趙 健

(甘肅省金塔縣中學(xué) 甘肅 酒泉 735300)

傳統(tǒng)的課時(shí)主義教學(xué)理念是以教材編排的既定順序線性展開(kāi)教學(xué)，學(xué)生獲得的知識(shí)是碎片化的，知識(shí)在腦海中呈現(xiàn)單點(diǎn)結(jié)構(gòu)，記憶后容易丟失，知識(shí)點(diǎn)間容易混淆.同時(shí)，知識(shí)處于惰性狀態(tài)，不利于知識(shí)的提取和再現(xiàn)，造成變通和遷移困難.將碎片化的“知識(shí)”按照其內(nèi)在的邏輯關(guān)系整合成有結(jié)構(gòu)的模塊，通過(guò)整合促進(jìn)知識(shí)在腦海中的歸并湮滅和漸進(jìn)分化，獲得整合性認(rèn)知，有利于物理觀念的培養(yǎng).學(xué)生將物理知識(shí)轉(zhuǎn)化為物理觀念后，知識(shí)在腦海中呈現(xiàn)多元、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，容易激活.激活的知識(shí)有利于靈活變通或遷移到新的情景中，學(xué)生具備了運(yùn)用物理知識(shí)解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)意義的自我建構(gòu)，“素養(yǎng)”便得以形成.其中結(jié)構(gòu)化的知識(shí)是物理核心素養(yǎng)形成的關(guān)鍵，這就是當(dāng)前大力倡導(dǎo)“單元設(shè)計(jì)”的緣由.

單元是將與某一主題相關(guān)的知識(shí)組織在一起構(gòu)成的，一般分為教材單元和經(jīng)驗(yàn)單元.教材單元是該學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的專家以系統(tǒng)化的學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)，學(xué)科框架為模式編寫(xiě)的知識(shí)單元，具有較強(qiáng)的整體性、系統(tǒng)性、科學(xué)性，不建議輕易打亂，適宜新課教學(xué)時(shí)采用；經(jīng)驗(yàn)單元是以學(xué)生的生活、學(xué)習(xí)實(shí)踐為基礎(chǔ)，認(rèn)知模式為框架來(lái)設(shè)計(jì)和組織的，往往需要跨章節(jié)、跨模塊組織主題單元，對(duì)教師的經(jīng)驗(yàn)和能力要求較高，一般在高考專題復(fù)習(xí)或項(xiàng)目教學(xué)時(shí)采用.無(wú)論采取哪一種單元形式，設(shè)計(jì)者都要從全局的高度整體考量單元教學(xué).我國(guó)著名的課程與教學(xué)論專家鐘啟泉教授指出：“基于核心素養(yǎng)的單元設(shè)計(jì)是撬動(dòng)課堂轉(zhuǎn)型的一個(gè)支點(diǎn)，這已成為一線教師必須直面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn).”[1]當(dāng)前，基于整體主義的單元教學(xué)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為教學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì).

概念圖作為一種有效組織和表征知識(shí)的工具,它通常是將某一主題的核心概念置于頂層或中間，將一般概念置于下層或周?chē)?，然后用連線將相關(guān)的概念或命題連接,連線上標(biāo)明兩個(gè)概念之間的連接詞.概念、連線和連接詞是概念圖3個(gè)基本的組成結(jié)構(gòu),概念、命題、交叉連接和層級(jí)結(jié)構(gòu)則是概念圖的4個(gè)基本圖表特征[2].概念圖非常適宜作為一種整體化的單元教學(xué)設(shè)計(jì)工具，利用圖示的方法將單元內(nèi)的知識(shí)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)隱性知識(shí)顯性化，知識(shí)結(jié)構(gòu)清晰化，思維過(guò)程程序化，便于呈現(xiàn)知識(shí)的全貌.本文以“原子結(jié)構(gòu)”單元為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明基于概念圖的單元知識(shí)結(jié)構(gòu)化方法時(shí)需要關(guān)注的3個(gè)方面，以期為基于整體的單元教學(xué)設(shè)計(jì)提供參考.

