初中物理单元视域下的探究教学设计

1、初中物理单元视域下的探究教学设计摘要：探究教学为物理学科核心素养的落地提供路径，需要考虑探究能力培养的连续性，概念建构的层递性，程序性思维形成的必要性.本文结合初中物理具体案例，阐述单元视域下的探究教学设计，目标设计上，梳理课程标准，明确概念进阶;学习设计上，围绕课时目标，设计探究任务;评价设计上，实现概念迁移，注重技能提升.关键词：单元;概念进阶;探究教学文章编号：1008-4134202112-0062中图分类号：G633.7文献标识码：B探究行为是初中物理处于核心地位的学习行为，探究教学是初中物理典型的课堂样态.初中物理探究教学设计遵循教学设计的根本特质，包括目标、过程及评价的设计.但探

2、究教学具有典型的任务驱动特质，探究能力的培养具有层递性质.因此，在学习设计上，要明晰探究任务，注重围绕探究任务进行问题链和实验载体的设计;在目标设计上，倡导基于单元的学习设计，以确定大概念目标，形成学习进阶.设计路径如图1所示.具体设计包括四个根本环节：一是指向物理核心素养，基于课程标准，结合学习内容确定单元，制定单元教学目标，分解制定课时目标.二是把握物理探究教学的根本特质，设计“思维载体问题链及“资源载体实验，组织探究教学.三是在組织课堂教学的过程中，要把握好知识结构，形成概念;设计好探究行为，保障学生的探究经历;着眼学科思维的培育，使学生掌握物理研究的根本方法.四是倡导“作为学习的评价，

3、实现教、学、评的有机统一，在课堂教学过程中，以课时目标为参照，注意采用“评估技术，终结“形成性评价策略;单元模块结束后，采用“终结性评价策略，依据单元目标，考虑采用“任务设置的方式进行表现性评价或选择“典型习题进行终端测量.依据笔者所在区域使用的义务教育教科书?物理?苏科版，在探究任务组织上，可以将学习内容分为“教材单元和“工程单元，“教材单元由教材中的章节组成，“工程单元由教材中的综合实践活动组成.对两类单元进行探究教学设计，可以很好地指导初中物理课程的教学实施.具体到教材单元，其典型特点是具有系统化的知识结构，单元内容是由相互联系、逐层递进的章节构成.探究教学的目的是为学科核心素养的落地提

4、供路径，这里就必须考虑探究能力培养的连续性，概念建构的层递性，程序性思维形成的必要性，这样才能逐步完成知识的结构化.在教育的过程中，需要用根本和一般的观念来不断扩展和加深知识.这些一般观念就是我们所说的“大概念，它是各种条理清晰的物理规律和各物理量之间关系的核，又是使事实更容易理解和有用的概念锚点，是“物理观念形成的根底.具体到物理课程的学习，那些知识性的物理概念、技能性的操作要求、体验性的科学方法均可以视作大概念.而这些，就是课程标准中所说的“认识性“技能性“体验性的教学目标.所以说，初中物理的单元设计，是对学习任务群的设计，是基于大概念的目标设计.1目标设计：梳理课程标准，明确概念进阶以“

5、物质的物理属性单元目标的设计为例，“物质的物理属性是“物质主题下的二级主题.我们先梳理课程标准，明确本单元的目标在课程标准中的表述.依据教材，我们拆分课时学习任务安排，将课程标准分解为具体的学习目标，并编制单元教学方案.明确概念进阶.本章教材编排共5节，新授课共计7课时，各节的概念进阶见表1.分析其中的“概念进阶，我们不难发现，在知识性的物理概念上，本章从物体质量到密度概念的建立，建立在测量和比较的根底上;在技能性的操作要求方面，从知道天平的构造，掌握使用方法，到利用天平探究物质属性，是一个逐步形成自动化操作技能的过程;就体验性的科学方法而言，从数据分析，到图像分析，到比较法的建立，到物质物理

