李志強(qiáng) 靳麗芳 張俊蘭

摘 要：物理教材中的單元通常指的是以同一任務(wù)或同一主題為主線進(jìn)行串聯(lián)的內(nèi)容，一般都會(huì)具有一定的規(guī)律，符合學(xué)生的認(rèn)知思維與邏輯思維。在新課改背景下，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，高中物理教師應(yīng)致力于提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。單元教學(xué)設(shè)計(jì)將單元視為整體，進(jìn)行科學(xué)化、系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)，有助于培養(yǎng)并提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。本篇文章以人教版高一物理必修第一冊(cè)第三章“相互作用—力”為例，進(jìn)行高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)探索。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中物理;教學(xué)設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，一線教師在設(shè)計(jì)教學(xué)方案時(shí)，一般以課時(shí)為單位。這樣的方式有利于學(xué)生學(xué)好每一節(jié)課的內(nèi)容，卻很難從整體上掌握一個(gè)單元的內(nèi)容，也無(wú)法理解單元內(nèi)容的內(nèi)在關(guān)聯(lián)[1]。久而久之，學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)就會(huì)缺乏系統(tǒng)性，呈現(xiàn)割裂化和零碎化的局面。通常情況下，教材設(shè)計(jì)者所編排的單元內(nèi)容常常是可以相互關(guān)聯(lián)的整體。若是教師在備課時(shí)沒有整體思維，只是單一地設(shè)計(jì)課時(shí)教學(xué)，不進(jìn)行總體構(gòu)思與歸納，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)存在較大的局限性。高中物理教師實(shí)施單元教學(xué)設(shè)計(jì)，可以以單元為單位，將所有內(nèi)容看作整體進(jìn)行科學(xué)化與系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計(jì)[2]。立足于單元教學(xué)設(shè)計(jì)觀察課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)，就是從整體看局部，有助于改變課時(shí)知識(shí)點(diǎn)零碎的局面，使得學(xué)生更容易整合學(xué)科知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)一步降低學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。對(duì)于教師而言，心中應(yīng)既有課也有課程，真正提升教學(xué)質(zhì)量與效率。

一、流程和案例

（一）流程

高中物理教師在明確單元和課時(shí)數(shù)以后，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，立足于整體角度做好單元課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)。通常情況下，若是所教內(nèi)容與概念規(guī)律有關(guān)，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)或是創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的課堂引入情境。若是所教內(nèi)容側(cè)重于實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，教師可以劃分學(xué)生小組，引導(dǎo)學(xué)生展開自主探究。若是所教內(nèi)容側(cè)重于復(fù)習(xí)鞏固，教師可以多教給學(xué)生有效的學(xué)習(xí)方法?？偠灾瑔卧虒W(xué)設(shè)計(jì)也應(yīng)包含許多基本環(huán)節(jié)。首先，應(yīng)立足于整個(gè)單元角度，圍繞單元主線來(lái)設(shè)計(jì)單元教學(xué)任務(wù)與單元教學(xué)目標(biāo)，并引導(dǎo)學(xué)生了解單元教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，以及相關(guān)的活動(dòng)，并以此為基準(zhǔn)，做好以課時(shí)為單位的教學(xué)設(shè)計(jì)工作，從整體上歸納整個(gè)單元的內(nèi)容，并進(jìn)行整合復(fù)習(xí)與評(píng)價(jià)。在這個(gè)過(guò)程中，教師所教授的單元內(nèi)容就會(huì)形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)，從一定意義上避免以課時(shí)為單位教學(xué)設(shè)計(jì)所出現(xiàn)的弊端，讓學(xué)科知識(shí)點(diǎn)不再碎片化，呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)化模式。要注意的是，高中物理教師在進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)和課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理分解單元教學(xué)目標(biāo)，并把重點(diǎn)放在目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，采用多元化的教學(xué)方法開展教學(xué)活動(dòng)，讓課堂不再千篇一律，提升教學(xué)質(zhì)量與效率。如此一來(lái)，教學(xué)設(shè)計(jì)也會(huì)變得更加具有針對(duì)性，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）案例

以人教版高一物理必修第一冊(cè)第三章“相互作用——力”為例。

1.單元教學(xué)任務(wù)

高中物理教師在進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)明確單元教學(xué)任務(wù)，以力的概念為綱，將單元教學(xué)內(nèi)容串聯(lián)起來(lái)，讓學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握本單元基本知識(shí)點(diǎn)，包括彈力、重力、摩擦力、力的合成分解、受力分析、共點(diǎn)力的平衡等。

2.單元教學(xué)目標(biāo)

高中物理教師在進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)明確單元教學(xué)目標(biāo)。首先，掌握常見力的基本特點(diǎn)以及方向、大小、作用點(diǎn)等要素。常見力包括重力、彈力、摩擦力。學(xué)會(huì)在具體情境或具體問題中進(jìn)行分析，了解其基本物理觀念。其次，設(shè)計(jì)研究彈簧彈力大小的實(shí)驗(yàn)，掌握其決定因素，了解力的分解與合成應(yīng)遵循的基本物理法則。完成探究實(shí)驗(yàn)，獲得科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)成果。在完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，感受科學(xué)探究的趣味性，分享實(shí)驗(yàn)成果，培養(yǎng)學(xué)生踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，讓學(xué)生真正體驗(yàn)科學(xué)猜想——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——形成結(jié)論的探究過(guò)程，讓每一個(gè)學(xué)生都能養(yǎng)成良好的科學(xué)思維[3]。最后，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)以致用，讓每一個(gè)學(xué)生都能掌握合成或分解力的方法，進(jìn)一步解決共點(diǎn)力平衡的相關(guān)問題。通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.單元教學(xué)重難點(diǎn)

