基于“单元设计”的物理复习课架构

2017-12-21彭夷骆波

物理教学探讨 2017年11期

彭夷　骆波

摘要：要发展学生的学科素养，必须充分把握学科特质，了解“单元设计”的意图，将课时设计进行前后联系，从而整体把握知识的建构过程。尤其是在初三复习课中，需要以此为基础建立“目标—学习—评价”三位一体的学习架构，提高复习的有效性。

关键词：单元设计；初三物理复习；学习架构

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）11-0019-5

课程改革的目标是培养全面发展的人，发展学生的核心素养。为了顺应课改的需求，一线教师应当充分认识本学科的学科特点，全面了解本学科的学科素养。而落实学科素养的关键就在于了解本学科的单元设计意图，将碎片化的课时设计进行有效的联系与整合，尤其是在初三复习课中，需要以此为基础建立“目标—学习—评价”三位一体的学习架构。

1 初三复习课中单元目标的建构

单元目标必须基于文本研读的基础之上，而研读的内容包括初中物理课程标准、初中物理教材以及其他素材与资源。通过研读建构起单元复习的目标，为复习课的有效开展提供可评价、可操作的目标体系。

1.1 解读课程标准

“压强和浮力”是“运动和相互作用”（一级主题）下 “机械运动和力”（二级主题）的部分内容。内容要求如表1。

从知识与技能的掌握程度来看：对于“压强”的描述是“理解”，对于“液体压强”的要求是了解，对于“气体压强”的描述是“知道”，对于“浮力”的内容要求是“认识”。由此可见，本单元在整个力学学习体系中占有非常重要的位置。而三个科学内容，都提到要“通过实验”，可见“实验”贯穿于知识建构的整个过程之中，是概念与规律生成的必经环节。[1]

1.2 解读苏科版初中物理教材

苏科版初中物理教材在每一个单元的结束部分都安排有“小结与评价”环节。该环节主要包括两部分内容：一是本单元的知识架构图示（如图1），二是反思与评价的活动。由图1可知，本单元主要学习的内容包括两个力——压力和浮力，一个力的作用效果——压强。而每一个知识点都标注了“应用”两字，可见学以致用在本单元中的重要性。

与课程标准的要求相匹配，教材中设计了11个课堂学习活动（如表2），让学生充分实验、深入探究、生发问题、建构知识与规律。

由表2可知，教材中每个活动环节都是相互呼应且层层递进的关系，把握其中的主要活动就能对课堂的核心内容有更加深刻的把握。

1.3 学情分析

初三复习阶段，学生已对整个初中物理的知识体系有了初步的掌握。尤其是力学的内容，随着抽象思维能力的提升，他们对于力以及力与运动的关系也已由最初的模糊状态渐渐清晰起来。压强概念的建立所需要理解的比值定义法学生已经经历过多次，运动状态及相关受力分析的掌握为学生对沉浮条件的理解扫清了障碍，学生数学能力的提升尤其是字母运算能力的发展也为复习活动中重新建构概念与规律提供了有力支撑。因此，“压强和浮力”初三复习课的思路可以是以应用相关的活动为出发点，重新建构知识网络；适当进行拓展训练，提升理解的层次与深度。

