杨添堡
(南宁市邕宁高级中学,广西 南宁 530299)
摘要:学生发展核心素养是学生为适应个人发展需要和社会职业需要应掌握的领域知识、技能以及价值观。本文基于核心素养视域分析职业规划教育融入高中物理课程的目标、原则、途径和策略,并以人教版选修3-2第四章《电磁感应》为例,在物理教学活动中融入职业规划教育培养,以期为广大物理教育工作者提供参考意见。
关键词:核心素养;高中物理;职业规划;电磁感应
2010年,国家制定《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》,文件中鼓励高中学校结合本校实际情况实施职业职业规划教育,把职业规划教育渗透到高中教育中[1]。2014年,教育部印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》,并明确提出将核心素养作为普通高中课程改革的重要育人目标,学生发展核心素养是学生为适应个人发展需要和社会职业需要应掌握的领域知识、技能以及价值观[2]。在高中新课改“核心素养”育人目标引领下,融入职业规划教育,主动激发学生的独立思考能力,学会决策个人与社会未来发展相结合的职业能力。
那么,如何在高中物理学科教学活动中融入职业规划教育课程?笔者根据课程实践研究的部分结果,分享体会,以期为广大物理教育工作者提供参考意见。
一、职业规划教育与物理学科教学融合的目标与原则
职业规划教育既个人发展IDP计划,是一种个人对未来规划性的思考,以达到某种目标,经过科学分析,做出的学习行动计划。而职业规划与物理学科之间的相互配合,在现如今的物理课堂教学中尚未成熟,甚至缺失。教师在实际教学中主要结合物理学科与社会生活密不可分的特点,以发展学生核心素养为目标,通过与学科知识、方法和技能相关的职业介绍,引导学生了解职业相关的知识、技能和价值观要求,唤醒学生职业规划的意识,促进物理核心素养培养目标的达成和职业规划意识的教育。
(一)职业规划教育与物理学科教学融合的目标设计
物理学科中的物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任构成物理学科学习目标的四维度[3]。融入职业规划教育,在教学目标设计中,意为引导学生自我反思,能够对自我成长与发展有一个基本轮廓构造,了解相关职业领域需掌握的领域知识、技能以及价值观,并与物理学习的目标互相一致。例如,以人教版选修3-2第四章《电磁感应》为例,将电磁感应的教学目标和与电磁感应知识相关的职业领域相融合,提炼出物理教学和职业领域共有的知识、技能和价值观,如表1所示。
表1
(二)职业规划教育与物理学科教学融合的基本原则
高中时期的职业规划教育,视为核心素养培养中的一项措施。在与物理学科相融合时,其一,要保持与学科的教学目标一致性原则;其二,教师坚持学生为本的教学原则,学生形成自我成长的学习原则,双方共同创造教与学的良好氛围[4]。
二、职业规划教育与物理学科融合的路径与策略
根据职业规划教育与物理学科教学融合的目标和原则,可将职业规划教育与物理学科融合的教学途径与策略分为“知识”融合、“技能”融合和“价值观”融合,辅以体验式教学、项目化教学、职业讲座等方式开展教学活动,其教学设计思路如图1所示。
图1 职业规划教育与物理学科融合的教学设计思路
(一)开展体验式教学,以角色扮演促进职业体验
体验式教学旨在由教师开发出实际或相似情境和机会,融合教学内容,使学生在亲身经历中习得知识、技能,形成正确价值观的教学过程[5]。教师创造情境和机会让学生进行角色扮演,增加职业体验感,唤醒学生职业规划意识,树立学业目标和职业目标,在提高教学质量的同时,为职业规划教育助力。例如,在“电能的输送”教学内容中开展电力工程师职业的生涯教育。
1.教学片段
【课件展示】发电站(水力、风力、核电发电)图片;“西电东输”新闻视频。
师:生活离不开电,电网的建设、电能输送及维护离不开电力工程师。若你是电力工程师,请思考以下问题。
问题1:发电站选址何处?(发电资源丰富的地方,一般距离城市较远)
问题2:何处最需用电?(电力资源匮乏、人员密集、生活生产需要等地方)
问题3:如何输送电能?(属于开放的、实际需要的问题——关键问题)
【输电实验】将1个灯泡(6V,0.5A)分别用3组导线(0.3m铜导线、100m铜导线和0.3m电阻丝)依次接入6V交流电,观察比较灯泡亮度。
师:同样的电源供电,为何灯泡亮度有差异?
生:因导线长度、材质的不同而电阻不同,故损耗的功率不同。
师:请画出实验电路图。
生:作出图2。
图2 简易输电电路图
师:在简易输电模型中,如何减少导线损耗的功率,使小灯泡更亮或重新亮起来?
生:由知,减小I或r。
师:如何减小输电线电阻r?
