基于“五环四线” 模式的初中“功”的教学设计与实践

胡维维

(宁波市镇海蛟川书院,浙江 宁波 315201)

随着初中物理新课程标准的颁布,课堂教学模式在不断地变革与创新.文章以“功”的教学设计为例,通过情境→问题→任务→评价,遵循学生身心发展规律,循循善诱引导学生思维由低阶转向高阶.

1 “五环四线”课堂教学模式

新课程标准要发展学生的核心素养,主要包括科学观念、科学思维、实践探究、态度责任等方面[1].要求教师依据以上四个方面充分挖掘教学素材,基于学生深度学习和思维进阶建构教学模式.“五环四线”教学模式从创境激思、建构模型、评价模型、修正模型和应用模型五个环节完成教学过程,其教学流程见图1.此模式教学过程中注重各个环节和要素之间的融合与关联,促进教师和学生互动交流,凸显学生为主体的教学理念.

图1 “五环四线”教学流程图

2 “五环四线”课堂教学模式的具体措施

2.1 创设情境,引发思考

【情境1】体验活动:将重物从地面竖直向上搬起的过程.

【问题1】将重物举起的过程中,涉及哪些能量的转化?

【任务1】观察并分析重物举起的过程中涉及的能量转化.

【问题2】如何度量这个过程中的能量转化?

【任务2】引导学生思考在举起重物过程中的能量转化,归纳出量度能量转化的方法.

【评价1】诊断学生对重物举起过程中能量变化的分析能力,让学生从能量角度建立功与能量之间的关联,帮助学生逐步完善对“功是能量转化的量度”的理解,提升知识的分析归纳能力.

【设计意图】通过选取学生身边熟悉的情境导入新课,激发学生的学习兴趣,驱动学生从能量的角度分析问题,给学生带来新的思考与挑战.这种设计符合学生的认知规律,将功和能量之间架起“桥梁”,揭示出功的本质,为后续水到渠成地引出功的概念作铺垫[2].

2.2 体验过程,建构模型

【情境2】①重物由桌子的一端水平推向另一端;

②重物沿着斜面由底部斜向上推动一段距离.

【问题3】以重物为研究对象,从力学和能量角度分析重物在以上情境中有何共同之处?

【任务3】从物体受力的方向、物体运动的方向和能量的转化角度对情境中重物的情况进行讨论与交流.将研讨后的想法进行归纳与梳理,选取学生代表展示学习成果.

【评价2】借助生活中这些司空见惯的现象引导学生进行深入分析与思考,从力学与能量的角度加以研究,将情境中的要素进行提炼,归纳梳理出共同之处.让学生通过亲身体验认识功是能量转化的量度的科学本质,引出“功”这一物理概念.

【问题4】如何用建模的方式将人体对重物所做的功的两个要素体现出来.

【任务4】以小组为单位对三个体验活动进行分析与探讨,用不同颜色带箭头的线段分别表示物体所受的力与沿力的方向通过的距离,建构“功”的初始模型.

【评价3】学生基于以上活动体验,对功的概念有一定的认知.

【设计意图】初中生思维发展处于形象思维向抽象思维过渡的阶段,让学生经历体验活动作出做功两个要素的示意图,从这些的情境中归纳出功的概念蕴含的一般原理,有利于学生抽象思维的有效建构.

2.3 多维研究,评价模型

【情境3】给学生提供“功”的模型评价单(如表1).

表1 建构“功”的模型评价单

【问题5】对学生提问,如何对所建构的“功”的模型进行评价?

【任务5】引导学生结合评价单从不同的维度对建构的“功”的模型从选材与表示方法的合理性、适用性等方面进行思考、分析与质疑.

【评价4】师生共同交流评价感悟“功”的概念由来的本质,认识到功对度量能量转化中的重要作用,对学生批判思维能力、实践能力和语言表达能力等多种能力提升具有一定的意义.

【设计意图】帮助学生多维度评价自己的学习过程和结果,反映出学生对“功”的概念是否真的理解,对建模过程中发现的问题提出自己的观点,突出学生在学习过程中批判与质疑的高阶思维能力,提升科学思维水平和模型建构的能力[3].

2.4 优化完善,修正模型

【情境4】端着重物,沿楼梯向上运动;提着重物水平向前行走.

【问题6】从能量转化和应用“功”模型的角度分析以上这两个情境.

【任务6】学生将已建构的模型迁移应用到新的问题情境.

【评价5】用建构的模型对以上情境中的问题进行解释,发现重物所受的力与力的方向通过的距离不在一条直线上时,只有力和力的方向通过距离垂直的情况不做功.教师引导学生进行小组讨论与交流,发现模型中存在的不足并尝试进行优化与改进.

【设计意图】在优化模型的过程中发现存在的问题与不足,引导学生以发展变化的视角进行深度思考,不断修正与完善模型,有助于学生辩证唯物主义观念的养成.结合不同的物理情境,通过小组合作探讨、交流与分析不断更新迭代原有建构的模型,提升学生解决问题的严谨性和逻辑性.

2.5 拓展延伸,应用模型

【情境5】①将重物举高后停留3秒保持不动;

②将重物用力向前推动,离开手后,重物沿水平地面上前行一段距离.

【问题7】重物举高后停留3秒停留期间,有没有对重物做功?

【任务7】学生结合建构的模型独立思考与分析.

【问题8】重物离开手沿水平地面上前行一段距离的过程中,对重物做功了吗?

【任务8】学生结合建构的模型独立思考与分析.

【评价6】通过设置陌生情境让学生感悟“功”的模型在真实情境的应用,提升学生知识迁移与思维能力,有利于学生综合能力全面发展.

【设计意图】应用修正后的模型解决真实情景中的问题,引导学生进行思考与分析,有助于学生理解并掌握模型的适用范围.通过不断变化的生活情境对模型进行应用,提升学生知识的迁移能力,使学生在“变”中找到“不变”的本质.

本节课以搬运重物为载体,从功的两个要素理解出发建构模型,引导学生通过自主学习、交流合作不断地完善模型的合理化,并将所建构的模型进行迁移与应用.在实施“五环四线”教学活动的过程中(如表2),将真实情境与物理过程紧密关联,注重挖掘学生的科学探究意识,推进深度学习,提高迁移能力.

表2 “五环四线”教学实施流程图

3 结束语

“五环四线”教学模式属于新课程改革中出现的有创意的教学方法,更好地凸显以生为本的教学理念,多维角度提升学生的科学思维能力和学习方法.通过层层递进的问题驱动学生完成学习任务,不断优化课堂教学结构,对学生核心素养的发展具有重要意义.