综上所述，本单元复习时的单元目标可描述为：

（1）通过学习活动，让学生利用压强公式进行简单计算和解释相关现象从而加深对压强概念的理解；

（2）通过学习活动，让学生对液体压强的应用有更多的了解，对影响液体压强的因素有更深刻的体会；

（3）通过学习活动，让学生回顾标准大气压的大小，知道流体压强与流速的关系，知道相关应用；

（4）通过学习活动，让学生知道影响浮力大小的因素，能利用阿基米德原理进行浮力的简单计算，知道物体的浮沉条件。

本单元可以分解为两个课时进行复习，本文将以第一课时“压强、液体压强”的复习为例阐述相关的课堂学习过程。

2 初三复习课中学习活动与评价体系的建构

学习活动以及相关的评价设计应当明确地指向单元目标，让学生能够在情境中回顾旧知；在完成任务的过程中，理解知识与规律；在与同学、老师的交流中加深对知识的理解。

课前教师可以通过前测来判断学生学习的原点。

前测题1 初中生站立时对地面的压强约为16 000 Pa （）

前测题2 液体压强与水的重力有关

（）

2.1 赋予教材活动以情境和任务——压强的复习

教材中《压强》这一节内容设计了三个学习活动，其中层次最高、难度最大的就是压强知识的应用：估测人站立时对地面的压强。因此，在本节复习课中设计了任务型活动：小小刑侦专家，将知识放置到情境中去，给学生提出任务和要求，激发兴趣，收获成功。

课前准备：购买模具和石膏粉制作鞋模，展示鞋模并提出问题：刑侦专家通过鞋模的长度能推算出什么？通过鞋模的厚度能估计出什么？

例1 刑侦专家在案发现场松软的泥地上发现了嫌疑人行走时留下的脚印，立即用石膏浇铸了鞋模。测出了鞋模的平均厚度为2 cm，并用方格纸描下了嫌疑人的脚印，如图2所示，已知方格纸每小格的边长为3 cm。

（1）嫌疑人每只脚的面积为__________cm2（不满一格的以半格计）；

（2）一般情况下人的身高大约是脚长的7倍，照此推算嫌疑人的身高大约为_________m。

关于第一问，学生估算出的脚印面积差异较大，通过小组合作，交流计算方法，初步达成了共识，脚印面积约为153 cm2。第二问的计算，发现嫌疑人身高仅为1.49 m左右，体貌特征非常明显，追问嫌疑人究竟是个矮胖子还是一個矮瘦子？

（3）为了估测嫌疑人的质量，刑侦专家从背包中拿出一个边长为5 cm的正方体铝块，放在嫌疑人脚印旁的平地上，并在铝块上面加岩石块，当铝块陷入泥中的深度也为2 cm时，用测力计测出铝块和岩石块的总重为65 N，据此专家算出嫌疑人的质量为多少？（取g=10 N/kg）endprint

第三问可以回顾以下知识：1.压力的作用效果——使物体发生形变，压强是表示压力作用效果的物理量，因此形变程度相同，压强相同。用铝块对地面的压强代替嫌疑人对地面的压强。2.嫌疑人对地面压力的计算，涉及到公式的运用，受力面积的选择等。3.回顾了重力与质量的关系。最终计算得到嫌疑人的质量约为39.78 kg，所以初步判断是个矮瘦子。

对于第三问还可以进行评估与反思，若嫌疑人背着个背包，则测量值偏大还是偏小？若嫌疑人所穿鞋子大了一码，则测量值偏大还是偏小？在铝块上加石块能否非常精确地达到相同的深度，若要使实验结果更加接近真实值，可以如何操作？要更加精确地测量鞋印面积，如何选择方格纸？系列问题串的设计，有助于拓展学生的思维，使学生对增大和减小压强的方法也有了更加深刻的认识。

（4）若已知石膏的密度ρ=0.9×103 kg/m3，将鞋模放置在水平地面上，则鞋模对地面的压强为多少Pa？

学生在推导的过程中得到了柱体压强的公式p=ρgh，为接下来液体压强公式的推导过程埋下伏笔。

将教材中活动10.2相关的探究题作为目标检测题，评估复习的效度。

目标检测1：图3所示为小丽在“研究影响压力作用效果的因素”实验中所选用的器材在水平桌面上进行的实验过程图示。

（1）本实验的科学探究方法有：__________、

____________。

（2）小丽为了探究压力作用的效果跟压力大小的关系，应该通过图中的______两次实验进行比较得出结论；为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系，应该通过图中的______两次实验进行比较得出结论。

（3）通过实验小丽得出结论：压力作用的效果不仅跟压力的大小有关，而且跟受力面积有关。小丽的结论_____（选填“正确”或“不正确”）。

（4）在生活中，书包的背带做得又宽又大，这是利用了：________来减少压力作用的效果；俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是：________来增加压力作用的效果。

