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基于深度学习的初中物理大单元教学策略探究

2023-07-04胡德华

求知导刊 2023年11期
关键词:大单元教学深度学习初中物理

摘 要:初中物理学科知识具有较强的连贯性,教师采用大单元教学策略将多个单元的知识进行有机整合,能够有效提高教学质量,为学生提供全面、系统的教学内容。为进一步培养学生物理学科思维,使其掌握物理概念及规律的本质,教师需要在大单元教学策略中融合深度学习理念,促进学生学科综合素养的形成。文章结合对大单元教学的分析,对基于深度学习的初中物理大单元教学策略进行探究。

关键词:深度学习;初中物理;大单元教学

作者简介:胡德华(1986—),男,贵州省铜仁市松桃苗族自治县第二中学。

大单元教学策略的应用为深度学习理念的实现提供了重要载体。在初中物理教学中,为促进学生多种思维能力的形成,教师一方面需要注重单元知识的整合,另一方面需结合物理实验以及实际生活现象,引导学生深入探究各类物理概念,在帮助学生理解物理规律以及概念的同时引导学生实现深度学习,促进学生学科综合素养的形成和物理教学质量的提升。

一、深度学习大单元教学策略价值分析

(一)符合物理学科教学规律

初中物理学科包含众多概念以及物理规律,这些概念及规律在促进学生思维能力发展方面具有重要的教育价值。在传统教学中,部分物理教师为加快教学进度,将物理概念或规律单独提炼出来为学生讲解。这种教学方式虽然能够加深学生对物理知识的理解,但并未结合学生日常生活经验或已积累的知识引导他们从多个维度进行学习,致使学生难以实现新旧知识的衔接。

深度学习大单元教学策略下,教师不仅需要将内容相似的教学内容整合为大单元,还需要结合学生日常生活或者社会案例引导学生探究物理知识在现实生活中的应用。学生通过讨论以及实验检验的方式论证自己的猜想,能增强知识迁移能力,在真实的生活情境中学以致用,最终充分发挥物理学科在思维及学习能力培养方面的重要价值。

(二)重视学生学习过程

以人教版初中物理教材为例,现阶段初中物理教材中包含众多有趣的物理实验,教师需要结合这些物理实验,引导学生从生活现象的角度出发探究各种实验的科学本质。深度学习大单元教学策略下,无论是实验探究、猜想假设还是结论获取环节,都需要教师以问题为导向,关注学生在学习过程中多种学习能力以及情感价值观的变化,通过项目推进的方式帮助学生明确学习方向,结合多种学习策略解决实际问题。相比于传统教学策略,依托深度学习理念的大单元教学策略能够帮助教师进一步发挥物理教材中各种物理实验的教育价值,改变原有注重学习结果的教学重心,重点关注学生的学习过程[1]。

(三)符合学生认知思维发展规律

初中生的抽象思维正处于发展阶段,其可能因认知偏差对一些抽象复杂的学科概念存在一定学习困难,但他们对新鲜事物普遍具有较强的好奇心以及学习兴趣[2]。深度学习大单元教学策略下,教师一方面可以结合教材进行教学,另一方面可以利用互联网平台为学生提供各种有趣的现实生活案例作为教学内容补充。各种有趣的生活现象或者实验现象能够充分激发学生的学习兴趣,教师引导学生对各种现象进行猜想假设并为其提供实验器材进行实践,能够进一步发挥学生的主观能动性,使其以积极的心态参与到各项学习活动当中。相比于传统教学方式,深度学习大单元教学符合学生认知思维发展规律,可以满足学生个性化学习需求,有利于学生学科素养的形成[3]。

二、基于深度学习的大单元教学概述及流程分析

(一)深度学习理念

深度学习理念下学生的学习方式以及学习过程具有主动、重视理解记忆以及涉及高阶思维的特点[4]。教师需要创新原有教学方式,主动为学生传递课堂核心学习内容或为学生提供具有挑战性的综合性任务,引导学生结合自身认知水平,围绕物理学科核心概念,从物质观、运动观、相互作用观和能量观等角度出发进行综合分析。在此期间,学生需要采用自主学习以及合作探究的方式,利用物理模型、科学推理论证以及批判性思维解决实际问题,在与他人碰撞思维的过程中习得优秀学习策略并解决自身存在的学习问题,最终培养问题解决能力问题、创新思维、合作学习能力,促进自身学科核心素养的发展[5]。

作为一种综合性较强的理念,深度学习理念在为学生综合素养形成开辟新的发展道路的同时,对教师的教学能力也提出了更高的要求。教师需要重视学生的知识习得过程,根据学生学习进程灵活调整教学内容以及考评策略,引导学生进行知识整合及自主建构,确保教学质量[6]。

