阮享彬

摘 ?要：學習進階理論不僅對科學概念的理解提供了不同的思維層級模型，還為更科學、有序、高效的課堂教學提供了明確的方向。文章以初中物理光學單元以及《光的反射》這一節(jié)教學為例，基于核心概念的大單元教學策略，制訂了圍繞核心活動開展的課堂教學設計方案，讓學生在系列主題活動體驗中，理解單元物理核心概念，達成思維進階的終極目標。

關鍵詞：學習進階;核心概念;核心活動;教學實踐

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2020）5-0011-3

學習進階是對學生在一個時間跨度內(nèi)學習和探究某一主題時，依次進階、逐級深化的思維方式的描述[1]?？茖W確立大單元教學策略，合理規(guī)劃課時教學實施方案，為學生的思維層級發(fā)展保駕護航，是新課程背景下全新的一種教學設計。

1 ? ?基于學習進階的物理單元教學設計

更注重知識的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)物理教學，常常將教學設計為碎片化知識的“演變”過程，不同課時之間，甚至課時內(nèi)的教學活動往往缺少一條明晰的主線，使得物理概念和規(guī)律的形成缺乏整體性和連貫性。

學習進階要求我們在進行物理課堂教學設計時，緊緊圍繞單元核心概念，在精準的學生前測基礎上，不斷優(yōu)化活動線索和主題，讓學生在自然的活動推進中不斷建構(gòu)核心單元概念。

在義務教育物理課程標準中，關于光學部分的具體要求是：“通過實驗，探究并了解光的反射定律，探究并了解光的折射現(xiàn)象及其特點;通過實驗，探究平面鏡成像時像與物的關系;知道平面鏡成像的特點及應用;認識凸透鏡的會聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用;探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律;了解凸透鏡成像規(guī)律的應用”[2]。作為幾何光學的一部分，其主要知識內(nèi)容總是圍繞“光線”的概念展開的，“光線”作為光學部分的核心概念，顯得尤為重要。

如何設計一個項目活動開展課堂學習？如何設計一個大項目活動貫穿整個初中光學單元的學習？這對于學生光學知識體系的建構(gòu)和“光線”核心概念的理解是非常重要的。我們研究項目組通過多次研討，認為基于“激光打靶”的項目活動能擔當此任，先通過生活中常見的激光打靶路徑顯示，建立“光線”模型;借助平面鏡繞過障礙物打靶后對光路圖的描述，探究光的反射定律;再利用激光槍打水中靶心的活動，認識光的折射規(guī)律;最后通過“射擊瞄準儀”的研究活動，認識生活中的透鏡及其成像。

在學習進階理論的指導下，尋求合理的項目活動載體，讓學生在逐步深入的系列分項目活動中領悟單元核心概念，能在提升學生思維品質(zhì)的同時，通過科學探究過程培養(yǎng)學生的問題意識、證據(jù)意識、解釋和交流等能力。

2 ? ?基于學習進階的課時核心活動主題設計

2.1 ? ?初中物理光學部分的教材分析

在大單元項目設計的基礎上，如何展開課時教學活動設計呢？這要基于對教材的分析解讀?，F(xiàn)行滬科版教材的第四章，把《光的反射》作為初中光學的開篇章節(jié)，需要圍繞“光線”這一核心概念，通過核心活動設計，逐漸展開“光線”模型的建構(gòu)與“光線”在各種光現(xiàn)象中的幾何描述的教學。

2.2 ? ?基于學習進階理論的核心活動確定

學生的經(jīng)驗概念是學生的一種“信念”，在教學中可以看作是活動的假設，教學過程則是不斷對這個“信念”提供證據(jù)以證實或證偽的過程[3]。學習進階對教學的要求，需要對學生進行教學前的測試，將傳統(tǒng)意義上憑教師經(jīng)驗的“備學生”落到實處。在本節(jié)教學之前，我們通過圖1中的問題對學生已有的光知識開展了前測。

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圖1 ?《光的反射》前測試題

學生現(xiàn)狀分析：學生已經(jīng)知道“光在空氣中是沿直線傳播的”“鏡子等光滑表面是能反射光的”“我們之所以能看見物體，是因為物體上有光進入了人眼”等豐富的生活感知經(jīng)驗。

進階目標分析：初中物理《光的反射》一節(jié)的學習目標——即進階目標，就是要讓學生在原來認知經(jīng)驗的基礎上，從光在空氣中沿直線傳播的片面經(jīng)驗上升到“光線”模型的建立，從鏡面反光到光在各種物體表面都會發(fā)生“光的反射現(xiàn)象”概念的建立和對“光的反射定律”探究過程的方法建立，為后續(xù)的平面鏡成像、光的折射及透鏡成像等學習內(nèi)容的深入探究做好知識和方法上的準備。即，實現(xiàn)從“經(jīng)驗”向“映射”進階。

