单元设计中知识结构化的方向与方法-以初中物理“压强与浮力”单元为例

单元设计中知识结构化的方向与方法--以初中物理“压强与浮力”单元为例当零散的“知识”按照一定的逻辑整合成结构化的“观念”时,学生就初步具备了应用知识分析问题、解决问题的“能力”当“能力”能够灵活地迁移到新的情境时,学生就会具备较敏感的问题意识并收获意义感，“素养”便得以形成可见，“能力”是从知识到素养的桥梁，如果说知识是微观的、素养是宏观的，那么“能力”则是中观的.结构化的知识是培育能力的基础，因为只有结构化的知识才是可迁移的,这正是当下大力倡导“单元设计”的缘由.根据划分的依据不同,单元大致分为两类:以大项目(任务)来统率的单元和以大概念(或观念)来统率的单元.就科学教育,特别是分科设置的物理课程而言,更适于以大概念统率单元，以学科核心概念的学习进阶为设计主线，在真实情境与任务中积累学科活动经验，发展学科核心素养.大概念理念为单元设计中的知识结构化指明了方向但如何实现知识结构化仍有待探讨.本文以“压强与浮力”单元为例,简要归纳知识结构化过程中需要关注的三类结构,以期为知识的联结提供路径参考.1解读课程体系结构:确立知识的课程坐标，把握单元的上联下拓“核心素养一课程标准一单元设计一学习评价”是教学活动的基本链环]在此链环中，单元设计是课程实施的中观环节，上联课程，下拓课时.如图1所示,教师在解读知识内容时，首先要有精准的课程定位，明确本节学习内容所属的主题或单元,要思考单元在课程中的定位及单元间的关联;接着要分析学生的学段特征和已有储备，充分考虑能力发展的层递性;最后确立单元所指向的学科核心素养,可能侧重某一素养，也可能多项素养均有体现.以“浮力”为例教师在备课过程中进行内容分析时，可以参照上表所呈现的维度,在科学把握课程特质、学情特征和素养指向的基础上,制定课时学习目标如，“浮力"课时学习目标:①通过实验，体验浮力的存在，会使用弹簧测力计测量物体所受浮力的大小,会分析浸在液体中的物体的受力情况;②经历探究影响浮力大小的因案的过程，知道阿基米德原理;③了解猜想在科学探究中的意义，体会剔除错误猜想、合并有效猜想的研究方法尽管一堂课的学习内容与课程间的结构关系有时不那么明显，但课程意识强的教师通常会围绕课程目标精心组织螺旋上升的学习材料，在学习过程中渗透课程理念，并逐步达成课程目标.做好单元分析，教师心中才有课程;做实学情分析，教师眼中才有学生;把提素养指向，教学才不偏离航道.2分析认知心理层次:从表象到本质,触及知识的内核认知心理学研究表明，学生的学习回是有一个心理层次和过程的.就物理概念学习而言,学生大致经历如图2所示的过程:在观察和体验的基础上，提取已有的事实或经验，并利用物理术语对事实加以界定、分类，再概括出事物的共同本质特征，以建构物理概念，最终在概念理解和应用中领悟相关的物理思想或观念。关注认知心理的层次，就是关注学习活动的发生机制，从心理结构的角度去探讨学习的发生间题，也是在意义建构的视域下去审视知识的结构上述教学片段体现了知识意义的丰富过程由浅表到深刻，呈现出知识本身的内在结构(压力一压力的作用效果一压强).随着学习的深入，物理概念的表征形式会越来越抽象，也更深刻地揭示出自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律，也更需要还原知识的认知层次和内在结构教学设计过程中,要把握认知心理层次，引导学生透过表象看到本质，逐步触及知识的内核，渗透体现学科特质的思维方式、思想方法，3规划概念进阶路径:以概念进阶设计活动群迈向物理大概念整合与发展是当代基础教育阶段科学课程改革的核心理念，实现科学课程整合首先应围绕大概念组织知识内容,建构统一的概念体系，在此基础上设计合理的学习进阶,以促进学生科学素养的连贯发展[2]在单元教学中，教师会围绕单元目标提供系列学习材料，这些材料同样需要进行结构化加工,以形成由简单到复杂、相互关联的材料序列.进一步地，要明确各材料所对应的发展层级和具体表现，便于学习过程中教师依据诊断结果及时调整学习材料的内容及呈现方式，并在循序建模中实现概念的进阶，逐步迈向大概念.当然，这里所讲的大概念具有相对性，比如“浮力”在物理课程中只能算是基础概评价活动2:折一只小纸船，使它漂浮在水面上，然后向其中放入“货物”(回形针),比一比谁的小纸船装的“货物”最大.并思考下列问题:逐渐放入“货物”,纸船的位置有何变化?若将纸船放入浓盐水中,能否装更多“货物”?“货物”沉底后，还受到浮力吗?浮力大小如何变化?评价活动3:取一根饮料吸管,将一些铁丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，制作一个简易的密度计,并思考下列问题:如何对简易密度计进行标度?刻度线的分布有什么特点?如何使两条刻度线之间的距离大一些，以使测量结果更精确?学习活动是一种认识活动,既包含活动的过程，也包含活动的结果.我们倡导:在物理课堂学习中,设计学习活动群,通过探究活动群建构概念的意义，并逐步围绕大概念形成系统的物理观念通过评价活动群凸显建模意识，并在实际问题解决中发展对大概念的综合性理解.“群”强调学习活动之间的内在逻辑,在过程上体现为知识的演进、学习的进阶,在结果上表现为建构出更大的概念模型、能解决更综合的实际问题迈向大概念是单元设计中知识结构化的方向在策略方法层面,要关注到三类结构:课程体系结构、认知心理层次和概念进阶路径.如果把课程比作“体”,具体的教学内容比作“点”.一那就是要放眼整个课程确定“点”的坐标，以把握学科的特质;要根据学习活动间的逻辑关系,确定学习进阶的路“线”要基于学生认知的心理机制,为学生的真实学习搭建舞台(“面”)在《以大概念理念进行科学教育》-书的序言中，周光召先生