田成良 朱玉囤

摘 要：在傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課中，教師只注重知識(shí)的訓(xùn)練，不能激發(fā)學(xué)生的興趣，學(xué)生思維能力發(fā)展不足.新課改強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，布魯姆目標(biāo)分類學(xué)中則強(qiáng)調(diào)高階思維能力的發(fā)展.教師在教學(xué)中設(shè)置問(wèn)題是促進(jìn)學(xué)生高階思維能力發(fā)展的最有效手段，問(wèn)題是激發(fā)學(xué)生思維的源泉，是學(xué)生持續(xù)不斷思考的動(dòng)力.

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}設(shè)計(jì);單元教學(xué);高階思維

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1008-4134（2021）04-0027-03

作者簡(jiǎn)介：田成良（1974-），男，山東泗水人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，中學(xué)物理特級(jí)教師，碩士生導(dǎo)師，物理教研員，研究方向：物理過(guò)程教學(xué)、物理科學(xué)方法教育、課堂教學(xué)藝術(shù)等;

朱玉囤（1970-），男，山東泗水人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：初中物理教法研究、中考試題研究.

傳統(tǒng)的單元復(fù)習(xí)只是教師對(duì)知識(shí)的總結(jié)和操練，重復(fù)已知的內(nèi)容，學(xué)生對(duì)此并不感興趣，教師只有關(guān)注學(xué)生內(nèi)部動(dòng)機(jī)的激發(fā)，才能讓學(xué)生取得良好的學(xué)習(xí)效果.新課改強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，尤其是推理、論證和質(zhì)疑創(chuàng)新等高階思維.因此，教師在課堂教學(xué)中要重組教學(xué)內(nèi)容，聚焦核心知識(shí)，設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知的關(guān)鍵問(wèn)題，用問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)是發(fā)展學(xué)生高階思維的重要途徑，問(wèn)題是促進(jìn)學(xué)生高階思維能力發(fā)展的核心.

1 理論依據(jù)

高階思維能力是以布盧姆1956 年版的認(rèn)知目標(biāo)分類為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)泰勒等學(xué)者修改后，將新目標(biāo)分類中的記憶、理解和應(yīng)用稱為“低級(jí)思維能力”，將分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造稱為“高階思維能力”，學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)的思想由來(lái)已久，從蘇格拉底的談話法到杜威的問(wèn)題教學(xué)法、布魯姆的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法，都是以問(wèn)題為中心的學(xué)習(xí)方法.鐘啟泉教授指出：發(fā)展學(xué)生的高階思維，教師要以高階學(xué)習(xí)活動(dòng)予以支持，要以學(xué)習(xí)者為中心，開展問(wèn)題求解的學(xué)習(xí)活動(dòng)， 形成知識(shí)共享、互動(dòng)合作的學(xué)習(xí)模式.

在單元復(fù)習(xí)中，教師將學(xué)科核心知識(shí)進(jìn)行合理重組，巧妙地設(shè)計(jì)成各種問(wèn)題，不僅能夠激發(fā)學(xué)生探究的熱情，實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的自主建構(gòu)和深度理解，而且能促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的發(fā)展.

2 設(shè)計(jì)思路

本章內(nèi)容是力學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)，是學(xué)生此前學(xué)習(xí)過(guò)的“力和運(yùn)動(dòng)”“壓強(qiáng)”以及“二力平衡”等知識(shí)的延伸.浮力是力學(xué)的難點(diǎn)，知識(shí)綜合性強(qiáng)，相對(duì)抽象，因此，學(xué)生感覺(jué)這部分知識(shí)難度較大.本章從力的角度認(rèn)識(shí)浮力，從力的平衡角度分析物體的浮沉，最后通過(guò)改變浮力，利用浮力更好地為人類服務(wù).教師針對(duì)浮力知識(shí)的復(fù)習(xí)，不僅要從目的上，還要在復(fù)習(xí)的內(nèi)容、形式、方法上，都應(yīng)關(guān)注使得學(xué)生“愛(ài)復(fù)習(xí)”.指向高階思維發(fā)展的單元復(fù)習(xí)策略，教師首先應(yīng)當(dāng)將知識(shí)結(jié)構(gòu)化，然后創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，針對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)等核心知識(shí)進(jìn)行設(shè)問(wèn)，用問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)生復(fù)習(xí)的過(guò)程就是解決問(wèn)題的過(guò)程.教師采用這種教學(xué)方式，能夠有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與，提高復(fù)習(xí)的實(shí)效性.為使復(fù)習(xí)目的明確，教師首先應(yīng)當(dāng)將任務(wù)細(xì)化，見(jiàn)表1.

