学科育人视角下“ 新教学”构建策略
———以“ 声音是什么”为例*
黄丽娟
江阴实验中学 江苏无锡 214400
摘 要:本文提出了能更好地培育物理学科核心素养、更好地落实学科育人的“ 新 教 学”的 主 张 。 本 文 介 绍 了“ 新教学”的起源,分析了“ 新教学”的科学性和合理性,并以“ 声音是什么”为例,提出了通过“ 指向核心素养 的教 学 目标”“ 支持高阶思维的学习内容”“ 促进深度学习的教学过程”“ 检测思维能力的学习评价”四个环节的设计构建“ 新教学”的策略。
关键词:学科育人;核心素养;高阶思维;新教学
《义务教育物理课程标准(2022 版)》( 以 下 简称《义务教育课标》)凝练了“物理观念”“ 科学探 究”“ 科学思维”和“ 科学态度与责任”四个方面的物理学科核心素养,并指 出核心素养是课程育人价值的集中体现,是学生通过课程学习逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观、必 备 品格和关键能力。[1] 落实物理学科核心素养培养要 以《义务教 育 课 标》为 指 引,构建学科育人视角下的“ 新 教学”。“新教学”指秉承学科育人理念,以核心素养为导向,以学科内容结构化为载体,以学科实践为路径的新型学科 教 学,符合《义务 教 育课标》的要求 。 初中物理“新教学”包含以下四个要素:指向核心素养的教学目标、支持高阶思维的内容设计、促进深度学习的教学过程、检测思维能力的学习评价。
1 “ 新教学”简介
1.1 “ 新教学”的起源
传统教学以知识传授为主,注重记忆知识,忽视学生素养全面发展 。 随着新一轮基础教育课程 改革的深入,各学科课程育人目标转向“ 素养本位”,强调学生全面发展,在传授知识的基础上培养学生的关键能力、必备品格和核心价值,充分彰显学科育人价值 。 学科育人理念的兴起推动了“ 新 教 学”的 形成。
“ 新教学”强调 学科教学不仅要传递知识,更要 塑造价值观,培养思维方式和实践能力。
1.2 “ 新教学”的科学性
“ 新教学”强调通过探究和实践构建知识,这 与建构主义理论核心观 点一致,强调通过 问题解 决、实验探究等实践 性 学 习,将新知识与学生已有经验结合,促进学生深度学 习,通过高阶思维活动实现对知识的迁移和应用。“新 教 学”以 学生 为 中 心,根据 学生认知水平和兴趣设计教学;通过实验探究和问题解决,帮助学生从具体到抽象逐步构建知识;通过高阶思维活动和深度 学 习,有效提升学生知识理解和逻辑推理、批判性思维、创造性思维等科学思维。
1.3 “ 新教学”的合理性
“ 新教学”以核心素养为导向,不仅 关注 知识 的掌握,更注重能力的培养和价值观的塑造 。 从 目 标设计到评价 实施,“新教 学”形成了 一个完整的教学系统,其教学目标指 向核心素养,内容设计支持高 阶思维,教学过程促进深度学 习,评价方式检测 思维 能力,各个环节环环相扣,具有内在逻辑性,确保教 学目标的达成,避免目标与过程脱节。“新 教 学”强调创设贴近学生生活经验的问题 情境和实验探究情境,从而激 发学生的学习兴趣,具有较强的可操作
* 基金项 目:本文系江苏省“ 十 四 五”教 育 规 划 重 大 课 题“ 学 科 育 人 视 角 下‘ 新 教 学 ’体 系 构 建 研 究”( 课 题 编号:A/ 2021/08) 、江苏省 中小学教学研究第十五期立项课题“ 指 向概 念理解 的初 中物 理 实验 探 究 项 目 化设 计 与 实施研 究”(课 题编号:2023JY15-L61) 的研究成果。
2025 年第 7 期
性;注重多元化评价和实践性任务,不仅关注学 习结果,更关注学习过程和实践能力,有利于学生 的全面发展。
2 “ 新教学”构建策略
“ 学科育人视角下的新教学”基本设计步骤是:依据《义 务 教 育 课 标》,结 合 教 材 内 容,考 虑 学 生 认
知,设计“ 指向核心素养的教 学 目 标”;创 设 问 题 情境,设计探究项目,采用 问题导 向,组织实验探 究,构建“支持高阶思维 的学 习 内容”;凸显探 究行为,培 育科学思维,构建概念进 阶,实施“ 促进深度学习的教学过程”;采用过程性评价和终结性评价实现“ 检测思维能力的学习评价”。 具体实施路径如图 1 所示。
图 1 “ 新教学”实施路径
2.1 指向核心素养的教学目标设计