1 解讀學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn) 確立單元教學(xué)觀念目標(biāo)

學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)是單元設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，在確立單元教學(xué)觀念目標(biāo)時(shí)具有方向標(biāo)作用，它規(guī)定了學(xué)科的課程性質(zhì)、課程目標(biāo)、內(nèi)容目標(biāo)、實(shí)施建議等，掌握了課程標(biāo)準(zhǔn)才能做到全局在胸，把握整體.

關(guān)于“原子結(jié)構(gòu)”，課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求是：

(1)了解人類探索原子及其結(jié)構(gòu)的歷史.

(2)知道原子的核式結(jié)構(gòu)模型.

(3)通過(guò)對(duì)氫原子光譜的分析，了解原子的能級(jí)結(jié)構(gòu).

教學(xué)建議是：查閱資料，了解華人科學(xué)家在粒子物理領(lǐng)域中的杰出貢獻(xiàn)[3].

通過(guò)分析關(guān)于這一主題的課標(biāo)內(nèi)容和教學(xué)建議不難發(fā)現(xiàn)，這一部分對(duì)必備知識(shí)和關(guān)鍵能力的要求并不高，處于了解和知道的Ⅰ級(jí)要求，主要通過(guò)了解人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)模型的迭代建構(gòu)歷史，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，激發(fā)科學(xué)探究的興趣；通過(guò)對(duì)陰極射線、α粒子散射實(shí)驗(yàn)、氫原子光譜的研究，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，樹(shù)立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和發(fā)展的(科學(xué))哲學(xué)觀，最終形成物質(zhì)有結(jié)構(gòu)、有能量的物質(zhì)觀念.

2 解析學(xué)科教材內(nèi)容 確定單元核心概念 繪制概念圖

學(xué)科教材內(nèi)容是課程標(biāo)準(zhǔn)的具體化，是學(xué)科專家、學(xué)科教學(xué)專家、課程專家和一線教師集體智慧的結(jié)晶，教材編寫(xiě)時(shí)以學(xué)科大概念為核心，按照知識(shí)發(fā)展的歷史和知識(shí)的內(nèi)在邏輯順序組織，同時(shí)兼顧本學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)規(guī)律，具有結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化、課程化的特點(diǎn).教材的功能和地位毋庸置疑，但教材以章節(jié)的形式線性呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，弱化了核心概念的統(tǒng)攝作用，大量的一般概念、規(guī)律、原理淹沒(méi)了核心概念，概念之間的邏輯聯(lián)系部分?jǐn)嗔?，知識(shí)結(jié)構(gòu)若隱若現(xiàn)，需要教師解析教材時(shí)站在全局的高度理解教材的編寫(xiě)意圖，以單元教學(xué)的觀念目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，運(yùn)用逆向思維，對(duì)教材進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，聚焦核心概念，還原知識(shí)結(jié)構(gòu).具體操作程序如下：

(1)研讀教材內(nèi)容，列出概念一覽表

關(guān)于“原子結(jié)構(gòu)”，基本概念及知識(shí)點(diǎn)有陰極射線、電子、西瓜模型、α粒子散射實(shí)驗(yàn)、核式結(jié)構(gòu)模型、原子結(jié)構(gòu)、光譜、線狀譜、連續(xù)譜、發(fā)射光譜、吸收光譜、氫原子光譜、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、軌道量子化、量子數(shù)、能級(jí)、躍遷、頻率條件、氫原子能級(jí)圖、玻爾原子模型、電子云……

(2)概念及知識(shí)點(diǎn)排序，確定核心概念

本單元其他概念和知識(shí)點(diǎn)都是為建立原子結(jié)構(gòu)模型服務(wù)的，所以核心概念確立為“原子結(jié)構(gòu)”，本單元一般概念的提出遵循人類認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史，可以按歷史順序排列.