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 引入新課

教師首先演示在水槽中放入一大土豆，發(fā)現(xiàn)土豆下沉.然后準(zhǔn)備放入第二個(gè)相同的土豆，讓學(xué)生預(yù)測(cè)，第二個(gè)土豆放入水中是否也會(huì)下沉？學(xué)生認(rèn)為相同的土豆放入水中肯定下沉.當(dāng)教師放入第二個(gè)土豆后，學(xué)生卻發(fā)現(xiàn)第二個(gè)土豆漂浮，此時(shí)學(xué)生感到驚訝，不知所措.教師展示第二個(gè)土豆的上方存在一個(gè)大洞并提出問(wèn)題：為什么土豆變空心后就可以在水面漂??？由此引入主題，如何改變物體的浮沉？

3.1.1 設(shè)計(jì)層次問(wèn)題，梳理知識(shí)體系

任務(wù)一 認(rèn)識(shí)菜盆中的浮力：教師將蘋果、核桃、西紅柿、大辣椒、雞蛋、土豆等物體分別放入水中，讓學(xué)生觀察它們?cè)谒械臓顟B(tài)，并思考以下問(wèn)題：（1）你看到什么現(xiàn)象？（2）從中可以獲得哪些跟浮力有關(guān)的信息？（3）沉底的土豆和漂浮的核桃誰(shuí)受到的浮力大？

設(shè)計(jì)意圖：教師在本環(huán)節(jié)中利用生活中的蔬菜和水果，創(chuàng)設(shè)菜盆中的浮力情境，梳理浮力的知識(shí)體系，其中包含浮力的定義、產(chǎn)生原因、影響因素、物體浮沉及應(yīng)用等知識(shí).這種設(shè)計(jì)符合學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，能實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面地進(jìn)行知識(shí)整合，幫助學(xué)生建構(gòu)本章的知識(shí)體系.

評(píng)析：層次性問(wèn)題是將問(wèn)題分解為若干個(gè)由易到難并相互聯(lián)系的子問(wèn)題，從而形成層級(jí)問(wèn)題.問(wèn)題由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由淺入深、層層遞進(jìn)，能滿足不同層次學(xué)生的發(fā)展需要，解決不同層次問(wèn)題.本任務(wù)中問(wèn)題1、2考查學(xué)生對(duì)于知識(shí)的記憶和理解，屬于低階思維考查;問(wèn)題3考查阿基米德原理的應(yīng)用，鍛煉學(xué)生的推理和判斷能力，屬于高階思維能力培養(yǎng).教師通過(guò)層次性問(wèn)題的引領(lǐng)，不僅幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系，還實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維由低階向高階的轉(zhuǎn)變.

3.1.2 設(shè)計(jì)開放問(wèn)題，突破知識(shí)難點(diǎn)

任務(wù)二 讓雞蛋浮起來(lái)：如何用一塊塑料布和一根橡皮筋，讓雞蛋（土豆）浮起來(lái)？備選器材為食鹽.

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)屬于開放性任務(wù)，學(xué)生可以自選器材使得杯中的雞蛋或土豆浮起來(lái).教師引導(dǎo)學(xué)生分析物體浮沉的原理，可從（1）增大排開液體的體積，（2）增大液體的密度，（3）減小物體的重力，三個(gè)方面來(lái)考慮，學(xué)生可以選擇水中加鹽增大液體密度，從而增大浮力;也可以選用塑料布把雞蛋包起來(lái)放入水中，增大排開液體的體積，進(jìn)而增大浮力;還可以給土豆挖空心，減小土豆所受的重力，使其浮起來(lái).此種多元化的解決問(wèn)題的路徑，利于學(xué)生思維發(fā)展.

任務(wù)三 讓礦泉水瓶沉下去：展示一個(gè)在水面上漂浮的礦泉水瓶并提出問(wèn)題：有什么辦法能夠讓它沉下去？

設(shè)計(jì)思路：教師從影響物體浮沉的因素考慮，讓學(xué)生討論，并展示：（1）向瓶?jī)?nèi)加水，增加重力，使其下沉;（2）把瓶子捏扁，減小排開液體的體積，減小浮力，使其下沉.