6、属性判断方法的设计，是一个程序性思维形成的过程.这些概念进阶的过程只有在经历探究，完成任务的过程中才能实现.实践证明，基于单元的目标设计，为学习过程提供了恰当而实际的切入点.单课相对简单、时间太短，以至于无法考虑大概念的深入开展，也无法深入探究本节课根本问题和实际应用.单课方案理应依从单元方案：当一堂课被包含在更大的单元和课程设计中时，通常会更有目的性和连接性.所以，在探究教学目标设计上，我们强调要从单元的视角出发，要考虑这个单元要实现的目标是什么？这堂课对于实现这个目标的作用是什么？正是对这些问题的考量，我们才能归理出某一节的教学设计.2学习设计：围绕课时目标，设计探究任务下面笔者选择本单元

7、中“物体的质量这节课，具体说明课时的学习设计.之所以要选择这节课，是因为就教材单元而言，这节课是本章的开篇，也是八年级下学期学习物理的开始.同时，在日常的授课中，许多教师把它看作概念讲授课和技能训练课，学生并不理解质量的真正含义和为什么要使用天平.笔者一直倡导，初中物理教师要自觉在教学中实施探究教学，光有对理念的认同是不够的，关键是要有对探究文化的认同和对探究教学的价值的认同，并愿意克服困难、努力践行.具体到“物体的质量的目标分析可知，本节课的概念锚点，在知识上是“质量，技能上是“天平的使用，方法层面是“比较.这些是后续学习“物质的物理属性的根底，是本课的重点.案例1“物体的质量学习流程任务一

8、：知道质量.教师：世界是由物质组成的，物体所含物质的多少往往不一样.出示如图2所示的四个容器.问题1：你如何比较上述四个容器中物质的多少？问题2：请将图中物体按照质量由小到大排列，并试着估计图3中某些物体的质量.设计意图：此段设计从比较物质多少开始，使学生意识到质量引入的价值.采用实践性评价，比较生活中常见物体质量大小，结合估测，了解质量单位，明确测量的需要.表达从生活走向物理、从物理走向社会的根本理念，同时渗透“作为学习的评价观念，把评价视作学习的过程.任务二：用托盘天平测量物体的质量.学生对照天平看说明书，明确三个问题：如何调节？质量测量与读数？本卷须知？学生实践1：选一块橡皮，估计它的质

9、量.学生实践2：自学天平使用说明书，用天平测量这块橡皮的质量.评估1：请二位同学上台，说明测量过程.请其他同学进行评估.學生实践3：如何用天平测量你桌面上的一块橡皮泥的质量？评估2：请二位同学上台，说明测量过程.请其他同学进行评估.注意点：橡皮泥潮湿，需要垫一张白纸.设计意图：使用天平测量物体质量是学生需要掌握的根本技能，技能应在使用工具的过程中培养.在这里，教师不做过多讲解，让学生自学说明书以后进行测量，通过评估改进测量，掌握天平的使用方法.正确认识实验是探究的载体.任务三：探究物体形状、物质状态对质量是否有影响.问题1：物质状态变化后，物体质量会变吗？学生测量1：把一块冰放入烧杯中，用天平

10、测量烧杯和水的质量，再静置旁边观察.问题2：改变物体形状，物体质量会变吗？学生测量2：将橡皮泥捏成其他形状再次测量质量.数据记录：橡皮泥的质量为g;改变形状后质量为g.学生测量3：冰块熔化后，烧杯和水的质量为g.基于测量，学生总结结论：当物体的形状、状态发生变化时，物体的质量不改变.设计意图：通过实验，发现物体的质量不随物体的形状、物质的状态而变化.正确认识到实验不仅仅是操作，对于物理学习来说，一次实验就是一次小型的探究.探究教学要创造灵动的课堂，教学组织的根本单位是探究行为，具体指有目的的实验、研讨或思维的交流活动.探究行为设计的要义是为学生的体验创造时机，让学生在亲自发现科学概念、原理的过