2.2 模拟一个实验、认识一个工具——液体压强的复习

教材在“信息库”中介绍了帕斯卡的生平及成就，为复习课的开展提供了线索。为了让学生对影响液体压强的因素有更深刻的感受，体现教材知识结构复习课中设计了演示实验：模拟帕斯卡裂桶实验；以及阅读活动：认识液压千斤顶。

（1）模拟帕斯卡裂桶实验

首先，利用自制器材模拟帕斯卡裂桶实验。实验仪器如图4所示，将漏斗与塑料瓶用长橡胶软管连接，用细针在塑料瓶上扎一些小孔，向漏斗中注水，逐渐提升漏斗的高度，发现从塑料孔中流出的水喷射得越来越远。说明液体压强与液体的重力______，与液体的_______有关。

（2）认识液压千斤顶

阅读：“加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递”，这个规律叫做帕斯卡定律。在图5所示的连通器中，如果活塞的质量和液体本身所受的重力可以忽略不计，根据帕斯卡定律可以推得，作用在大、小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系：

根据这一关系式：如果小活塞的面积较小，那么在小活塞上加一个较小的力，就可以在大活塞上得到一个较大的力。“液压千斤顶”就是根据帕斯卡定律制成的。

例2 如图6所示的是液压千斤顶的剖面图。它是汽车等运输机械常备的维修工具，只要对杠杆施加一个不大的作用力F，就可以把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎。如果图示的千斤顶的大活塞面积是40 cm2，小活塞面积是5 cm2时，杠杆上的OA=OB。不考虑机械自重与摩擦，若要使用该千斤顶将重为10 000 N的物体顶起一定的高度，则维修人员需要施加的力为___________N（g=9.8 N/kg）

设置该例题的目的在于检测学生对阅读材料的理解程度，提炼有用的信息。同时，可以复习杠杆平衡条件的知识。针对不同层次的学生，还能够将本例题进行改编与进阶练习。例如，进阶1：画出F的力臂l1、A点受到的阻力l2；进阶2：不计机械的自重和摩擦，要将10 000 N的物体顶起一定高度，需要施加多大的力？进阶3：考虑机械自重和摩擦，若该千斤顶的机械效率为80%，要将10 000 N的重物提升3 cm，则维修人员需要施加的力为多少？进阶4：该装置在使用时发现，压下杠杆时，虽然能把一个重物顶起来，但一放手，重物又降下来了，不能把重物长时间顶住，请补充一个零件在相应的位置以达到长时间顶住重物的目的。

将教材中活动10.5相关的探究题作为目标检测题，评估复习的效度。

目标检测2：

1.某小组“探究影响液体压强大小因素”，他们设计了如图7所示的实验探究方案，图7（a）（b）（d）中金属盒在液体中的深度相同。实验测得几种情况下U型管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。

（1）实验中液体压强的大小是通过比较___

来判断的，这种方法通常称为转换法。

（2）由图7（a）和图______两次实验数据比较可以得出：液体的压强随深度的增加而增大。

（3）由图7（a）和图7（d）两次实验数据比较可以得出：_________________________。

课后教师可以通过对前测题的再测来判断学生学习的终点。

3 结语

学校课程可以分为“计划型课程”及“项目型课程”。[3]“计划型课程”的单元编制是按照“目标—达成—评价”的方式来设计的；“项目型课程”的单元编制是按照“主题—探究—表达”的方式来设计的。要提高初三物理复习的有效性，保持学生学习的主动性，则复习课的架构方式应主动向“主题—探究—表达”的方向靠拢。

在日常的教学中应鼓励学生制作项目产品、完成项目任务并进行综合实践活动以积累课堂教学的素材，在复习课中充分利用积累的素材及其他资源，始终以提高学生学科素养为出发点，设计并完善复习课的课堂教学架构。

参考文献：