第七章 单元资源设计

一、概述

(一)界定

教学资源是为教学的有效开展提供的素材以及各种可被利用的条件,通常包括教材、案例、影视、图片、课件等,也包括教师资源、教具、基础设施、教育政策等内容。从广义上来讲,教学资源可以指在教学过程中被教学者利用的一切要素,包括支撑教学的、为教学服务的人、财、物、信息等。从狭义上来讲,教学资源(学习资源)主要包括教学材料、教学环境及教学后援系统。

毫无疑问,课标、教材及配套的教学参考、练习部分、实验(活动)册(卡)等是重要的教学资源,教师可根据单元教学目标对其中的资源要素进行充分挖掘和利用,必要时还可进行二次(校本化)开发。由于本书第二章“单元教材教法分析”中对课标、教材的分析和利用已经做了详细阐述,故本章不再赘述。因此,本章重点阐述除课标、成套教材之外,教师进行教学设计时常用的各类教学资源。

单元资源设计是指围绕单元教学目标,进行检索、整合、开发各类资源的过程。在教学实践中,单元资源设计往往与单元学习活动、单元作业及单元评价的设计同步进行、相辅相成。

(二)原则

物理单元资源作为单元活动、单元作业、单元评价的有力支持,是一切教学活动得以开展的重要载体,对于达成单元教掌目标和发展学生物理学科核心素养有着至关重要的作用。为使物理单元资源成为教学活动的有效脚手架和载体,物理单元资源在设计开发过程中应当充分考虑以下建议。

1.科学性

科学性是指所有资源内容均应遵循中学阶段的物理概念和规律,不能出现科学性错误,这是资源设计的底线。

2.适切性

适切性是指单元资源要切合物理学习活动的需要,表现为资源指向活动目标,符合学生的认知特征,具有课堂教学功能,有利于提升学科的核心素养。

3.多元性

教师应以开放心态尽可能多地利用好一切可能的教学资源,力求资源的多元化,包括资源媒介的多元化,空间上的多元化,使用方式的多元化等。

4.整合性

单元资源不应是一堆零散的资料,而是在单元目标引导下具有联系的一个整体,表现为资源之间的横向关联和纵向递进。如依据单元大任务和各个活动之间的关系,我们需要提供相互关联的资源支撑。以单元活动的进展为线索有序组织单元资源,有助于高效利用资源,同时更好地衔接各个学习活动。如有条件,单元相关各类资源还可以通过物理学科专用教室进行优化设计和整体呈现,更有效地利用资源促进学习。

(三)分类

根据中学物理学科特征及教师的日常使用习惯,我们将资源大致分为实验和非实验两大类资源,同时为了凸显学生资源及场馆资源的导向性,我们又将非实验资源分为三类,分别体现了教师、学生和环境三个方面的资源利用。因此,总体将资源分为以下四类:实验资源、素材资源、作品资源和场馆资源,具体如表7-1所示。

表7-1

类型

说明

实验资源

主要指完成课内演示实验和学生实验,以及课外拓展实验活动所需的各类材料,如实验器材、原理、方法、步骤等。

素材资源

主要指在非实验类活动中,教师整合、开发的文本、图像、视频、动画、软件、实物模型等为载体的学习资源,包括各类情境和工具。

作品资源

主要指学生在学习物理的过程中创作的作品,如科学论文、制作发明、调查报告、海报等。

场馆资源

要指与物理有关的各类场所,如物理学科(专用)教室、物理实验室、科技馆、博物馆、天文馆等。

(四)要素

单元资源是与单元学习活动、单元作业、单元评价配套使用的,与对应的类型、目标、内容、形式等要素相关。为方便资源的分析和利用,依据单元资源设计的界定、原则和分类,我们提取资源的五个共性要素进行设计,分别是“资源名称、资源类型、资源目标、资源内容和资源说明”,其含义如表7-2所示。