生:根据,可用电阻率、长度短、截面积较粗的导线。
师:假设电厂的装机容量固定(输送功率恒定),如何减小输电电流I?
生:由,可提高来减小I。
师:如何提高输送电压?请设计电能输送电路图。
生:作出图3。
图3 远距离输电电路图
师:这就是远距离输电电路设计图,一般由电力系统的电力工程师们设计。在电网行业中电力工程师包括助理工程师、工程师、高级工程师,级别证书需通过考试评审,接下来请你参加模拟考评。(课前编辑相似模拟题型,课堂开展模拟考试,巩固新知)
【生涯教育】介绍电力工程师分类、职业内容、就业前景、就业单位、职业要求等。
活动1:周末职业访谈。(小组访谈电力系统的杰出校友、业内亲戚、成功人士等)
活动2:查询大学专业。(小组分年度、省份查询大学及专业录取情况)
活动3:成果分享交流。(小组分享成果,个人设定高考目标,制作备考计划并行动)
2.教学反思
在物理教学中融入生涯规划教育要以学生实际出发,基于学生认知能力选取合适的内容、恰当的时间融入生涯教育。部分职业教育可在体验式教学中通过角色扮演加以融合,让学生置身于情境中解决问题和体验角色的重要性,从而融入相关职业规划教育。
(二)实施项目化教学,以项目活动提升职业认知
项目化教学是基于STEM教育理念下的一种教学模式,在学科教学中培养学生科学(Science)素养、技术(Technology)素养、工程(Engineering)素养和数学(Mathematics)素养[6]。高中物理的专业性、综合性和实践性也较强,在融合教学中引导学生运用知识、技能和经验去解决物理课程和生涯规划的共同目标,促进学生物理核心素养能力的达成,提升学生职业规划的能力认知。例如,在“电磁驱动”教学内容中开展“电磁炮”项目化教学活动,渗透项目工程师职业的生涯教育。
1.教学片段
【环节一】小组准备,提出电磁炮项目制作的工程问题
学生分组研究教师发放的“电磁炮”项目资料,追寻电磁炮发展历程。电磁炮由电磁场中产生的安培力对金属炮弹进行加速后发射,获得高速度和远射程,具备摧毁能力和打击力,是现代军事领域中的新式装备,用于防空系统,或装备于海军舰艇武器。
工程问题1:电与磁之间存在何种关系?
工程问题2:如何提供金属炮弹的动力?
【环节二】小组实验,制定电磁炮项目制作的科学方案
工程问题1:电与磁之间存在何种关系?
学生实验(1)——电生磁的实验探究活动
器材:直流电源(6V)、螺线管、导线、小磁针(若干个)、开关。
学生:操作实验——观察现象——理论分析——得出结论。
结论:电流周围能产生磁场,并与其他磁场相互作用。
学生实验(2)——磁生电的实验探究活动
器材:水平面内两根平行金属导轨、蹄形磁铁、金属棒、电流计、导线、开关。
学生:操作实验——观察现象——理论分析——得出结论。
结论:闭合回路的磁通量发生变化时,能产生感应电流。
工程问题2:如何提供金属炮弹的动力?
学生实验(3)——恒定电流驱动金属棒运动
器材:直流电源(6V)、水平面内平行金属导轨、蹄形磁铁、金属棒、导线、开关。
学生:操作实验——观察现象——理论分析——得出结论。
结论:安培力能够驱动金属棒运动,磁场越强,电流越大,安培力越大。
学生实验(4)——交变电流驱动金属环运动
器材:交流电源(6-12V可变)、变频器、螺线管、金属圆环、导线、开关。
学生:操作实验——观察现象——理论分析——得出结论。
结论:安培力能够驱动金属环运动,频率越高,磁场越强,电流越大,安培力越大。
【环节三】小组制作,优化电磁炮项目制作的技术方案
文献研究中知道有两类电磁炮:导轨炮和线圈炮。学生分组制作两类电磁炮,并进行作品展示、射程对比,再由各组合作改进炮弹材料形状、电路搭建来提高电磁炮射程性能。
师:本次电磁炮项目化学习中,同学们亲身经历电磁炮工程项目理论研究、产品设计、方案实施、技术优化改进流程的体验,学会把物理知识恰当地应用到实际生活、社会、科技等发展中,电磁炮的研发属于项目工程师的工作。
【环节四】项目拓展,介绍项目工程师分类、行业前景、行业要求、行业精神等。
项目工程师指“各个领域的开发或者控制类项目负责技术操作、设计、管理,评估能力的人员,或者是指取得某个领域专业技术资格的人员。”[7]例如,国防工程师包括军事工程研发人、军事工程技术人员、军事工程通信人员等。
活动1:家长职业分享讲堂。(邀请各行业优秀家长进校开展职业分享交流会)
活动2:挖掘个人擅长行业。(结合个人专长和职业倾向建立个人职业档案)
活动3:查询相应大学专业。(小组分行业查询大学及专业录取情况)