(二)大单元教学策略

大单元教学策略在现阶段初中物理学科领域中的应用较为广泛。大单元教学需要教师以单元为教学设计单位,着重突出教学内容的统整性以及递进性,改变原有以课时为主导的教学设计策略,将知识作为教学核心内容,为学生构建一个科学完整的单元知识框架体系,引导学生循序渐进地了解知识、掌握知识、灵活运用知识[7]。实践证明,大单元教学是实施深度学习的有效手段。

为发挥大单元教学策略的价值,教师需要重视以下几点。首先,教师需要注重对单元知识的梳理,将各单元整合为大单元时需要明确每个单元的侧重点[8]。其次,教师需要明确教学期望,采用大单元教学策略本质上是引导学生实现深度学习,发挥深度学习的应用价值。因此,教师一方面需要基于大单元为学生设立宏观学习目标,让学生知道单元的知识框架,另一方面还需要结合大单元中的独立单元知识为学生设立微观学习目标,让学生知道每节课需要掌握什么知识、知晓什么概念。最后,教师需要采用新型教学评价方式。新型教学评价以深度学习要求为内核,教师需要重点关注学生在接受大单元教学活动后,学习能力是否达到深度学习对应的层级要求,例如学生是否能够掌握物理知识的内涵、是否能够结合实际生活探究物理知识的体现、是否能够在不同情境下利用所学物理知识解决实际问题等等[9]。

(三)深度学习大单元教学流程分析

深度学习大单元教学流程主要包括四个方面。其一,教师需要在教学活动开展前期与学生构建有效的沟通渠道,利用一对一访谈或者应用题测试的方式了解学生的基础知识以及实践技能掌握情况。同时,教师还需要关注学生学科学习兴趣以及学生在学习过程中的行为动机,尽可能全面地收集学生的学习数据,以确保大单元教学活动符合学生实际学情[10]。其二,教师需要对教材进行分析,一方面需要将教材中内容相似或者具有阶段性的单元整合为大单元教学内容,另一方面还要根据学生实际学情灵活调整教学内容。其三,教师需要为学生设计具有一定挑战性的綜合问题。挑战性的综合问题需要以实际生活为案例,确保学生能够在日常生活中做到知识应用。其四,教师需要以深度学习要求为内核构建教学评价体系,将过程性评价与终结性评价相结合,注重学生的知识习得过程,了解教学活动结束后学生的能力达到了深度学习的哪一层级。

三、初中物理深度学习大单元教学策略

(一)学生学情分析

教学活动开始前,教师需要采取多元化方式对学生学情进行分析,在日常教学期间与学生加强沟通交流,主动询问学生近期遇到的学习困难。对于频繁出现学习问题的学生,教师一方面需要鼓励这些学生,另一方面需要及时记录学生学习能力的变化情况以及他们遇到的不同问题。例如,教师通过沟通交流发现少数学生对物理概念存在认知偏差,致使其难以正确分析物理实验现象。对此,教师需要加强对物理概念的讲解,将物理实验或者有趣的生活现象与物理概念相联系。

若物理教师采用线上线下相结合的教学方式为学生开展教学活动,则需要重视线上学习平台的后台管理系统的重要价值。依托后台管理系统,教师能够实时监测每位学生线上学习时长、作业完成情况以及讨论区问题回答情况。利用数据分析及数据建模的方式能够将每位学生基本学习情况进行可视化呈现,以便教师及时了解学生实际学情,调整教学策略。

(二)大单元教学整合

以人教版初中物理教材为例,为帮助学生形成正确的物理观念并提高学生的思维水平,针对内能、比热容以及能量转化守恒这些重要知识点,教师可以将八年级上册第3章《物态变换》、九年级全一册第13章《内能》和第14章《内能的利用》统整为大单元,根据不同单元内容分别为学生设计多个实际问题。例如,根据《物态变换》章节要求学生理解液化放热知识点;结合《内能》中比热容的概念引导学生进一步探究不同物质的熔点;利用多媒体设备为学生播放有关锅炉以及火炉的纪录片,引导学生结合《内能的利用》章节探究能量的转化和守恒。

(三)问题设计与实验流程

在上述大单元整合的基础上,此次深度学习大单元教学可以设计两个综合性问题:暖气原理、火炉烧水效率。教师需要将班级学生划分成5人小组,要求每个学习小组选出一名组长、一名记录员以及三名组员。三名组员需要从课外书、物理教材以及互联网平台等渠道收集有关暖气的案例以及数据信息。在此期间,组长需要协调每位组员的学习过程,帮助每位组员明确自身职责。记录员需要及时将每位组员收集到的信息进行整理,利用思维导图总结各种物理现象以及实验结果涉及的物理概念。