評(píng)析：開放性問(wèn)題，學(xué)生的思維不受限制，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和問(wèn)題解決能力.學(xué)生的思維在碰撞中被激活，知識(shí)被活化，高階思維能力得到發(fā)展.教師在本環(huán)節(jié)中利用兩個(gè)開放性任務(wù)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于浮力知識(shí)的應(yīng)用，突破物體的浮沉條件這一難點(diǎn).學(xué)生設(shè)計(jì)方案，解決真實(shí)問(wèn)題，屬于布魯姆認(rèn)知目標(biāo)中的創(chuàng)造層次，有利于高階思維的發(fā)展.

3.1.3 設(shè)計(jì)真實(shí)問(wèn)題，加強(qiáng)安全教育

任務(wù)四 設(shè)計(jì)一款救生衣：創(chuàng)設(shè)一名兒童在水中游泳突然不幸沉入水底的情境，為防止類似問(wèn)題發(fā)生，及時(shí)營(yíng)救落水的群眾，請(qǐng)根據(jù)浮力知識(shí)設(shè)計(jì)一款便攜式救生衣.

設(shè)計(jì)意圖：為使落水的人實(shí)現(xiàn)迅速自救，學(xué)生會(huì)從如何增加浮力的角度展開思考，即需要增大排開水的體積.經(jīng)學(xué)生討論，形成方案：將安全氣囊壓縮后綁在手臂上，當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，迅速打開開關(guān)，自動(dòng)向內(nèi)部充氣，氣囊膨脹，排開液體的體積增大，浮力增大，人被浮起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)自救.

評(píng)析：真實(shí)問(wèn)題是指教師將問(wèn)題鑲嵌于真實(shí)情境之中，學(xué)生在解決復(fù)雜問(wèn)題中深化所學(xué)知識(shí)的理解，實(shí)現(xiàn)新知識(shí)建構(gòu)，并在解決問(wèn)題過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力.本任務(wù)基于生活問(wèn)題，讓學(xué)生學(xué)會(huì)改變浮力的大小，親歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的完整過(guò)程.設(shè)計(jì)增大浮力方案，屬于布魯姆認(rèn)知目標(biāo)中的創(chuàng)新級(jí)別，屬于高階思維能力培養(yǎng).另外，教師在本環(huán)節(jié)中利用落水救人問(wèn)題以研發(fā)救生衣，不僅幫助學(xué)生鞏固浮力知識(shí)，還滲透生命安全教育.

3.1.4 設(shè)計(jì)變式問(wèn)題，引發(fā)認(rèn)知沖突

任務(wù)五 改變物體的浮沉：

演示實(shí)驗(yàn)1：教師將一個(gè)裝有配重的墨水瓶，放入盛有熱水的大溢水杯中，讓學(xué)生觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生？并解釋其原因？

設(shè)計(jì)意圖：墨水瓶放入熱水中后，開始由于瓶子的重力大于浮力，瓶子下沉.但根據(jù)物體的熱脹冷縮原理，瓶?jī)?nèi)空氣吸熱，體積膨脹，使氣球體積膨脹，氣球體積增大，瓶子受到的浮力增大，當(dāng)浮力大于重力時(shí)，墨水瓶會(huì)自行上浮.所以，墨水瓶先下降后上浮，如圖1所示.

演示實(shí)驗(yàn)2：教師將一個(gè)裝有冷水的氣球，放入熱水中，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生？過(guò)一會(huì)，球又有什么變化？請(qǐng)解釋其中的原因？

設(shè)計(jì)意圖：由于水氣球內(nèi)部裝有冷水，球內(nèi)水的密度大，球外水溫高，密度小，所以水氣球會(huì)下沉.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，由于水氣球吸熱，內(nèi)外溫度一致時(shí)，水氣球內(nèi)外的密度也一致，受氣球體積的影響，水氣球最終將上浮.

