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基于“教学评一体化”的初中物理实践类作业的设计与实施
——以苏科版八年级物理《压强和浮力》单元为例
摘要:课程标准强调完整的教学活动需要包括教、学、评三个方面,主张处理好三者的关系,三者成为一体,推动学科核心素养的形成。本文基于“教学评一体化”的理念对设计制作类、探究类、调查类初中物理实践类作业的设计和案例进行探析,同时针对初中物理实践类作业提出有效的实施策略。
关键词:教学评一体化;初中物理;实践类作业
一、问题的提出
在当前初中物理教学中,教师重点关注“教”与“学”这两方面,评价大部分依托于课后习题作业和阶段性考试。这类作业形式单一,创新不足、机械性强,难以体现针对学生知识建构、思维能力等的质性评价,更无法据此判断学生的核心素养发展程度。物理作业不应仅仅局限于习题的演算,体验观察、设计制作、实验探究、调查研究等实践活动,都应成为学生作业的一部分,凸显物理课程实践育人价值。下面以《压强和浮力》这一章为例从以下几方面探讨初中物理实践类作业的设计与实施。
二、基于“教学评一体化”的初中物理实践类作业的设计案例
(一)设计制作类实践作业,增强学生的创新意识和实践能力
设计与制作是一种典型的初中物理实践类作业形式。设计制作类实践作业就是根据学生所学知识和结合教材内容,利用合适的材料和工具,制作出手工制品、简易工具、测量仪器、模型等具有一定功能的产品的活动。这类活动是从物理学习迈向物理实践的有效载体,学生在活动中经历方案设计、产品制作、展示评价等实践过程,既可以提升学生的科学思维能力,又能培养学生“做中学,学中做”的实践能力和创新精神。
1.模型制作类
模型制作类作业需要学生用所学的相关物理知识开展模型设计、制作、测试、优化等活动,用相关的物理语言展示交流分享模型成品的结构、功能、原理的关键点。
例如在学习了物体的浮与沉这节课后,老师布置了一个制作潜水艇模型的作业。学生首先需要收集潜水艇的相关的资料,了解潜水艇各部分的功能和构造,掌握浮沉的原理,讨论鱼在水中的浮沉现象和热气球升降原理,并设计草图。在材料的选择上,可以选择身边容易获得的材料来制作潜水艇艇外壳,比如大小适中的半密闭容器,如小塑料瓶、眼药水瓶等,配重可选择钉子、螺母,进排水系统选择吊瓶软管和注射器组合等。在制作过程中,需要考虑如何利用物体的浮沉条件和阿基米德原理控制改变潜水艇内部的水量,从而模拟潜水艇的上浮、下沉和悬浮。
再如在学习完压强这一节后可以布置制作简易切蛋器,学完气体压强后可布置制作简易气压计、口吹喷雾器、自动饮水器、自制家庭吸尘器等,学完浮力后可布置制作浮沉子等。这些模型的制作要符合初中生的认知水平和动手能力,设计要新颖且创新,还需要尝试去不断改进提升模型的功能。制作材料方面要学会废物利用,从身边的废旧物品中去寻找合适的材料,而不是从网上购买一些现成的材料来制作模型,以免成为单一的手工作业。
2.测量工具制作类
物理教学中要用到各种实验室测量工具用于测量各种物理量,若教师结合教学内容通过布置仿制测量工具的实践作业,不仅可以帮助学生深化对物理知识的理解和应用,作品还能作为自主探究活动的教学资源。
制作简易密度计是本章典型的一个仿制测量工具的实践作业。在制作之前教师先要引导学生了解物体漂浮时的受力情况,利用二力平衡条件及阿基米德原理,分析得出密度计浸入液体深度与液体的密度的关系,从而得出密度计刻度分布特点。密度计的制作材料一般选取一根吸管,将一些铁丝从吸管的下端塞入作为配重,用石蜡将下端封起来,使其能竖直漂浮在水中。在实际制作中,密度计一般不能马上直立,这是因为吸管太长或者作为配重的铁丝太少;若铁丝太多,则会出现密度计沉到容器底部,或者露出液面部分太少。在制作完成后要求用自制的密度计能测出不同浓度酒精的密度。由于不同浓度的酒精密度相差不大,这对学生制作的密度计的精度提出了较高的要求。学生通过分析和解决遇到的问题,来改进优化作品,有利于培养学生的创新思维和批判性思维。
在制作密度计的基础上,教师可给学有余力的学生设置综合性较强思维含量较高的任务——制作浮力秤。两者有区别和联系,如浮力秤原理跟密度计相同,但是两者的刻度分布不同,这需要学生结合实践制作和理论推导,从信息中寻找证据从而进行论证,以此提高学生的逻辑思维能力。
(二)探究实验类实践作业,培养学生科学探究能力
科学探究是学生学习物理的主要方式。在实际课堂教学过程中可能会出现实验仪器不足、空间和时间的限制导致探究实验教学效果大打折扣,课堂上学生也只能走马观花,不能深入研究。若把许多选做的探究实验放在课外去做,学生便可以跳出课堂,到更广阔的空间去近距离观察实验现象,有更充裕的时间去收集和分析信息获取证据,从而寻找问题的答案。
