■福建永安市第一中學(xué) 周 云

立足整體，有序設(shè)計單元教學(xué)，可突破傳統(tǒng)課時教學(xué)中碎片化設(shè)計局限，有效解決目前教學(xué)中存在的缺陷與不足，落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。高中物理知識難度較大，單課時教學(xué)不利于學(xué)生建立整體化知識構(gòu)架。為在高中物理教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展，本文重點(diǎn)結(jié)合物理學(xué)科核心素養(yǎng)，提出高中物理單元教學(xué)設(shè)計思路，并以牛頓運(yùn)動定律這一單元為案例探討單元教學(xué)設(shè)計。近年來，物理學(xué)科教學(xué)改革持續(xù)推進(jìn)，但目前很多教育者依舊保持單一課時教學(xué)模式，各項教學(xué)活動均基于單一課時進(jìn)行備課、聽課、上課、評課等，對課時之間的關(guān)聯(lián)有所忽視。為有效培養(yǎng)高中生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，需要教師立足整體層面統(tǒng)籌多個課時的教學(xué)目標(biāo)、活動、內(nèi)容、評價、作業(yè)等，系統(tǒng)化的地組織單元教學(xué)活動。

一、物理學(xué)科核心素養(yǎng)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包含四方面要素，即物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，四個要素保持著相互依存與共同發(fā)展的關(guān)系。物理學(xué)科核心要素彼此之間具有一定關(guān)聯(lián)性、整體性要求，物理教學(xué)中也要體現(xiàn)這一關(guān)聯(lián)性、整體性。在高中物理教學(xué)中，可圍繞一個大概念進(jìn)行整合設(shè)計，立足學(xué)習(xí)進(jìn)階層面制訂教學(xué)計劃，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)全面發(fā)展。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要站在整體視角構(gòu)建結(jié)構(gòu)化教學(xué)模式，使學(xué)生保持進(jìn)階學(xué)習(xí)過程。相比傳統(tǒng)單一課時教學(xué)，從整體和單元角度出發(fā)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，更有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、高中物理教學(xué)存在的問題

（一）教學(xué)模式單一

枯燥和單一是大部分學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的第一印象，而這個印象也正是來源于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。由于應(yīng)試教育觀念的影響，大部分教師在教學(xué)過程中依然在采用灌輸式的教學(xué)方法，輔以大量的練習(xí)，讓學(xué)生強(qiáng)硬地加深印象。這種教學(xué)方法雖然直接簡便，但效率極低，也很容易拉開學(xué)生之間的差距，進(jìn)而造成教育不平衡的情況，而且灌輸式的學(xué)習(xí)方法將大量的時間利用到練習(xí)和復(fù)習(xí)中，因此也造成了大量時間的浪費(fèi)。物理知識來源于生活，抽象的教學(xué)模式不僅無法讓知識和生活相連，大量的公式記憶也不利于學(xué)生提起對物理的學(xué)習(xí)興趣，因此改變物理教學(xué)模式是當(dāng)前高中物理教學(xué)的改革重點(diǎn)之一。

（二）缺乏實踐教學(xué)

物理知識來源于生活，直觀的知識以及實驗更容易讓學(xué)生提起對物理的研究興趣。但是由于課時緊張，加上部分學(xué)校的實驗器材緊張，大部分教師很少安排實驗課，即使有實驗課，也以物理實驗考試的操作練習(xí)為主，學(xué)生難以直觀體會到物理知識的應(yīng)用。而且大部分教師在教學(xué)中并沒有和實際生活進(jìn)行關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致學(xué)生無法有效理解物理知識和公式背后的內(nèi)涵，只能進(jìn)行死記硬背，這不利于學(xué)生對知識的消化和應(yīng)用。這種教學(xué)方法雖然能讓學(xué)生應(yīng)付簡單的考試問題，但在遇到復(fù)雜問題和實際應(yīng)用中則會經(jīng)常碰壁，也不利于學(xué)生物理能力的發(fā)展。