(3)建構(gòu)概念圖，還原知識(shí)結(jié)構(gòu)

概念圖的建構(gòu)不必拘泥于固定的模式，要充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，用具象的圖示方法將該單元的知識(shí)結(jié)構(gòu)描繪出來(lái)，要求概念的上下位關(guān)系明確，知識(shí)結(jié)構(gòu)清晰，核心概念突出，概念呈現(xiàn)全面，概念間的聯(lián)系廣泛、緊密.可以根據(jù)需要添加或刪除概念.

“原子結(jié)構(gòu)”概念圖示例如圖1所示.

圖1 “原子結(jié)構(gòu)”概念圖

3 分析學(xué)生的認(rèn)知心理層次 設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑

學(xué)習(xí)者的知識(shí)、認(rèn)知、心理水平是教學(xué)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，物理觀念目標(biāo)是教學(xué)的終點(diǎn)，從起點(diǎn)到終點(diǎn)的學(xué)習(xí)旅程就是學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑.學(xué)習(xí)科學(xué)將學(xué)生的能力進(jìn)階過(guò)程劃分為4個(gè)階段：

(1)無(wú)意識(shí)無(wú)能力階段.學(xué)習(xí)者不知道自己要學(xué)習(xí)什么，不知道自己在相關(guān)領(lǐng)域知道什么和不知道什么.

(2)有意識(shí)無(wú)能力階段.學(xué)習(xí)者知道自己要學(xué)習(xí)什么(獲得問(wèn)題意識(shí))，由于不具備相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)和技能，不能解決相關(guān)問(wèn)題，但有較強(qiáng)的求知欲.

(3)有意識(shí)有能力階段.學(xué)習(xí)者知道自己要解決的問(wèn)題是什么，能有意識(shí)調(diào)用學(xué)到的相關(guān)知識(shí)去解決簡(jiǎn)單問(wèn)題(獲得必備知識(shí))，但缺乏靈活性和控制感，認(rèn)知容易超負(fù)荷.

(4)無(wú)意識(shí)有能力階段.學(xué)習(xí)者將學(xué)到的物理知識(shí)內(nèi)化為物理觀念，獲得自動(dòng)化的模式識(shí)別能力(獲得關(guān)鍵能力)，潛意識(shí)狀態(tài)下自動(dòng)調(diào)用相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題，具備解決復(fù)雜問(wèn)題的能力(核心素養(yǎng)形成)，認(rèn)知負(fù)荷減輕.

在單元教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師圍繞單元教學(xué)目標(biāo)結(jié)構(gòu)化組織學(xué)習(xí)材料，形成由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低級(jí)到高級(jí)的材料序列.設(shè)計(jì)時(shí)要明確各材料所對(duì)應(yīng)的能力發(fā)展層級(jí)和具體表現(xiàn)，便于學(xué)習(xí)過(guò)程中教師依據(jù)診斷結(jié)果及時(shí)調(diào)整材料的內(nèi)容及呈現(xiàn)方式，在循序漸進(jìn)中實(shí)現(xiàn)概念的進(jìn)階[4].

下文以“原子結(jié)構(gòu)”為例，以表格(表1)的形式呈現(xiàn)單元學(xué)習(xí)過(guò)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，包括基于學(xué)習(xí)科學(xué)的能力進(jìn)階層級(jí)和對(duì)應(yīng)各層級(jí)的知識(shí)內(nèi)容安排、素養(yǎng)發(fā)展規(guī)劃等等.

續(xù)表1

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于概念圖的單元知識(shí)結(jié)構(gòu)化方法是行之有效的.在具體的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師要樹(shù)立結(jié)構(gòu)意識(shí)、功能意識(shí)、能量守恒意識(shí)、力與運(yùn)動(dòng)意識(shí)，在這4種意識(shí)的引領(lǐng)下，使學(xué)生養(yǎng)成從全局的高度考慮問(wèn)題的習(xí)慣；具體的教學(xué)實(shí)施中培養(yǎng)學(xué)生“有依據(jù)思考”的理性精神、實(shí)事求是的客觀態(tài)度和勇于探索世界的能力信念，促進(jìn)他們物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展.