn)識(shí)浮力”到“探究浮力大小的影響因素”,再到“物體的浮沉”環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，并通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)探究完成知識(shí)架構(gòu)。教學(xué)中應(yīng)合理設(shè)置科學(xué)探究活動(dòng)，循序漸進(jìn)，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，還可以布置一些課后開放式的實(shí)踐活動(dòng)，為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力提供有利的條件。4.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任本章僅教材中就安排了5個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)，在科學(xué)探究中,教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證想法。學(xué)生通過(guò)方案設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、討論交流、修改完善實(shí)驗(yàn)方案，才能完成一個(gè)真實(shí)而完整的探究過(guò)程，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，知道科學(xué)家發(fā)現(xiàn)規(guī)律的不易，學(xué)習(xí)科學(xué)家堅(jiān)持不懈的科學(xué)探究精神。本章的知識(shí)整體網(wǎng)絡(luò)體系如圖1所示二、基于科學(xué)探究的單元教學(xué)整體建構(gòu)基于落實(shí)學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，教師應(yīng)抓住實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究這一主線,把握本單元課程的整體架構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生用整體思維去理解浮力這章的單元內(nèi)容和力有關(guān)的一些知識(shí)的構(gòu)架,掌握浮力相關(guān)知識(shí)產(chǎn)生的來(lái)由、背后思想發(fā)展的脈絡(luò)等，以便聯(lián)系舊知，嵌人新知，以解決真實(shí)情境下的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題本單元從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究的角度來(lái)構(gòu)建單元體系,如圖2所示。三、單元學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)階式設(shè)計(jì)科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)不可能一步到位，所以教學(xué)要循序漸進(jìn)，通過(guò)引人生活實(shí)例或用生活用品進(jìn)行一些小實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)探究情境,設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探究興趣[3,并通過(guò)進(jìn)階式的探究學(xué)習(xí),發(fā)展學(xué)生的物理觀念,提高物理模型的建構(gòu)水平，形成科學(xué)探究能力，并將這種探究的精神遷移到自己的生活中?；谏鲜龇治?本單元學(xué)習(xí)進(jìn)階式設(shè)計(jì)如下。四、主要教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)舉例“物體的浮沉”一節(jié)圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)“感受物體的浮與沉一猜想物體的浮沉條件一排除錯(cuò)誤想法一受力分析一動(dòng)手改變物體的浮沉一浮沉條件的應(yīng)用”六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行。首先，通過(guò)兩個(gè)鵝蛋在水缸中一沉一浮，激發(fā)學(xué)生的探究興趣;接下來(lái),學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，觀察乒乓球木塊、石塊、鋁片在水中的浮沉情況，猜測(cè)物體的浮沉條件是什么。不少學(xué)生都存在“重的物體沉下去，輕的物體浮起來(lái)”這一錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，但認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)，馬上有學(xué)生發(fā)現(xiàn)大木塊比小鋁片重，卻浮在水面上，糾正了這一部分學(xué)生的錯(cuò)誤想法。也有不少同學(xué)認(rèn)為物體的體積越大,受到的浮力越大,就會(huì)浮起來(lái);物體的體積越小,受到的浮力越小,就會(huì)沉下去。這時(shí),筆者通過(guò)演示常見(jiàn)的實(shí)心球與乒乓球同時(shí)浸沒(méi)在水中，實(shí)心球的體積比乒乓球大很多,受到的浮力更大,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是實(shí)心球沉底而乒乓球上浮,說(shuō)明物體的浮沉也不僅僅由其受到的浮力決定。學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升至理性的受力分析，原來(lái)是上面兩種認(rèn)識(shí)的錯(cuò)誤原因是考慮過(guò)于片面,浸沒(méi)在水中的物體，同時(shí)受到了浮力和重力的作用,所以物體的浮沉是由兩者共同決定的。也有一部分學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)，能得出“物體的密度比液體的密度小則上浮,物體的密度比液體的密度大則下沉”這一結(jié)論,筆者演示蠟燭在水中下沉卻在酒精中上浮，這個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一結(jié)論，接著播放銅塊在水銀和水中浮沉狀態(tài)的視頻，再次證明這一結(jié)論的正確性。最后，使用兩個(gè)相同的透明一次性水杯,放在調(diào)平的天平兩端，一個(gè)水杯裝蠟燭浸沒(méi)在溢水杯中,排出水的重量也就是蠟燭浸沒(méi)在水中受到的浮力，一個(gè)水杯裝蠟燭，發(fā)現(xiàn)浮力大于重力,既用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了受力分析中“浮力大于重力物體上浮”這一結(jié)論,又可以推理物體浮沉?xí)r其密度與液體密度的關(guān)系。用實(shí)驗(yàn)解決物理問(wèn)題，避開了繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，有效降低了學(xué)生理解的困難，知識(shí)理解準(zhǔn)確到位后而學(xué)生改變乒乓球、鶴剪蛋、鋁片浮沉狀態(tài)的分維探究實(shí)驗(yàn)也就水到渠成。下節(jié)課通過(guò)一個(gè)雞蛋在醋中時(shí)浮時(shí)沉的視頻，對(duì)比鶴萼蛋在鹽水中上浮這一分組實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生恩考背后的物理原理是否一樣，充分挖掘?qū)嶒?yàn)的潛在資源，提高課堂的有效性，并引導(dǎo)到敦生衣的使用原理上，層層深入，使學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力得到進(jìn)一步提升。五、學(xué)生單元學(xué)習(xí)效果反饋性評(píng)價(jià)新課程倡導(dǎo)多主體參與評(píng)價(jià),采用多樣化的評(píng)價(jià)方式，從不同的角度為學(xué)生提供學(xué)習(xí)、發(fā)展的信息，幫助學(xué)生更加全面地認(rèn)識(shí)自我3。因此,對(duì)本單元學(xué)生的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià),除了采用常用的課堂問(wèn)答、課時(shí)作業(yè)、單元測(cè)試等,更注重學(xué)生在活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)、制作、討論等過(guò)程的形成性評(píng)價(jià),通過(guò)單元思維導(dǎo)圖、展示自已設(shè)計(jì)作品的“物理小達(dá)人”評(píng)選,讓評(píng)價(jià)更多指向?qū)W生的學(xué)習(xí)過(guò)程，促進(jìn)物理學(xué)科素養(yǎng)的落地，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人的功能。六、單元教學(xué)設(shè)計(jì)反思浮力單元探究多，知識(shí)內(nèi)容抽象，在中考中又常與壓強(qiáng)、密度等綜合考查，不少學(xué)生在解答相關(guān)題目時(shí)感到吃力，因此，教學(xué)中教師注意探究要由淺入深由簡(jiǎn)單到復(fù)雜地展開，用實(shí)驗(yàn)設(shè)置階梯，化解難點(diǎn)，設(shè)計(jì)啟發(fā)性的問(wèn)題讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中捕捉生成，利用生成，用實(shí)驗(yàn)架構(gòu)本章環(huán)環(huán)