三、高中物理單元教學(xué)設(shè)計思路

在高中物理教學(xué)中進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計，并非單一傳授知識點(diǎn)或安排技能訓(xùn)練，而是授課教師以學(xué)科素養(yǎng)為基礎(chǔ)，思考并探索怎樣圍繞一個主題和目標(biāo)組織知識探究活動，最終提升教學(xué)有效性。因此，單元教學(xué)以學(xué)科核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)，是整體中獨(dú)立存在而又自成體系的單元組成。在實現(xiàn)課時目標(biāo)、課程目標(biāo)過程中，單元教學(xué)設(shè)計屬于重要手段和方式，是為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)并基于一定主題和目標(biāo)開展的探究活動與思維體驗。單元教學(xué)主要目的是使學(xué)生突破原本零散分布的知識拼盤，結(jié)合整體思維打造系統(tǒng)化、完整的學(xué)科知識體系，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生增強(qiáng)思維能力、學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成優(yōu)良的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在高中物理教學(xué)期間進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計，可結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)充分體現(xiàn)單元設(shè)計的邏輯性、系統(tǒng)性、整體性優(yōu)勢，基于核心素養(yǎng)視角確定單元教學(xué)設(shè)計思路，結(jié)合教學(xué)任務(wù)分析明確單元教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)，組織教學(xué)活動，通過作業(yè)引導(dǎo)以及學(xué)習(xí)評價鞏固教學(xué)成果。

四、“牛頓運(yùn)動定律”單元教學(xué)設(shè)計案例

（一）教學(xué)任務(wù)

牛頓運(yùn)動定律這一單元需重點(diǎn)學(xué)習(xí)慣性、受力分析、直線運(yùn)動、力的合成與分解等物理知識，這期間需要用到三角函數(shù)等數(shù)學(xué)知識。此單元關(guān)鍵內(nèi)容是牛頓第二定律，牛頓第二定律對加速度和其所受外力之間關(guān)系做出了定量、詳細(xì)的回答，闡釋了加速度和物體自身慣性以及質(zhì)量之間的關(guān)聯(lián)，所以牛頓運(yùn)動定律在牛頓物理學(xué)中屬于核心內(nèi)容，該內(nèi)容也是單元教學(xué)中的一大重點(diǎn)。高中生已經(jīng)積累了一些和力、運(yùn)動有關(guān)的生活經(jīng)驗，并且在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過牛頓運(yùn)動定律基礎(chǔ)性知識，不過相關(guān)知識與經(jīng)驗大多較為感性、定性，需要在本單元教學(xué)期間重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、歸納能力、動手操作能力，還要著重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)提升。教師在結(jié)合牛頓第二定律相關(guān)內(nèi)容展開教學(xué)設(shè)計期間，要考慮學(xué)生既有基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗操作驗證相關(guān)知識理論，積極、自覺地參與到實踐環(huán)節(jié)，在問題探究過程中感受學(xué)習(xí)的樂趣，逐漸養(yǎng)成優(yōu)良的學(xué)習(xí)意識和習(xí)慣，最終培育良好的學(xué)習(xí)能力。在本單元設(shè)計中可分為8 課時，在第1 課時對“牛頓第一定律—慣性”相關(guān)知識進(jìn)行學(xué)習(xí)，之后兩個課時重點(diǎn)對“牛頓第二定律”相關(guān)知識進(jìn)行教學(xué)，然后單獨(dú)安排一個課時對“牛頓第三定律”相關(guān)知識進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而安排兩個課時對“牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用”相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，再單獨(dú)設(shè)置一個課時進(jìn)行“從牛頓到愛因斯坦”相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，最后一個課時組織學(xué)生單元復(fù)習(xí)。

（二）教學(xué)目標(biāo)

本單元教學(xué)目標(biāo)主要有4 個：①使學(xué)生對牛頓第一定律有深刻理解，通過參與實驗認(rèn)識到理想實驗屬于一種科學(xué)思維方法；②通過設(shè)計實驗，使學(xué)生感受實驗探究帶來的成就和喜悅，學(xué)習(xí)并掌握科學(xué)的探究方法，了解交流合作的重要性；③深刻理解并正確掌握牛頓第二定律、第三定律；④掌握國際單位制，感受科學(xué)家對物理領(lǐng)域做出的貢獻(xiàn)，并明白經(jīng)典力學(xué)存在一定局限。

（三）教學(xué)重點(diǎn)

本單元重點(diǎn)為牛頓第二定律，需要通過設(shè)計實驗掌握加速度和力之間所保持的關(guān)系，使學(xué)生明白加速度和質(zhì)量所保持的定量關(guān)系，并可以通過運(yùn)動學(xué)有關(guān)規(guī)律，結(jié)合所學(xué)牛頓第二定律對部分實際問題進(jìn)行有效解決。