教学目标设计 以 苏科版《义务教育教科书物理八年级上 册》第 一 章的第 一 节“ 声 音 是 什 么 ”为 例。 《义务教育课标》的 内容要求是“ 通过实验,认识声 的产生和传播条件”。 教材中本节内容包括“ 声音 的产生”“ 声音的传播”“ 声音是一种波”。[2] 从教材编排来看,本节是八年级物理第一章第一节,是学生第一次接触物理的科 学探 究,对整个初中物理教学具有非常重要的作用和意义;从学习基础来看,学生通过小学科学的学习,对声音的产生条件有了初步 了解,但学生抽象思维水平还较低,尚未掌握必要的物理研究方法,实验探究能力较弱;从生活经验来看,学生对声音不陌生,但对声音的本质以及应用了解不深。本节课学生 需要发展的科学探究能力有:基 于观 察和实验,提 出物理 问题;运用实验和推理、转换等物理思想;选择合适的器材设计、改进 实验,并基于证据得出结论,作 出解释 。 学生需要养成的科学思维有:在感知声现象和探究实验的基础上,分析、推理出声音的产生和传播条件;通过实物和动画模 型,构建声波模型 。 学生需要建立的物理观念有:声音是由物体振动产生 的;声音 的传播需要介质;声音是一种波。学生需要形成的科学态度与责任有:充分体会到物理研究是建立在观察和实验基础上的创造性工作。
基于上 述 分 析,本节课设计了以下教学目标。
第一,通过实验,感知和推理,形成物理观念,发展科学思维,了解实验中将微小振动放大 的方法 。 第二,通过实验,归纳出声音可以在固体、液体和气体 中传播;通过实验加推理的研究方法,形成物理观念,发展科学推理能力 。 第三,通过类 比水波和弹簧波,知
道声音也是一种波;通过演示实验,感受声波具有 能量,了解声波在生产生活中的应用。
2.2 支持高阶思维的学习内容设计
“ 新教学”应设计学习任务驱动学生学习,促进学生 思维从低阶的记忆、理解、应用,走 向 高 阶 的 分析、评价、创造 。好的教学设计应尊重学生学习的主体性、了解学生的思维特点和起点 、设置有效 的教学活动、创新 实验手段,把握学生的思维脉络,促进 学生的思维向高阶发展。[3] 本节课教学内容分为:品鉴声之美,探寻声之本,领略声之用三个层层递进 的环节(见图 2), 以多个精选视频和自制教具为教学资源载体,为学生创设真实情境,联 系 生 活 。 同 时,教 学为使学生积累感 性经验,学习内容设计应充分尊重学生的认知规律和心理特 点,降低知识理解难度,重视知识构建过程,增添课堂趣味性,使课堂更生动。此外,教学应为相应的学习任务设置良好 的 问题 串,为学生的学习提供 引导,点拨学生思维,推动学 习活动持续深入,促进学生思维进阶。
2.3 促进深度学习的教学过程设计
深度学习是 持 续 性 学 习,其认 知 活 动 必 然 需 要借助高阶思维,具有高投入性、主动性和构建性 的 内涵特质 。深度学习能促进学生构建知识框架,习 得成熟的思维模式,发展迁移和创新能力,提升学 习 的内在动力。[4] 为促进学生 的深度学 习,教学应注重创设真 实 的情境,有明确的目标导向,聚焦 学 习主题,揭示学科核心概念本质 。 深度学习的发生还 需处理好教与学的关系,明确教师的主导作用,凸显学生 的主体地位 。 教师在本节课教学过程的三个环节 中,应通过视频和探究实验为学生创设情境,增 强 学生
感受振动的体验;设计层层递进的问题链,诱发学生思考;让学生逐渐理解物理本质,并在知识应用 中升
华认知。
图 2 教学流程图
2.3.1 品鉴声之美
教师创设情境,让学生感受声音之美 。 首先,播放视频展示自然和生活中的多种声音所编成的合奏曲,让学生听见“ 声之美”;其 次,通过自制教具演示“ 会跳舞 的光斑”(见 图3) ,在一块橡皮膜上装一块小
图 3 会跳舞的光斑
平面镜,激光照射平面镜,墙上出现了一个亮点,扬
声器播放声音,学生观察亮点的变化。
设计意图:教学遵循学生身心发展规律,视频情境贴近学生生活,体现“ 从生活走向物理”的课程 理念 。 自制教具展示的现象让学生感到新奇,产生 一探究竟的强烈愿望。
2.3.2 探寻声之本
本环节分为三个进阶模块,每 一个模 块 下 有 若干探 究活动、演示 实验,并设置若干进阶问题,促进学生深入、自主思考。
模块一“ 声音的产生”:设计系列进 阶 问题,引导学生完成探究,具体如表 1 所示。
表 1 “ 声音的产生”进阶问题
问题 |
探究活动 |
设计意图 |
谁在发声 |
教 师 出示 两根 并列固定的橡皮筋,学 生 闭 上 眼 睛,听 到声 音立 即 睁 眼,观察、判断哪根橡皮筋发声,并说 出理 由 |
通过判 断是 哪根橡皮筋在发声,让 学 生 直 观 感受发声的橡皮筋在振动 |
续表
问题 |
探究活动 |
设计意图 |
发声的物体都在振动吗 |
学 生利用试 管、高 脚 杯、音 叉、橡 皮 筋 等,用 尽 可 能 多 的方法让物体发声,并观察或感受物体是否振动 |
学 生通过观 察实验获得体验,引 导 学 生 理 性 思考,对声音的产生原因形成猜想 |
如何显化微小振动 |
学 生讨论将 音 叉、试管中的空气振动显示 出 来 的 方 法,并进行实验验证 |