表7-2

要素

定义

资源名称

资源名称通常是内容的提炼和概括,体现了资源涉及的主题。

资源类型

分为四类:实验资源、媒体资源、学生作品、场馆资源。

资源目标

体现资源的目标导向,资源目标是指资源对应的学习活动、作业、评价目标。

资源内容

是指单元资源所包含的具体内容,包括涉及的主题、形式和清单等,如阅读材料、实验耗材、实验仪器、工具、设施等具体指向。

资源说明

结合具体的活动,简要说明资源的利用方式、使用时间、资源间的关联及注意事项等,以便更好地应用资源。

二、规格及说明

(一)流程

单元资源设计伴随着单元学习活动设计、单元作业设计、单元评价设计的全过程。为提升单元资源设计的品质,可将它分为三个步骤,具体流程如图7-1所示。

图7-1
图7-1

说明:

1.根据学习活动、作业、评价设计的目标需求,确定资源想要实现的具体教学目标,这是资源设计的第一步。

2.围绕单元资源目标,检索、搜集、修改或开发各类资源素材,对资源素材进行要素筛查,形成有效资源清单。

3.根据资源清单,完成单元资源属性表。

(二)属性表

单元资源属性表如表7-3所示。

表7-3

资源名称

 

资源类型

 

资源目标

 

资源内容

 

资源说明

 

单元资源汇总表如表7-4所示。

表7-4

资源类型

资源名称

资源简介

实验资源

 

 

 

 

素材资源

 

 

 

 

作品资源

 

 

 

 

场馆资源

 

 

 

 

(三)问题链

1.确定资源对应的目标

7-1-1资源对应哪些学习活动、作业或评价,资源与对应的目标是否一致?

2.选择和设计资源

7-2-1资源名称是否容易推测出资源的用途?

7-2-2资源的使用场合、使用时间是否合理?

7-2-3资源的使用方式及注意事项是否清晰?

3.完成资源属性表及汇总表

7-3-1各资源的属性是否清晰明确,有无歧义?

7-3-2各资源之间是否存在内在逻辑关系,能否形成一个整体?

三、建议

单元资源是实现单元目标的重要保障,也是单元活动开展的必要支撑。在单元资源设计过程中,如何体现资源的“科学性、适切性、多元性、整合性”,我们提出以下几点建议。

(一)资源开发的建议

资源开发始终要围绕单元目标。首先,任何资源的开发都要排除科学性错误,不能违反科学原理,违背科学精神。其次,资源的内容要紧扣活动主题,资源形式和功能要和活动的需求相适应。第三,资源开发要考虑学生的多元需求,考虑学生的心理特征和活动体验,这样的资源才能吸引学生的参与。第四,资源开发应做好系统规划,充分考虑单元内各资源之间的内在关系,开发结构化系列资源,为单元活动和评价的展开提供支撑。

资源可以来自教师,也可以来自学生。实践表明,学生的学习过程会生成很多有价值的资源,这些资源的利用和共享可以促进学生更好地学习。如学生的学习笔记、错题订正和反思、实验报告、专题海报、思维导图、创作作品和科学论文等,有计划地通过活动收集、展示、评价,可以形成动态更新的学习资源。

(二)资源管理的建议

资源的管理要坚持共建、共享、共维,使资源易于检索使用,不断动态优化。以教研组或学科组为单位,进行单元教学设计,明确资源的开发任务,进行分工合作,取长补短,共同开发各类资源,避免资源的重复建设。同时构建资源管理平台,做好资源的属性标记,尊重知识产权,便于检索和使用。与此同时,做好资源使用的经验总结和建议反馈,实现动态更新。

(三)资源使用的建议

资源的使用始终要坚持目标导向性,形式为功能服务,关注资源的教学功能和学生的切身体验。如资源为教师演示活动服务时,要关注学生的可视化程度;资源为学生活动服务时,要关注可操作性。

具体建议详见案例。

四、案例

案例1 初中”光”单元资源设计

单元来源:上海市九年义务教育课本(上海教育出版社)

物理(八年级第一学期)第二章  光

案例提供:上海音乐学院实验学校  贾晓岚、陶晓明、孙春波

  1. 资源汇总表

资源类型

资源名称

资源简介

实验资源

激光打靶

用于体验光的反射现象,提供实验器材,图文介绍实验过程。

光的折射与反射实验(拓展实验)