例如演示实验“探究影响压力作用效果的因素”,可以设计为探究类实践作业,所需的器材如装水的矿泉水瓶、海绵、木板、沙子等都是简单且易获得的。在居家实践中,学生对压力作用效果的体现各有不同,有用沙子的凹陷程度来表示,也有用花泥、橡皮泥、海绵的形变来展示的,学生的思维得到充分的发散。
再如“探究流速对流体压强的影响”这个实践作业中,学生充分利用身边的情境去设计实验方案、自选实验器材,比如要改变流体的流速,学生会想到用嘴吹气、用电吹风吹、用注射器或水枪喷水、水龙头接水管后喷水等等,方法五花八门。关于肉眼无法直接观察的压强变化,学生将比较压强的大小转化为比较压力的大小,再观察不同压力作用在物体上效果。通过一系列的探究类实践活动,学生学会思考、动手和表达,在丰富学生实践经验的同时又能达到巩固学生物理观念、发展科学思维、培养科学探究能力的目的。
(三)社会参与调查类实践作业,培养学生的科学态度与责任
初中生正处于形象思维向逻辑思维发展的关键阶段,需要通过对各种事物的认知、对各种实践的体会才能树立正确的价值观、科学观和世界观。调查类实践作业给学生提供针对具体问题进行深入调查的机会,有效推动学生从物理课堂走进真实的生活和社会,观察认识真实的世界。
例如让学生调查与日常生活相关的增大或减小压强的事例,完成调查表格,以此强化学生对压强公式的理解和应用。同时让学生认识到生活处处皆物理,使学生体会到物理与生活生产的紧密联系,学会将物理知识主动运用于生活生产的意识。
再如通过互联网或图书馆查阅资料、参观博物馆或科技馆,了解我国古代有关压强和浮力的科技成果,如福船、漏刻(漏壶)、桥、走马灯、两心壶、倒灌壶、公道杯、孔明灯等,学生可以体会到我国古代劳动人民的智慧,知道我国古代科学技术的重要成就对世界文明发展的促进作用。通过了解我国长江三峡水利枢纽工程、奋斗者号载人潜水器等我国现代化建设新成就,体会到物理学对人类生活、工程实践和社会发展的影响,增强了学生的民族自豪感和责任感。
三、基于“教学评一体化”的初中物理实践类作业的实施策略
(一)整体规划,任务引领
实践类作业的设计要与单元整体课堂教学、书面作业、学段测试目标等相结合进行整体设计,结合学情和课标的分析,形成教学评一体化的学习目标。教师在实施实践类作业任务时,根据教学进度选取本单元、跨单元甚至跨学段的合适的作业主题,设计好实践类作业指引单,明确作业目的、内容、评价、反思等环节。实施过程强调整个教学过程的融合性,各环节相互促进和支持。
(二)细化示范,自主合作
实践类作业成果一般以实物作品、实验报告、照片、视频等方式呈现,所以教师一般先建好物理实践作业群,建好主题相册或文件夹来收集学生作品;定期发布作业指引单,明确作业任务,并且每项任务都会提供一些优秀案例作为参考。若遇到一些项目化综合性强的实践类作业,教师也可以组织学生以团队的形式完成一个任务,对每个小组提出明确要求并分配任务,营造学生自主、合作的学习氛围。
(三)尊重差异,全面育人
为了让每位学生都充分参与到实践活动中去,尊重学生的认知和个体差异,应根据不同层次学生的需求,个性化分层布置任务。实践类作业设计时应充分考虑任务的难易度,设置为面向全体学生的基础性任务和满足学有余力的学生个性化发展的进阶性任务。学生可以根据自己的能力水平选择完成,从而充分调动全体学生的积极性,实现新课标要求的全面育人目标。
(四)及时反馈,评价多样
学生在完成实践类作业的过程中,教师始终保持对学生学习情况的关注。教师及时、建设性的反馈指导可以帮助学生了解自己的优势和不足,促进学生反思改进,从而更有效地解决实践中的问题。每一份实践类作业都配备对应的评价量表,根据作业实践性、综合性的特点,注重评价学生分析解决问题中的行为表现和活动成果,关注学生提出问题、收集处理信息、解决问题的能力,以及团队合作能力。学生实践成果,如方案设计、作品或模型、实验报告、制作过程的视频资料等,可以通过成果展示、研讨、报告会等方式交流呈现。采用学生自评、互评、教师评价相结合的多元化评价方式,最后形成“教学评一体化”的闭环。
四、总结
初中物理实践类作业设计的质量和作业实施的效果为教师的“教”明确方向提供证据,为学生的“学”提供引导和辅助,是确保“教”和“学”在减负的大前提下提质增效的重要因素。学生学习物理的方式发生了巨大的转变,实现了从解题到解决问题。常态化、高质量开展初中物理实践类作业的实践研究,也有效促进了教师的专业发展,是值得一线教师深入研究的课题。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.
[2]李春梅,白荣华.基于“双减”的初中物理实践作业设计[J].物理教师,2023,44(03):49-52.