（四）教學(xué)活動

本文在單元教學(xué)活動探討中，主要以牛頓第二定律這一重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容為例介紹重點(diǎn)教學(xué)活動設(shè)計。此內(nèi)容教學(xué)期間，主要通過DIS 對加速度和力之間保持的關(guān)系以及加速度和質(zhì)量保持的定量關(guān)系進(jìn)行探究。教學(xué)過程中，主要通過探究教學(xué)法、情景教學(xué)法、小組合作教學(xué)法等組織教學(xué)。首先進(jìn)行情景導(dǎo)入，結(jié)合所創(chuàng)情景提出質(zhì)疑；其次組織學(xué)生探究互動、總結(jié)運(yùn)動規(guī)律；最后歸納總結(jié)，將相關(guān)知識應(yīng)用在實踐中。在教學(xué)之初，教師先創(chuàng)設(shè)情境：將小車放在特制的水平導(dǎo)軌上，并拋出問題：小車在水平導(dǎo)軌上保持什么狀態(tài)？怎樣可以讓小車在水平面上的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變？在運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生快慢變化時可運(yùn)用什么物理量進(jìn)行描述？之后引導(dǎo)學(xué)生思考并發(fā)言。教師再次加工情景：分別將有兩個鉤碼和四個鉤碼拉著的兩輛小車放在特制的水平導(dǎo)軌上，再次拋出問題：若在同一個地點(diǎn)、同一時間釋放兩輛小車a誰較大？a和什么物理量可能相關(guān)？物體a和m、F保持怎樣關(guān)系？這兩輛小車都保持多大的加速度？學(xué)生結(jié)合教師提問對物體運(yùn)動過程進(jìn)行觀察，并對問題做出猜測，分享猜測依據(jù)，回顧原有知識。

之后結(jié)合現(xiàn)場體驗，再次觀察現(xiàn)象，調(diào)動學(xué)生認(rèn)知沖突。這一設(shè)計環(huán)環(huán)相扣，可通過對話引導(dǎo)學(xué)生對“力和運(yùn)動定性關(guān)系”相關(guān)知識進(jìn)行回顧，還可讓學(xué)生通過親身體驗深入理解加速度和力之間的關(guān)系，為后續(xù)探究奠定基礎(chǔ)。在此期間，教師動態(tài)關(guān)注學(xué)生的課堂表現(xiàn)，同步做出評價。而后組織學(xué)生通過動手實驗，觀察與探索小車a與F以及其和m之間保持的關(guān)系。學(xué)生以小組為單位，通過文本閱讀進(jìn)行實驗設(shè)計，并做出結(jié)論猜想。組內(nèi)學(xué)生通過交流與合作，制定完善的實驗流程，補(bǔ)充注意事項，之后到講臺中預(yù)演交流。在此過程中，小組學(xué)生結(jié)合實驗設(shè)計動手操作，經(jīng)實驗明確a與F、a與m之間的定量關(guān)系，并在小組內(nèi)部經(jīng)討論和交流做出總結(jié)。在這一情景創(chuàng)設(shè)中，學(xué)生從定性體驗轉(zhuǎn)化至定量實驗，教師要在此期間引導(dǎo)學(xué)生分工合作，通過思考與探究提出問題，做出假設(shè)與猜想，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善實驗，和小組內(nèi)同伴共享交流，并彼此演示，嘗試親自操作。通過這一設(shè)計，可引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，在問題引導(dǎo)下選出并收集有價值信息，利用所收集到的證據(jù)，結(jié)合邏輯思維回答問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題探索與解決能力，促進(jìn)邏輯思維發(fā)展。教師要在學(xué)生探索與動手操作過程中動態(tài)觀察，傾聽學(xué)生的問題和回答，對小組合作中學(xué)生的分工表現(xiàn)與交流表達(dá)等做出評價。結(jié)合學(xué)生實驗中得出的結(jié)論，教師再次重現(xiàn)之前創(chuàng)設(shè)的情景，使學(xué)生再次體驗小車加速度場景，并向?qū)W生提問：a 與m、a 與F 相互之間的定量關(guān)系如何表述？運(yùn)動規(guī)律有哪些表達(dá)方式？學(xué)生根據(jù)之前兩輛小車所呈現(xiàn)出的加速度情況，結(jié)合所學(xué)知識作出判斷。根據(jù)教師提問，學(xué)生在小組內(nèi)部分享實驗中的收獲，提煉總結(jié)并思考回答教師的問題，之后運(yùn)用所學(xué)知識對小車加速度進(jìn)行計算，并立足物理學(xué)視角再次思考相關(guān)要素之間的關(guān)系，對牛頓第二定律做出一般表述。這一設(shè)計能使學(xué)生共享實驗操作中的收獲，通過問題引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)與提煉重點(diǎn)知識內(nèi)容，在回顧中鞏固物理規(guī)律表達(dá)方式，在深刻感悟物理現(xiàn)象的簡潔美。此環(huán)節(jié)和上述環(huán)節(jié)相互呼應(yīng)，營造了完整的問題情境，使學(xué)生從知識探究轉(zhuǎn)向知識運(yùn)用。學(xué)生在此期間通過事實分析與推理，不斷質(zhì)疑其他的結(jié)論和觀點(diǎn)，發(fā)表自身見解，有助于培養(yǎng)質(zhì)疑能力、推理能力和探究分析能力等。教師要圍繞實驗過程，對學(xué)生語言表達(dá)和歸納能力進(jìn)行分析和評價。