提供实验器材及文本,介绍学生自己可以动手实践的小实验,实验简单,效果显著。

素材资源

光的直线传播

图文介绍直线传播,用于直线传播知识的引用。

光的反射现象

动画,介绍光的反射现象。

光的反射规律实验

视频资源,介绍光的反射规律的实验。

光的折射现象

视频资源,介绍生活中的折射现象。

光学反射折射全反射规律

动画课件,模拟演示反射和折射规律,帮助学生进一步理解相关知识点。

不均匀介质传播

视频资源,介绍光在同种介质中直线传播的现象以及在不均匀介质中传播时光线发生弯曲的现象。

凸透镜成像规律演示

动画资源,动态演示凸透镜成像的光路演示,帮助同学进一步理解规律的本质。

法线演示

动画,介绍法线的引入,动态演示法线的由来。

作品资源

自制简易照相机

文本资源,简单介绍自制照相机的原理、工具、制作步骤、注意事项、成品展示等。

自制幻灯机

文本资源,简单介绍自制幻灯机的原理、工具、制作步骤、注意事项、成品展示等。

场馆资源

探秘上海眼镜博物馆

博物馆各展区以图片、实物和三维动画等形式,介绍了眼睛与眼镜的关系、眼镜自身的科技和眼镜的发展历史;可供拓展知识和相关课题研究。

探秘上海玻璃博物馆

博物馆展出了玻璃的制作工艺、各类奇妙现象及玻璃工艺品、玻璃文化等,可供拓展知识和开展相关课题研究。

2.各类资源属性表举例

(1)实验资源举例

资源名称

“激光打靶”

资源类型

实验资源

资源目标

体验光的反射现象

资源内容

小型光具盘、小平面镜、橡皮泥、激光手电、喷水壶、三角板、量角器等。

资源说明

注意事项:

1.喷雾器的喷嘴尽量细,形成雾状。

2.喷雾器可用加湿器、雾化器替代。

3.活动环境应在较暗的环境下进行。

4.注意反射激光不要对准学生,以免激光照射到学生的眼睛,造成伤害。

(2)素材资源举例

资源名称

法线演示

资源类型

素材资源

资源目标

引入法线,体验法线在光的反射时的作用。

资源内容

入射光和反射光所在的平面进行旋转形成法线。

资源说明

动画,点击按钮,动态演示法线的形成过程。

(3)作品资源举例

资源名称

自制简易照相机

资源类型

学生作品

资源目标

通过经历制作照相机的过程,理解凸透镜成像规律

资源内容

凸透镜、硬板纸、胶带、胶水、制作指导演示文稿、照相机样品

资源说明

推荐凸透镜焦距10 cm左右,直径5~8 cm。

制作注意事项:

1.先根据成像规律及透镜焦距规划作品尺寸。

2.伸缩镜头的距离在8~10 cm。

3.建议进行适当的美工,提高作品的吸引力。

(4)场馆资源举例

资源名称

探秘眼镜博物馆

资源类型

场馆资源

资源目标

体验眼镜博物馆,感悟透镜知识在实际生活中的应用。

资源内容

眼镜博物馆(上海市静安区宝昌路533号)、探秘场馆调查表。

资源说明

注意事项:

1.事先查询开放时间。

2.小组合作集体活动。

3.学生需带有任务的探秘,并做好相关调查报告。

案例2  高中“匀变速直线运动”单元资源设计

单元来源:上海市高级中学课本(上海科学技术出版社)

物理(高中一年级第一学期) 第一章

案例提供者:上海市奉贤中学 周世平

1.资源汇总表

资源类型

资源名称

资源简介

实验资源

素材资源

学生分组实验“用DIS测定位移和速度、加速度”配套器材

实验器材,包括位移传感器、光电门传感器、数据采集器、笔记本电脑、力学轨道、小车及数据线等。

牛顿管(1套)

