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强化实践策略 促成教学改进

  初中物理学科“深度学习”教学改进,立足于物理学科的本质,明确物理学科的性质与特点,确定基于深度学习的物理教学内容主题、组织深度学习的学生活动、实施基于深度学习的物理教学设计及评价等实践策略,以达到深化初中物理学科的教学改进的目的。

  基于深度学习的物理教学改进是指在教师引领下,学生围绕具有挑战性的物理学习主题,全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义学习过程。在这个过程中,学生掌握物理核心知识、理解学习过程,把握物理学科本质及思想方法,激发内在学习动机,形成积极的情感、态度、正确的价值观,成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的优秀学习者。

  深度学习的目标具有指向学生、指向物理学科本质、指向“高级”思维能力等主要特征。为了实现这些目标,在开展物理学科深度学习的过程中,应基于核心物理知识—单元主题进行教学改进,这样可以更好地承载物理学科核心素养。对于单元主题的界定,更强调物理知识的教育价值和育人价值,更强调核心物理观念的获得及科学思维的形成;学生学习活动的设计,应强调任务的挑战性,促进学生积极参与,并通过多种探究活动发展学生的探究能力与解决实际问题,促进学生学科核心素养的发展;学习结果的评价,应强调物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任的理解与内化、迁移与运用、发展与提升。

  基于主题的单元教学改进,主要围绕单元主题将教材内容进行重组。教学中采用合作、探究、交流、展示等多种学习方式,旨在培养学生物理学科思想方法和发展物理学科核心素养。

  单元主题的确定是在聚焦课标、研究教材、分析学生的基础上,确定贯穿单元教学全程的学习主题,以激发学生探求未知的渴望,引导学生建立有组织的知识网络、经历有明确意义的学习过程。

  一般来说,确定单元主题可以采取两种方式:一种是“自下而上”,即从分析物理课标和教材入手,梳理出物理现象、物理概念、物理规律和物理实验等序列学习内容,再将序列学习内容组合形成模块化的学习主题,从而生成单元主题;另一种是“自上而下”,通过对初中物理学习内容的研析,提炼出能够反映物理思想方法、培养物理学科素养的核心概念,从核心概念出发生成单元主题。无论采用哪种方式,都可以通过构建初中物理思维导图来提炼单元主题。

  例如,在北京市海淀区项目组物理学科实验团队的“‘光现象’教学设计”中,将单元学习主题确定为“追踪光的轨迹”。无论是光的直线传播、光的反射还是光的折射,虽然包含许多重要物理概念和物理规律,但均以光的轨迹为线索,自然就生成了“探寻光的轨迹”这一具有挑战性的单元主题。

  “深度学习”强调联想与结构、活动与体验、本质与变式、迁移与应用,这四个特征的实现,都需要创设真实的情境进行教学。

  概念的建立,需要利用真实的现实情境。在物理教学中利用真实的、有价值的现实情境,让学生经历对感知的情境进行概括和抽象的过程,使学生像研究者一样建立自己的知识结构。物理规律的探究,需要创设真实的问题情境。学生从情境中发现和提炼欲探究的问题,对情境中问题的可能答案进行假设,并根据问题情境、运用已有知识制订探究计划,选择符合情境要求的实验装置和器材进行实验,获取客观、真实的实验数据,通过对数据的科学分析形成关于物理规律的结论。应用物理知识解决具体问题,也必须结合真实的实践情境。运用物理知识解决实践问题能力的高低,往往取决于学生把情境与知识相关联的水平,即能否把问题中的实践情境转化为解决问题的物理条件。

  例如,中关村中学“功的教学设计”中在“问题二:力在什么情况下对物体做功?”的设计中,创设了四个与生活息息相关的现实情境:起重机吊重物、人推箱子、拉杆箱和爬楼梯等生活中常见的现象,那么在这几种情况中做功的情况是否有区别,会引发学生的学习兴趣,而且学生在这些探究活动中自然而然地建立了学习内容与社会生活之间的联系,从而达到了创设承载学习任务的活动情境的目的。

  “深度学习”的重要方式之一就是基于实验探究的学习,物理实验是初中物理教学中的重要内容。物理实验中的探究性活动在培养学生的科学思维、探究能力、科学态度方面具有特殊的作用。

  通过实验培养学生发现和提出问题能力,让学生在观察和体验后有所发现、有所联想,萌发出科学问题。在实验中创设一些任务,让学生在完成任务过程中运用科学思维,自己提炼出应探究的科学问题。通过实验提高学生制订探究计划的能力,根据实验条件形成探究方案,学会从原理、器材、信息收集技术、信息处理方法等各方面来构思探究计划。在分析、处理实验数据时,让学生依照事实运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系,并有效实施评价与交流。

  例如,在北京市海淀区项目组物理学科实验团队的“‘光现象’教学设计”中,师生的教学活动形成了“布置任务—活动指导—动手操作—汇报交流—总结评价”这样一个探究教学行为序列。基于“光的直线传播的条件”这样一个问题,运用典型的探究教学行为序列,使学生在学习活动中不但动手,还引发学生深度思维,实现深度学习。

  基于问题解决是“深度学习”的重要内容,应引导学生观察自己周围的自然现象,用物理概念和原理认识并解释生活中的事物,思考大众传媒信息中的科学问题,分析科学在社会热点问题中的作用,根据所学的物理知识审视日常行为的合理性,对不合理的因素进行质疑并提出富有创造性的建议,运用物理方法和知识改进、创制自己常用的工具和器具,等等,让学生在各式各样的问题解决中发展核心素养。

  应把习题教学的目的上升到发展核心素养上来,通过习题教学,使学生在物理思维、探究能力、实践意识等方面得到有效提升。在这种目的下,习题教学的效果不再局限于解答同类情境问题,而是全面提高学生解决问题的能力。

  持续性评价是指依据深度学习目标,为学生的深度学习活动持续地提供清晰反馈,帮助学生改进学习的过程,包括建立标准并提供反馈。

  持续性评价包括依据目标、关注过程、重在反思改进、共同制定和执行、评价深度、公开评价标准、采用多样化评价方式等主要特征。

  依据深度学习目标,确定评价标准,关注过程,重在反思改进。评价和反馈意见贯穿学习活动的始终,评价内容和方式指向学生的理解和思维,使不同的学习个体都能够获得成功感。

  例如,在“力”单元教学中,根据深度学习的要求,可以以学生活动过程为评价主线,即通过搬东西等活动感知生活中的力,通过实验设计进一步感知生活中存在各种力,分析归纳形成力的概念,探究力的作用效果,理解力的三要素,拓展应用,采取多种评价方式,改进学习,以达到深度学习的目标。

  开展深度学习的教学实践,需改变物理教学的取向,从物理知识解析转变为促进学生核心素养的发展,进行物理核心知识结构化的主题教学,通过深度的学生活动解决具有挑战性的问题。教师要深入学习,对物理核心知识进行再认识、再理解,实现从教学理念到教学行为的转化,把准学生能力的最近发展区,设计具有挑战性的真实情境问题,给学生提供解决综合复杂问题的机会和素养发展的空间,促进学生的可持续性发展。

  (作者李春密,系北京师范大学物理学系教授、中国教育学会物理教学专业委员会秘书长、教育部基础教育课程教材发展中心“深度学习”教学改进项目初中物理学科组组长)

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