11、程中，理解科学的本质，引导学生自我反思和调控.探究行为设计的重点是以实验活动为核心的课程资源设计和以问题链为核心的思维载体设计.设计好实验为学生观察物理现象和体会探究方法创造时机，设计好问题为学生整体思考和完整表达创造时机.使得学生在探究活动中领悟探究方法、形成科学观念、开展科学思维.3评价设计：实现概念迁移，注重技能提升由探究教学的设计路径可知，在单元与课时教学设计中，首先要明确目标，探究行为设计和学习评价设计均依据目标而行.这种目标先行的“逆向设计最为有效，可以使得教、学、评有机统一起来，因为评价本身就是学习的一局部，“作为学习的评价是探究教学的根本理念之一，用评价引动探究，用评价搭建探究

12、的阶梯，用评价促进学生探究能力的开展.就课时评价而言，由上述案例可知，我们可以对学生的探究活动及时进行评估，如为了评价学生是否掌握天平的使用方法，可以请一组学生上台演示，其余同学和老师一起评估改进如图4所示，这是基于真实任务的评价.就单元的评价设计而言，教师可以根据本单元的目标，围绕知识性的物理概念、技能性的操作要求、体验性的科学方法，设置具体任务进行综合评价.常见的评价方法有实验考核、测验和作品评价.实验考查是为了提升技能，测验的目的是实现概念迁移，作品评价可以采用工程设计的方式进行，可以考查学生的操作技能.案例2“物质的物理属性单元评价案例3.1实验考查本章涉及两个学生必做实验：用天平测量

13、物体的质量，测量固体和液体的密度.评价任务：用天平和量筒测量小石块的密度.实验要求：正确使用天平测量固体的质量，用量筒测出固体的体积，计算出固体的密度.3.2测验评价案例：小明在探究物体的质量与物质状态是否有关时，做了如下实验：将装有冰块的烧杯放到天平的左盘，在右盘中增减砝码并移动游码，使天平平衡.过一会儿，发现冰块开始熔化，烧杯壁变得有些模糊，同时，天平的指针偏在分度盘中线的左侧，如图5所示.该实验现象能否说明物体的质量与物质状态有关？并分析指针偏在分度盘中线左侧的原因.3.3工程设计制作一架简易天平.想一想，用什么做横梁、秤盘和砝码，怎样把它们组装起来？比一比谁制作的天平测量结果更精确.由

14、课时和单元的评价建议可知，在课时教学中，教师可以针对学生的探究行为实施形成性评估;在单元评价时，可以采用编制习题或提供真实性任务实现对大概念迁移的评价，或者是采用工程设计对作品本身进行评价.但评价应该有相应的量规，制定量规的标准就是单元目标.4工程单元：解决真实任务，实现深度学习工程单元应是基于真实任务的设计，如教材中“对家庭用电的调查研究，是在学生经历完电功和电热的探究后，理解了电功、电功率的概念，掌握了电功率的测量技能，了解了家庭电路的组成，基于真实情境开展的探究性活动.任务设置的根本目的是倡导学生在真实情境下的学习，并实现“电功和电功率大概念迁移.既是探究，也是对本章学习的评价.具体授课

15、时我们可以设置如下的问题链引动探究.问题1：这是老师家里的厨房，请大家注意观察，里面有一些用电器、插座，老师介绍一下他们的功能，你能画出老师家厨房的电路图吗？问题2：老师感觉到家里电水壶烧水可能有些异常，因为用的时间有点长了，它的铭牌上标有功率值.今天，我把它带来了，请大家帮我想方法检测一下，看看是否要换一个.问题3：老师家的厨房以前用的是白炽灯，现在用的是节能灯，我想比较一下节能效果，请问如何设计实验？学生围绕着具有挑战性的学习主题，在解决真实性任务中，实现大概念的迁移，提升技能操作水平，体验科学方法.综上所述，单元视域下的探究教学设计，在目标设计上，倡导基于单元的学习设计，以确定核心的概念锚点，形成学习进阶;在课时教学设计上，注重围绕探究任务进行问题链和实验载体的设计;在评价上那么注重设置具体的任务进行评价，其中的工程单元是基于真实任务评价的良好载体.参