现象演示,用于自由落体运动概念的形成。

Tracker软件及教程和小钢球自由下落的视频

拓展实验,用于完成分组作业“验证自由落体运动是匀加速直线运动且测出加速度”。

数据采集器、光电门传感器(2个)及数据线、配套软件

 

长细木棍一根(30 cm)

制作材料,用于小组作业“制作一把反应尺”。

数字秒表

计时工具,用于小组作业“测量大楼的高度”。

机械运动(2 min 11 s)

视频,用于建立机械运动的概念。

飞机,跑车和摩托车比加速(3 min13 s)

视频,用于形成加速度的概念。

轿车加速制动测试(1 min)

视频,用于形成加速度的概念。

瞬时速度的测量(34 s)

视频,用于学生实验的铺垫。

月球表面的落体实验(14 s)

视频,用于自由落体运动概念的形成。

世界最大真空室!自由落体实验:羽毛和保龄球谁先落地(2 min 9 s)

视频,用于自由落体运动概念的形成。

伽利略对话录(52 min)

视频,用于学生课外拓展物理学史。

PhET仿真程序:运动

交互软件,用于运动图像的形成和意义的理解。

匀变速直线运动的思维导图

图片,单元思维导图用于单元知识梳理。

物理原理与问题(上册)

物理学的概念与文化素养(第4版)

图书,用于拓展视野,加深理解。

作品资源

反应尺(1把)

学生应用自由落体运动规律制作的工具,用于测量人的反应时间。

场馆资源

科技馆

可带学生去参观学习各类物理现象和规律,如智慧之光常设展馆,里面有各类运动、频闪照相等。

2.各类资源属性表举例

(1)实验资源举例

资源名称

DIS测加速度学生实验

资源类型

实验资源

资源目标

学会用DIS测定加速度的实验:①知道用DIS测定加速度的原理;②会用给定的传感器等实验器材,搭建一个让物体做匀加速直线运动的装置;③完成数据的采集,测出加速度。

资源内容

位移传感器、数据采集器、计算机、数据线、配套软件、力学轨道、小车等。

图7-2

资源说明

1.确保位移传感器的发射端内电池有效,开始实验时打开发射端电源开关。

2.位移传感器的发射端安装在小车上,发射端的发射孔和接收端的接收孔面对面且在一条直线上。

3.小车放在倾斜的力学轨道上,倾角不宜过大,同时防止小车撞击轨道下端。

(2)素材资源举例

资源名称

Tracker软件(轨迹分析软件)

资源类型

素材资源

资源目标

学会运用Tracker软件分析视频中物体运动的轨迹、位移、速度、加速度等信息。

资源内容

1.软件和教程:从相应的专业网站下载软件及教程。

2.摄像机拍摄运动视频。

资源说明

1.拍摄帧数要尽量高。

2.拍摄时镜头要固定,要在运动轨迹侧面拍摄。

3.拍摄距离要适当,所研究的运动轨迹不能过长。

(3)作品资源举例

资源名称

反应尺

资源类型

作品资源

资源目标

理解反应尺的功能反制作原理,学会自制一把反应尺,了解反应时间的实际意义。

资源内容

自制标有时间刻度的反应尺,如图所示。

图7-3

资源说明

1.展示反应尺(尤其是刻度),猜测其功能,现场测试某一位同学的反应时间。

2.介绍刻度的计算原理,建立自由落体运动模型,制订测量规则。

3.介绍反应时间的实际意义。

(4)场馆资源举例

资源名称

科技馆

资源类型

场馆资源

资源目标

理解频闪光源下水滴特殊运动或不动现象产生的原因,会进行简单的计算分析。

资源内容

如右图所示,科技馆中有一个展品,该展品放在较暗处,展品上端有一个不断均匀滴水的水龙头,在一盏频闪射灯的照射下,可观察到一个个下落的水滴,只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔到适当情况,可看到一种奇特现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中A、B、C、D四个位置不动,或者水滴会产生向上运动的感觉。