完成上述准备工作后,教师需要明确教学期望并为学生设计综合性问题。由于本次课涉及内能、能量守恒定律以及物态变化等物理学概念,因此教师需要确保学生在完成各项学习环节后能够对上述物理概念以及相关实验产生清晰直观的认知。为此,教师可以要求学生利用正确的信息资讯收集方式探究暖气的原理以及火炉烧水效率,并通过组间合作的方式思考如何提高热机效率。

例如,教师可向学生提出问题:冬季时期,一些北方学校会采用锅炉烧水的方式为整个教学楼供暖。请大家探究,若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量,需完全燃烧多少千克煤?理论计算与实际应用之间是否存在差值?并谈谈暖气工作原理、我国年煤炭消耗量以及提高火炉烧水效率的方式。

这一问题涉及煤的热值以及煤发热值和质量关系,学生需要利用互联网平台调查我国冬季煤炭消耗量以及煤炭的热值,并结合热值以及比热容等物理量探究煤炭燃烧期间热量的损耗。在探究暖气工作原理以及我国年煤炭消耗量问题时,学生可亲自前往锅炉厂进行社会调研,也可利用互联网平台收集相关资讯。在探究提高火炉烧水效率方式的问题时,教师可以制作简易装置并带领学生在安全环境下开展物理学实验,要求学生从散热角度探究如何利用最少量的煤炭将水烧开,在确保安全的前提下引导学生对实验装置进行改进。

为进一步帮助学生理解物理知识概念,教师可通过创设生活化情境的方式,结合实际生活案例,引导学生探究日常生活中煤炭、液化罐等燃料的应用场景。学生需要分别从燃烧效率、环境保护以及安全性的角度出发展开探究。

四、基于深度学习的教学评价

基于深度学习的教学评价需要教师采用过程性评价与终结性评价相结合的方式。

在过程性评价方面,教师需要从核心知识、深度思维以及情感体验三个角度出发,观察学生在学习初期是否对核心概念建立起了初步认知,在经过一段时间学习后是否能够对物理知识产生不同见解,在知识探究过程中遇到困难时是否可以与其他同伴协力解决。

在终结性评价方面,教师需要分别从科学思维以及物理观念角度出发,了解学生学科核心素养水平,如学生是否能够意识科学创新思维对社会发展的重要意义、是否能够利用物理知识解决现实生活中的问题等。每次大单元教学结束后,教师可以进行一次小测,以检测学生对大单元知识的掌握情况,然后查缺补漏、对症下药,为学生找到改进学习方式的方法。

结语

综上所述,基于深度学习理念的大单元教学策略在初中物理教学领域中能发挥重要价值。实际教学期间,教师不仅要实现各章节单元知识点的有效整合,还要利用各种物理学实验以及生活现象引导学生深入探究物理知识的本质,从而帮助学生在多种教学活动中提高思维品质、锤炼各种技能。

[参考文献]

[1]臧运娟.简析基于深度学习理念的初中物理大单元教学要点[J]. 天天爱科学(教学研究),2023(1):90-92.

[2]白东升.项目学习:初中物理深度学习的新探索——以“热学”部分大单元教学为例[J]. 中学物理,2022,40(24):37-40.

[3]杨珍珂,贾伟尧.指向科学思维发展的初中物理单元整体教学实施路径[J]. 物理教学探讨,2022,40(9):5-8.

[4]杨叶娟.促学生核心素养形成的初中物理大单元作业设计探究:以沪科版“内能与热机”为例[J].考试周刊,2022(32):116-120.

[5]崔波.基于深度学习理念的初中物理大单元教学策略研究[J].考试周刊,2022(28):109-112.

[6]谭修毅.基于深度学习理念的初中物理大单元教学[J].天津教育,2022(8):82-84.

[7]吴之洋.基于深度学习的初中物理课堂活动教学思考与探索[J].教育观察,2022,11(2):104-107.

[8]任宗花. 基于深度学习理念的初中物理大单元教学研究[J]. 中国多媒体与网络教学学报(下旬刊),2021(11):224-225.

[9]胡仓兵,李密. 大单元视角下初中物理STEM-PBL教学案例研究——以“室内电路的設计与制作:双控开关电路”为例[J]. 中学物理,2021,39(20):27-31.

[10]韩磊. 基于大单元教学背景下初中物理实验教学的探索:电流热效应的影响因素[J]. 中小学实验与装备,2021,31(3):29-31.

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