基于上述分析，我們可以將激光打靶——“追尋光的足跡”作為整個初中光學單元教學的核心活動，圍繞“激光打靶”的活動逐一展開對光的傳播規(guī)律和成像原理的探究。

3 ? ?圍繞核心活動的教學過程案例分析

在《光的反射》一節(jié)的課堂教學中，我們設計了基于“激光打靶”核心活動的學生課堂系列活動，完成了本節(jié)教學，收到了較好的效果。

3.1 ? ?基礎活動：展示激光打靶

學生通過教師提供的“激光槍”，完成擊中“趣味靶心”（擊中后會播放趣味音樂）任務（圖2）。然后借助遞進式問題：光從哪兒來？到哪兒去了？中間路徑如何？怎么證明我們以前的認識？在教師的不斷追問中，巧妙利用噴霧器（或棉線等）直觀顯示光路，讓學生在趣味性活動的基礎上，通過作圖簡化，實現(xiàn)了從光在空氣里沿直線傳播的經(jīng)驗向“光線”模型建構(gòu)邁進。

3.2 ? ?挑戰(zhàn)活動：嘗試隔物打靶

學生在輕松完成上述任務后，教師從靶心處逐漸靠攏學生，擋住光路，提出一個挑戰(zhàn)性的活動，如何繞過老師擊中靶心呢？在小組研討的基礎上，學生巧妙運用教室側(cè)面墻上的一面鏡子，完成了任務（圖3）。師生通過對直觀顯示的光路現(xiàn)象的定性描述，自然而然地形成“光的反射”概念。實現(xiàn)在自創(chuàng)情境中，不斷豐富感知，通過現(xiàn)象本質(zhì)特征的提煉，完成“光的反射現(xiàn)象”的概念教學。

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圖2 ?激光打靶活動[4] ? ? ? ? 圖3 ?通過鏡面隔物打靶[4]

3.3 ? ?探究活動：描述打靶光路

在學生對光的反射現(xiàn)象有初步認識的基礎上，鼓勵學生嘗試用光線描述反射光路。在教師利用自制教具對光的反射現(xiàn)象演示（圖4）的啟發(fā)下，學生通過觀察、發(fā)現(xiàn)、實驗和研討，逐步達成以下認識：

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圖4 ?光的反射演示[4]

（1）反射光線和入射光線所在的平面總是跟反射面垂直;

（2）從不同方位入射到鏡面上的同一入射點，形成的眾多由入射光線和反射光線確定的平面，這些平面存在一條公共的交線，即“法線”，并且以“法線”為參照，描述光線的空間位置，顯得尤為方便;

（3）提出探究的主要問題：描述反射光路的突出困難——角度的大小關系如何？

（4）實驗探究收集證據(jù)，形成完整的反射定律。

3.4 ? ?反思挑戰(zhàn)活動：追究脫靶原因——建立對反射的完整概念

回顧挑戰(zhàn)活動中的完成情況，光憑經(jīng)驗打靶容易脫靶，現(xiàn)在用光的反射定律，可否研究一個萬無一失的方案呢？于是，將挑戰(zhàn)活動情境用示意圖呈現(xiàn)出來，即在已知反射面、光源和靶心的情況下，如何完成實現(xiàn)擊中靶心的光路圖？學生在自行獨立設計的基礎上，通過小組交流心得體會，發(fā)現(xiàn)了反射光路可逆的規(guī)律。

在全面建立“光的反射定律”的基礎上，利用將不同角度的入射光通過不同方位鏡面反射“打靶”的挑戰(zhàn)活動體驗，感受太陽能發(fā)電中追光技術的必要性，加強課堂學習與生產(chǎn)實際的聯(lián)系。

3.5 ? ?總結(jié)活動：經(jīng)驗分享感悟——活動總結(jié)與延續(xù)

鼓勵挑戰(zhàn)活動中成功率高的學生分享他的打靶經(jīng)驗，原來是將光的直線傳播經(jīng)驗遷移到本活動中，在無法直擊靶心的情況下，只需要用“激光槍”直擊鏡子中的靶心即可。于是，教師追問：鏡中真有靶心嗎？鏡中的靶心又是怎么形成的呢？它和我們今天學習的“光的反射定律”有何關系呢？這為下一課時“平面鏡成像”的學習做了鋪墊，讓核心活動得以延續(xù)。

上述的課堂教學過程有利于學生逐漸深入地認識光的直線傳播和反射現(xiàn)象。學生在這一系列“演進”式的活動體驗中，不僅僅收獲了知識，更多的是增強了問題意識、證據(jù)意識和解釋交流的科學探究能力。

綜上所述，在學習進階理論的指導下，我們通過對課標與教材的深入研究，認清了核心概念在單元教學中的重要地位。在學生前測的基礎上，精準把握學情，選擇學生喜聞樂見的核心項目活動，開展系列分活動組織課堂教學，順利實現(xiàn)了從經(jīng)驗向映射的思維進階，在知識學習系統(tǒng)化的同時，促進了學生思維的整體性發(fā)展。

參考文獻：

[1]郭玉英，姚建欣.基于核心素養(yǎng)學習進階的科學教學設計[J].課程·教材·教法，2016，36（11）：64-70.

[2]中華人民共和國教育部.全日制義務教育物理課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.

[3]翟小銘，郭玉英，李敏. 構(gòu)建學習進階：本質(zhì)問題與教學實踐策略[J].教育科學，2015，31（2）：47-51.

[4]趙宗敏，潘新竹. 2018年物理學術年會暨中學物理名師課堂教學展示：課堂實錄光盤[E].2018.

（欄目編輯 ? ?趙保鋼）