图7-4

资源说明

每次闪光,我们看到的是一幅水滴照片,但是由于两次闪光的时间间隔较短,再加上人的视觉暂留会产生水滴动画。如果调节频闪光源的频率或水滴下落的间隔,就会产生水滴特殊运动的感觉(如向下缓慢运动、向上运动等)。如果频闪间隔和水滴下落间隔相等或整数倍关系,则每次看到的画面相同,让人产生静止的感觉。

案例3 理学科(专用)教室设计

案例提供者:上海市奉贤中学 世平

物理学科教室是为物理学科而设计的专用教室。它提供最适合的物理学习环境,如浓厚的物理文化氛围,丰富的物理课程资源,灵活多变的组织形式,适合开展乡种物理学习活动。学习环境的设计以学生为中心,让学生产生主动学习的热情,凸显学科魅力,让学生产生浸润式学习体验。开展具有学科特色的各类活动,构建物理学习共同体。

1.教室基础资源

物理学科教室根据功能定位分为五个区:教学区、实验区、阅读区、展示区、办公区,平面设计如下图所示。

图7-5

根据物理教学需求,配置如下基础资源。

(1)物理实验资源。提供基础型课程、拓展型课程和研究型课程(物理社团课)所需的实验器材,包括传统器材、DIS器材、各类拓展研究器材,构成一个适合不同层次学生开展实验训练和探索的平台。

(2)互动教学资源。类似下图的学科教室具备无线网络、大屏幕一体机、互动电子白板、实物投影,可移动课桌、移动终端(笔记本电脑)等,可以构建一个多方互动、多媒体展示交流的学习空间,适合开展教师讲解、学生展示、交流讨论、演示及分组实验等活动。

(3)物理文化资源。学科教室设置了科学图书角,精选相关图书,主要分为物理学史、科学家类、科普图书、各版本的物理教材以及与课题研究相关的图书及科学期刊(如科学世界、环球科学等)。学科教室对学生开放,允许借阅。与此同时,还开展有关学生科普阅读的交流和推荐活动,采购相应图书,满足学生的个性化阅读需求。此外,还放置几台电脑供电子阅览和运行物理互动软件。

图7-6

(4)教师办公资源。满足1~2位教师的日常办公和教学准备需要,配备办公桌椅、必要的橱柜和办公设施。

后记

2017年年底,教育部颁布的普通高中课程标准,明确了学科核心素养是学生学习该课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力。为推进学科核心素养的落实,需要将教学设计放在一个相对更大一点、更结构化的知识框架中进行设计,提出学科单元教学设计。这样可以引导教师结构化、整体性地思考课程与教学,有利于在教学中落实学科核心素养。

中学物理单元教学设计的研究自2014年年底启动,历时四年。最早从上海市风华中学开始试点探索,逐步扩大到“课程领导力”的项目学校,开发了大量单元教学设计的案例。随着研究的不断深入,研究也从单元教学设计的开发转向从优秀案例中提炼做单元教学设计的操作路径和提升设计品质的方法,明确了研究目标是做学科单元教学设计指南,指导基层学校通过校本教研,开展单元教学设计的实践研究。

本书由汤清修、徐王熠撰写“研究报告”,由汤清修撰写“单元规划建议”,由贾晓岚撰写“单元教材教法分析”,由杨国强撰写“单元教学目标设计”,由徐王熠撰写“单元学习活动设计”,由杨鸣华撰写“单元作业设计”,由周晓东撰写“单元评价设计”,由周世平撰写“单元资源设计”;全书由汤清修统稿。

感谢桑嫣老师、贾慧青老师、王铁桦老师、高景老师、郑百易老师、周晓松老师、潘苏东老师等专家在本书研究和撰写过程中给予的指导,感谢为本书献计献策、提供素材的上海市各区物理教研员和广大一线教师。

由于时间、水平有限,本书如有不妥之处,敬请批评指正。

《中学物理单元教学设计指南》项目组 2018年5月


发布时间:2018-10-26 22:38:10  阅读次数:279

评论

由于网络审查方面的原因,本网站即日起关闭留言功能,若有什么问题可致信站长邮箱:fjphysics@qq.com。