培养学生的证据意识,同时渗透转换法 |
液体也能发声 吗 |
用筷子搅拌烧杯中的水、往烧杯 中倒水 |
通过实验知道液体可振动发声 。 得 出“ 固 体、液体、气体都可以振动发声”,进而提出声源概念 |
模块二“ 声音的传播”:教师提 出 问题“ 老师上课的声音能通过 空气传播,是不是只有空气可以传播声音呢”,让学生讨论“ 固体可不可以传播声音”,学生讨论后得 出“ 依据楼 下 听见楼上的人踩地板的声
音等生活现象,可知固体可传声”,从而引导学生依据生活经验对声音的传播条件形成猜想 。 在此基础上引导学生完成如表 2 所示的进阶探究活动。
表 2 “ 声音的传播”进阶活动
活动 |
问题 |
设计意图 |
用金属衣架和细绳探究声音能否在固体中传播 |
第一次听到声音,声音通过什么介质传播 |
得 出“ 声 音 能在 气体、固体 中 传播”“ 固 体 传声 效 果 好 ”的结论 。 然后教 师 提 问“ 液 体 能 否 传 声 呢,哪 些 经 验可说 明”,为后续探究作铺垫 |
第二次能不能听到声音,两次声音相同吗 |
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有同学没听出两次声音有明显区别,原因可能有哪些 |
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探究声音是否能在液体中传播 |
如何利用蓝牙音箱进行实验探究 |
改进方案是根据音箱悬浮在水 中,或 下 落和 上 浮 过 程中声音是否中断来判断 。 在 真 实 情 境 下,教 学 突 出 问题导 向,注 重让 学生经历科学探 究 过 程,从 而 对 实 验方案和实验器材进行改进,提出自己的见解 |
音箱浮在水面,声音可能是通过 空 气 传 播 的,如 何 改进实验方案 |
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将用细线悬挂的音箱浸没在水 中,声 音 可 能 通 过 细 线传播,如何改进实验方案 |
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声音是否能在真空中传播 |
声音的传播一定需要介质吗 |
将发声器 悬浮 在 真 空 箱 内,先 逐 渐 抽 气,再 慢 慢 放 气进 去,对 比声 音 的 变 化 。 教学以问题引发思考,学 生完成实验方案 设 计,将实验结论外推得出“ 真 空 不 能传播声 音”的结论 |
需要创设什么样的环境进行实验验证 |
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提供一个密封性良好的箱子后,如何操作 |
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发声器直接放箱子底部,对实验有什么影响,如何改进 |
模块三“ 声音是一种波”:教师演示用弹簧振动模拟声波传播,轻推弹簧 的一端,弹簧 中形成疏密相间的波动 形态,并向另 一端传播 。 教师让学生利用类比方法进行思考,先模拟鼓膜,声音在介质 中 以声波的形式传入人耳,引起鼓膜振动;后模拟 障碍物,声波传播过程中碰到障碍物被反射回来,形成 回声。然后,教师播放“ 山谷里 的 回 声”“ 天坛 回音壁”等视频,并提出问题:“人在山谷里发出声音,为什么要过一会儿才能听见 回声?”通过视频,学生 易知“ 声音 的传播 需 要 时 间 ”“ 声速与介质的温度和种类有关”。之后,教师用自制教具“ 声音炮”(见 图 4) 引导学生探究声波是 否 具有 能量 。 教师设置如下进阶问题,为什么火焰会随着音乐的节奏晃动甚至熄灭 ?为什么每根蜡烛火焰晃动幅度不 同 ?为什么增加音量火焰晃动更 厉 害,甚 至 熄 灭 了 ? 学 生 易 知“ 声 音 推 动 空气,具有能量”,依据学生回答总结如下:每根蜡烛火
焰晃动幅度不 同,说明靠近扬声器的位置声音的能量较大;增加音量,晃动的火焰熄灭了,说 明 声音 的能量在增加。
图 4 “ 声音炮”
模块三的设计意图:通过实验和视频,让学生意识到波是一种能量传播形式 。用类比帮助学生认识声波,了解声波如何引起鼓膜振动以及回声产生的原因。能量的概念较抽象,“声音炮”使烛焰晃动、熄灭 的现象让学生直观认识到声音具有能量,且 能量 大 小 与距离有关。
2.3.3 领略声之用
知识运用 能够促进学生理解物 理 知 识 本 质,构
建更加全面的知识体系,也是落实学科育人价值、发 置四个进阶任务。展学生核心素养的最后环节 。 如表 3 所示,教 学 设
表 3 “ 领略声之用”进阶任务
任务 |