（五）作業(yè)引導(dǎo)

在單元教學(xué)設(shè)計期間，可建立三級作業(yè)模式，包括預(yù)習(xí)作業(yè)、練習(xí)作業(yè)以及復(fù)習(xí)作業(yè)。其中，預(yù)習(xí)作業(yè)關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生逐漸養(yǎng)成良好的預(yù)習(xí)習(xí)慣，不斷增強(qiáng)學(xué)生的問題發(fā)現(xiàn)意識，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。練習(xí)作業(yè)重點(diǎn)是精心挑選具有一定針對性的習(xí)題，并分層次設(shè)置，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，通過練習(xí)作業(yè)鞏固學(xué)生掌握的物理概念、規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生建立物理觀念應(yīng)用思維，并學(xué)會運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)。復(fù)習(xí)作業(yè)主要是引導(dǎo)學(xué)生通過繪制個性化知識樹或思維導(dǎo)圖，梳理所學(xué)規(guī)律、概念、方法，建立清晰的知識脈絡(luò)，最終形成知識框架。

（六）學(xué)習(xí)評價

學(xué)習(xí)評價分為兩方面，一方面是對日常作業(yè)進(jìn)行評價，此環(huán)節(jié)可引入小組合作評價、教師評價、學(xué)生互評、學(xué)生自評等多種評價方式，使學(xué)生參與評價分析，并自主糾錯，給予他人一定幫助。另一方面是讓學(xué)生、教師進(jìn)行實驗評價，評價主要依據(jù)方案設(shè)計、小組分工、實驗數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、實驗裝置等，教師可在整個實驗過程中對學(xué)生實驗操作態(tài)度、行為等作出評價。

（七）選編教學(xué)資源

在單元教學(xué)設(shè)計中，通過精心選編單元教學(xué)資源，能為課堂教學(xué)提供便捷、有價值的教學(xué)資源。選編教學(xué)資源具體就是最大化地利用教學(xué)資源，并對資源展開二次開發(fā)。此單元設(shè)計中，所選編教學(xué)資源包括學(xué)習(xí)單、媒體資源、實驗資源等。

（八）教學(xué)設(shè)計反思

針對高中物理進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計，要重點(diǎn)處理學(xué)科知識、學(xué)科素養(yǎng)以及課時設(shè)計、單元設(shè)計之間的關(guān)系。物理學(xué)科知識不能和物理學(xué)科素養(yǎng)畫上等號，但在培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)過程中，物理學(xué)科知識屬于重要載體。單元教學(xué)設(shè)計中，要按照教學(xué)任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)活動等流程建立完整的設(shè)計框架，貫徹落實學(xué)科育人，使學(xué)生在整個框架下學(xué)習(xí)到知識技能與方法，并同步獲得情感體驗，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。單元教學(xué)設(shè)計和課時教學(xué)設(shè)計并不沖突，單元教學(xué)實現(xiàn)需要依靠課時教學(xué)落實，所以課時教學(xué)和單元教學(xué)可優(yōu)勢互補(bǔ)，彼此支撐，順暢銜接碎片化、彼此割裂的知識，深層次揭示問題本質(zhì)和解決關(guān)鍵，使學(xué)生充分理解與掌握知識內(nèi)涵。

綜上所述，在高中物理教學(xué)中對第三單元牛頓運(yùn)動定律進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計，要以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，對單元知識進(jìn)行梳理，逐級設(shè)計教學(xué)過程，使學(xué)生在建立知識結(jié)構(gòu)體系過程中發(fā)展運(yùn)動以及相互作用觀。單元教學(xué)設(shè)計中要深度挖掘研究方法、認(rèn)識方式、跨學(xué)科概念等隱性知識，立足整體層面促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，并使學(xué)生建立問題解決思路，自覺運(yùn)用所學(xué)知識解決現(xiàn)實問題。