基于“大情境”主线的物理单元学习活动设计——以“电磁场与电磁波初步”为例.pdf
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1、2023年第9 期教学设计基于“大情境”主线的物理单元学习活动设计物理教学探讨Vol.41 No.9以“电磁场与电磁波初步”为例杨松霖上海市青浦高级中学,上海2 0 1 7 0 0摘要:以大情境引领物理单元学习活动设计是教学设计的一种重要方法。基于“大情境”主线开展物理单元学习活动,有利于解决情境碎片化的问题,帮助学生形成解决问题的一般化思路,从而更好地促进学生核心素养的发展。以“电磁场与电磁波初步”为例,论述如何设计基于“大情境”主线的单元学习活动。关键词:大情境;单元学习活动;核心素养中图分类号:G633.7普通高中物理课程标准(2 0 1 7 年版2 0 2 0年修订)中的“教学建议”指
2、出,“创设情境进行教学,对培养学生的物理学科核心素养具有关键作用。单元学习活动是以实现学生核心素养发展为目标的实践活动。所以,基于“大情境”主线开展单元学习活动,使各个活动形成内在逻辑自洽的统一整体,,有利于促进学生的物理认知结构系统化,培养学生的综合分析能力和问题解决能力。1基于“大情境”主线的单元学习活动设计路径文献标识码:A文章编号:1 0 0 3-6 1 4 8(2 0 2 3)9-0 0 3 0-4“大情境”是指在简化与凝练生产生活实践和学习探索实际的基础上,创设适合学生学习、具有较大综合性的问题情境。为了发展学生的物理学科核心素养,需要把课程标准及教材所呈现的理论知识与真实的问题情
3、境相关联,以问题或者任务为中心构成场域 2。通过大情境与单元学习活动的有机融合,以分解的“子情境”作为载体,助力学生形成物理建模等科学思维,培养学生解决实际问题的能力(图1)。原始物理问题分解“大情境”设置“问题链”子情境1子情境2任务问题1任务问题2学习活动1学习活动2子情境知识线问题链思维线解决情境问题图1 基于“大情境”主线的单元学习活动设计路径创设“大情境”学习目标与学情-子情境几任务问题n学习活动n收稿日期:2 0 2 2-1 2-2 1作者简介:杨松霖(1 9 9 0-),男,中学一级教师,主要从事中学物理教学工作。-30Vol.41 No.9首先,将生产生活中的原始物理问题进行部
4、析,结合学习目标和学情,进行优化整合,最终创设大情境;然后,通过分解一系列的“子情境”,设置不同层次的“问题链”,选择合适的学习活动内容和形式,将原本碎片化的知识、方法有机融入学习活动中;最后,多线按逻辑开展,驱动学生进行科学探究,解决一系列的“问题链”,构建系统化的知识结构,从而帮助学生发展科学思维,培育科学态度与责任。2基于“大情境 主线的单元学习活动设计案例在进行单元学习活动设计时,依据普通高中物理课程标准(2 0 1 7 年版2 0 2 0 年修订)的相关内容要求,把学习内容嵌人到大情境中,让学生获得在实际情境中解决物理问题的经验,形成将情境与知识关联的意识和能力 1。2.1依据课标要
5、求,整合原始物理问题,创设学习“大情境”普通高中物理课程标准(2 0 1 7 年版2 0 2 0年修订)中对“电磁场与电磁波初步”提出:“收集资料,了解手机无线充电的原理”“知道手机和卫星通信等都是电磁波的应用”“调查电磁波在现代社会中的应用实例”1。按照教学实际需求,合理地整合原始物理问题,考虑以“无线充电技术的研究”作为单元学习主线。无线充电技术最早出现在1 9 世纪末,当时的物理学家特斯拉成功完成了无线输电试验。但这项技术并没有得到具体的应用,直到近年来智能终端设备的广泛应用,才让无线充电技术得以重新发展和推广。无线充电主要采用了电磁感应原理,不需要电源线,依靠电磁波传播能量。结合生产生
6、活中客观存在的、典型物理现象和物理事实,考虑到无线充电技术的较大理论深度,确定以“研究无线充电的装置”为主线进行大情境学习活动设计。2.2构建物理模型,分解“子情境”,设置“问题链”“大情境”不是真实情境的原版,只尽可能接近真实情况,限于学生知识、能力的发展水平,需要从促进学生物理学科核心素养发展的目的出发,对真实情境进行简化、剪辑、凝练 2。考虑到无线充电装置种类较多,且装置内部结构复杂程度均较高,因此,在大情境的基础上,将无线充电装置具化为无线充电电动牙刷和充电底座,将其物理教学探讨装置内部无线充电部分简化为牙刷中的接收线圈回路和底座中的发射线圈回路(图2)。图2 牙刷中的接收线圈回路和底
7、座中的发射线圈回路在大情境的基础上,依据学习任务要求分解“子情境”,结合“子情境”的任务问题设计系列“问题链”,把研究的核心问题分解为具体的问题,形成系列学习活动。2.2.1子情境1:探寻无线充电牙刷周围的磁场学习活动1:磁现象在生活中处处可见,磁技术也已渗透到了日常生活的各个方面,可以借助手机中的传感装置探寻身边的磁场。设置问题链:问题1(1):根据初中所学的知识,请举例说明哪些工具或器材可以检测空间中存在磁场?问题1(2):这些工具和磁体之间没有直接接触,它们是如何发生相互作用的?类似的现象我们是否学习过?问题1(3):如何形象地描绘条形磁铁外部的磁场情况?条形磁铁外部的磁场分布是怎样的?
8、请用图线描绘出来。问题1(4):磁感线是如何描绘磁场的?请对磁感线和电场线作出比较。问题1(5):你身边除了磁体(地球)之外,是否还有其他能够产生磁场的物体?借助手机软件“Phyphox测量身边的磁场,例如,无线充电牙刷底座在通电前后的磁场(图3)。底座通电前图3 无线充电牙刷底座在通电前后的磁场测量2.2.2子情境2:定性描述电动牙刷充电底座周围的磁场学习活动2:拆解电动牙刷的无线充电装置,-31-2023年第9 期接收线圈发射线圈底座通电后2023年第9 期观察内部的构成,找到产生磁场的核心部件,尝试用磁感线描绘核心部件周围的磁场分布。问题2(1):究竞是电动牙刷无线充电装置中的哪部分产生
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