活动4:小组成果分享交流。(分享成果,设定高考目标,制作备考计划并行动)
2.教学反思
项目化教学可培养学生的合作交流能力、动手能力、观察能力、逻辑推理能力和创新能力,提升学生科学探究素养,锻炼学生科学思维能力。但项目化学习要求较强的思维能力,教师要不断鼓励学生提问、引导思考题、着手解决问题,从而推动学生思维发展。在融入职业生涯教育前,教师要熟悉各职业领域的名校友、杰出家长朋友等,足够了解各行业工程师对标的大学和专业录取情况,从而在必要时为学生提供帮助。
(三)挖掘物理学史资源,以榜样精神提升职业态度与责任素养
培养学生“科学态度与责任”是物理学科核心素养目标之一,适时地融入职业生涯教育,能帮助学生形成正确的职业观[8]。在物理教学过程中,教师引导学生深入探索物理知识的相关史学,借助物理学家科学探索的求真事迹激励学生养成自主思考的能力,激发学生的思维发展,提高学生的职业精神态度和社会责任感,有助于学生形成正确的职业观。例如,在“划时代的发现”教学内容中,借助教材的“科学足迹”挖掘电磁感应发展历程中科学家坚持不懈、敢于挑战、勇于创新的研究精神,树立精神榜样,渗透职业态度与责任素养的生涯教育。
1.教学片段
【史学介绍与思考】从奥斯特圆梦“电生磁”到法拉第心系“磁生电”
备课时编纂史学资料《奥斯特圆梦“电生磁”》和《法拉第心系“磁生电”》,并于课前发给学生研读,要求思考回答以下问题。
问题1:在奥斯特和法拉第之前,是否已有人提出“电生磁”和“磁生电”现象?
问题2:为何奥斯特和法拉第如此笃信电与磁之间存在相互联系?
问题3:奥斯特是如何发现电生磁现象?历经多久圆梦“电生磁”?
问题4:法拉第是如何发现磁生电现象?历经多久圆梦“磁生电”?
问题5:科学家在推动科学发展的过程中也曾遭遇许多挫折和失败,他们如何应对?
问题6:科学家对自然现象和规律所坚定的某种“信念”,对科学发展是否有重要作用?
师:奥斯特和法拉第关于电与磁联系的研究成果告诉我们,坚定的信念是实现目标的强大力量,偶然的发现是经过长期努力后的必然结果,面对挫折与失败,要有坚持不懈、敢于挑战、勇于创新的科学态度与责任,这也是生活工作中应具备的生活态度与职业精神。
【生涯教育】“坚持不懈、敢于挑战、勇于创新”的生活态度与职业精神的生涯教育。
活动1:列举职业事例。(组网“北斗”的“北斗人”精神、钟南山院士“抗疫”事迹)
活动2:校友职业讲堂。(杰出校友等进校校开展职业分享交流会,树立精神榜样)
活动3:职业分享交流。(分享成果,设定高考目标,制作备考计划并行动)
2.教学反思
通过挖掘相关的物理学史,能够让学生学习物理学发展过程中科学家们的科学态度与责任,是最直接的职业态度与责任教育素材。在日常生活与教学中,故事寓意教育和精神榜样的引领教育要比直接说教的教育效果更好。
三、结束语
职业规划教育与物理学科此融合,是培养学生核心素养其中的一个项目工作,不仅需要教师对职业规划的理解,还要引导学生利用职业规划萃取物理学科的学习方法。目前,核心素养的培养在于学生综合素质的培养,不再是应试教育,而是多方位发展学生实力,教师不仅要将职业规划纳入学生教学中,对教师自身的职业规划也应采取思考并付诸行动。
参考文献:
[1]《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》
[2]《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》
[3]《高中物理课程标准(2017版)》
[4]杨艳.高中物理核心素养下的习题教学——以运动的合成与分解习题课教学片段为例[J].延边教育学院学报,2020,34(03):209-211.
[5]晁广云.基于核心素养的课堂教学评价性学习任务设计——以高中物理“自由落体运动”一课为例[J].创新人才教育,2020(02):24-28+40.
[6]陈余宏,张艳燕,张冬波.高中物理核心素养背景下教学目标设计——以“自由落体运动”为例[J].教育教学论坛,2020(24):259-260.
[7]张若雪.关于高中学生如何利用合作学习模式学好高中物理的教学实践研究[J].传播力研究,2020,4(13):128+130.
[8]吴乾明.基于常态教学分析高中物理核心素养——以《碰撞》教学为例[J].科教导刊(中旬刊),2020(04):158-159.
本文系【课题项目】广西教育科学“十三五”规划2019年度课题《在高中物理教学中融入职业规划教育的实践研究》(2019B150)部分
研究成果