評(píng)析：本環(huán)節(jié)是變式性問(wèn)題，通過(guò)變化“非本質(zhì)屬性”，讓學(xué)生理解“本質(zhì)屬性”的一種方法.教師圍繞不同物體的浮沉進(jìn)行設(shè)疑，讓學(xué)生先經(jīng)歷排開液體體積變化對(duì)浮力的影響，再經(jīng)歷液體溫度對(duì)浮力大小的影響，設(shè)計(jì)變式問(wèn)題，層層遞進(jìn)，暴露學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突.學(xué)生急切地想知道液體溫度對(duì)浮力是否產(chǎn)生影響，為后續(xù)開展實(shí)驗(yàn)探究奠定基礎(chǔ).最后讓學(xué)生在出錯(cuò)、究錯(cuò)、糾錯(cuò)中獲得真知，在推理和分析的過(guò)程中發(fā)展高階思維.

3.1.5 設(shè)計(jì)探究問(wèn)題，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

任務(wù)六 探究液體溫度對(duì)浮力的影響：針對(duì)上述問(wèn)題，有學(xué)生認(rèn)為浮力大小與液體溫度有關(guān)， 能否用實(shí)驗(yàn)證明你的觀點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)器材有圓柱體、測(cè)力計(jì)、一杯冷水、 一杯熱水，密度計(jì)、食鹽等.

設(shè)計(jì)思路：本實(shí)驗(yàn)采用控制變量的思路進(jìn)行研究，控制液體的密度和排開液體的體積，改變液體的溫度，測(cè)量物體所受的浮力.需要強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)驗(yàn)中要控制液體密度，需要向熱水中加食鹽，用密度計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)冷、熱水的密度相同，才能進(jìn)行比較浮力大小，如圖2所示.

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將圓柱體懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，靜止時(shí)記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)G.

（2）將圓柱體浸沒(méi)在冷水（約20℃）中，圓柱體不接觸容器，靜止時(shí)記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1.

（3）將密度計(jì)放入冷水（約20℃）中，靜止時(shí)記錄密度計(jì)的示數(shù)為ρ1;將密度計(jì)取出后放入熱水（約90℃）中，向其加入適量食鹽使其密度ρ2=ρ1.

（4）將圓柱體浸沒(méi)在密度為ρ2的熱水中，圓柱體不接觸容器，靜止時(shí)記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2.

結(jié)論：兩杯液體的溫度不同，而G-F1=G-F2.可以證明“浸在水中的物體所受浮力大小與液體的溫度無(wú)關(guān)”，因此，浮力大小與液體溫度有關(guān)這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的.

評(píng)析：學(xué)生解答探究性問(wèn)題一般沒(méi)有固定的路徑和方法，大多基于問(wèn)題，開展觀察、操作、分析、綜合等活動(dòng).探究液體溫度對(duì)浮力的影響是課本內(nèi)容的延伸和拓展，探究過(guò)程具有開放性、挑戰(zhàn)性和綜合性，答案具有不確定性.學(xué)生會(huì)積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析歸納中促成高階思維發(fā)展.

3.1.6 設(shè)計(jì)拓展問(wèn)題，滲透價(jià)值觀念

任務(wù)七 了解我國(guó)核潛艇發(fā)展現(xiàn)狀：觀看視頻，2019年4月在青島舉行的中國(guó)海軍成立70周年大閱兵的場(chǎng)景，展示我國(guó)核潛艇的航行畫面，場(chǎng)面震撼，激動(dòng)人心.并思考以下問(wèn)題.

問(wèn)題1：核潛艇上浮與下沉的原理是什么？

問(wèn)題2：我國(guó)核潛艇的發(fā)展你了解哪些？

問(wèn)題3：誰(shuí)是我國(guó)的核潛艇之父？

問(wèn)題4：觀看完黃旭華的演講視頻，你有什么感想？

評(píng)析：教師在本環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)拓展性問(wèn)題，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生延伸學(xué)習(xí)我國(guó)核潛艇的發(fā)展現(xiàn)狀，運(yùn)用浮力的相關(guān)知識(shí)，了解潛艇上浮和下沉的原理.由此介紹我國(guó)核潛艇之父——黃旭華的故事，黃旭華先生為了理想信念，隱姓埋名，30年如一日地潛心研究，為我國(guó)的核潛艇事業(yè)做出卓越貢獻(xiàn).教師通過(guò)播放視頻以及設(shè)置拓展性問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷，感悟家國(guó)情懷，樹立為祖國(guó)奉獻(xiàn)的科學(xué)精神.

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（收稿日期：2020-11-10）