高中物理教師在進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)明確單元教學(xué)重難點(diǎn)。首先，討論彈力方向，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，研究胡克定律;其次，產(chǎn)生靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的條件、方向、大小等因素;最后，學(xué)會(huì)正交分解法和合成法，能夠解決共點(diǎn)力平衡問題。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)活動(dòng)

本章節(jié)探究主題為力的概念，教師可以引導(dǎo)學(xué)生先了解與力有關(guān)的實(shí)例，然后教導(dǎo)學(xué)生掌握處理力的相關(guān)問題的有效方法，并鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)與方法解決與力有關(guān)的實(shí)際問題。高中物理教師單元教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)放在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力上，讓學(xué)生可以借助抽象的方法構(gòu)建物理理想模型，立足于物理視角看待生活中與力有關(guān)的現(xiàn)象，并掌握物理的內(nèi)在規(guī)律。

教學(xué)設(shè)計(jì)一：生活中常見的力

主題內(nèi)容為認(rèn)識(shí)生活中常見的力，主要包括重力、彈力、摩擦力。主題任務(wù)為借助演示實(shí)驗(yàn)、生活實(shí)例、探究活動(dòng)等手段，引導(dǎo)學(xué)生了解重力、彈力、摩擦力，分析具體情境或具體問題中的力。主題劃分為兩個(gè)課時(shí)，課時(shí)一為重力和彈力，課時(shí)二為摩擦力。教學(xué)設(shè)計(jì)的核心問題包括以下幾個(gè)：第一，力的本質(zhì);第二，力的三要素;第三，重力是如何產(chǎn)生的？重心有什么含義？第四，彈力的種類？產(chǎn)生彈力的原因？彈力的方向特點(diǎn);第五，彈簧彈力的大小;第六，產(chǎn)生靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的原因、方向、大小;第七，摩擦力的大小。主題評(píng)價(jià)要素包含學(xué)生的實(shí)踐能力、歸納能力、合作意識(shí)、分享意識(shí)、處理數(shù)據(jù)的能力、表達(dá)語(yǔ)言的能力等。

高中物理教師在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)借助實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題與解決問題的能力、猜想問題與假設(shè)問題的能力、獲取數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的能力、基于數(shù)據(jù)做出結(jié)論的能力、分享實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果的能力，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。所以本單元的重點(diǎn)活動(dòng)內(nèi)容為組織學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。

教學(xué)設(shè)計(jì)二：探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系

活動(dòng)名稱為探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系?；顒?dòng)目標(biāo)為借助探究實(shí)驗(yàn)獲得彈簧彈力大小與形變量成正比的關(guān)系。核心任務(wù)包括探究實(shí)驗(yàn)方向、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、歸納并得出結(jié)論。活動(dòng)重難點(diǎn)為明確實(shí)驗(yàn)研究方向，即彈力大小與彈簧形變量有關(guān)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用作圖法來(lái)處理相關(guān)數(shù)據(jù)?；顒?dòng)資源包括彈簧、鐵架臺(tái)、刻度尺、鉤碼、做圖紙等?；顒?dòng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括學(xué)生的動(dòng)手能力、合作意識(shí)、數(shù)據(jù)處理能力、歸納能力、語(yǔ)言表達(dá)能力等。

教師可以引導(dǎo)學(xué)生在彈簧下端懸掛質(zhì)量不同的鉤碼，并在實(shí)驗(yàn)表格中進(jìn)行記錄，包括彈簧在不同質(zhì)量鉤碼拉力下的長(zhǎng)度。彈簧的彈力等于鉤碼的重力，學(xué)生可以以彈力F為縱軸，彈簧長(zhǎng)度x為橫軸建立直角坐標(biāo)系，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，畫出F-x圖像，并由此歸納胡克定律。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)在于明確實(shí)驗(yàn)探究方向，也就是要研究彈簧彈力與形變量的關(guān)系，并不是研究其與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系。教師可以適當(dāng)提示學(xué)生，也可以鼓勵(lì)學(xué)生自己去嘗試，必然會(huì)有學(xué)生畫出彈力與彈簧長(zhǎng)度的圖像，物理教師則可由此進(jìn)行改進(jìn)并暗示學(xué)生尋找正確的方向。這樣的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程非常接近真實(shí)的科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)生在探究過(guò)程中會(huì)走一些彎路、犯一些錯(cuò)誤，物理教師應(yīng)花費(fèi)一定的時(shí)間與精力將這些錯(cuò)誤與彎路形成資源，教育學(xué)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的正確引導(dǎo)，學(xué)生在這樣的探究過(guò)程中更容易加深印象，提高自己的物理思維能力。在初中階段，因?yàn)閷W(xué)生知識(shí)積累不足、處理物理問題的能力有限，很多實(shí)驗(yàn)活動(dòng)無(wú)法深入進(jìn)行，其局限性較強(qiáng)。到了高中階段，物理探究活動(dòng)一般應(yīng)形成定量結(jié)論，其中最常見的圖像法在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)簡(jiǎn)潔而直觀，是學(xué)生容易學(xué)會(huì)的數(shù)據(jù)處理方法。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生深入探究物理知識(shí)，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過(guò)探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的良好習(xí)慣與良好意識(shí)，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)[4]。

三、單元教學(xué)設(shè)計(jì)的期待

在高中物理課堂上，單元設(shè)計(jì)的說(shuō)法由來(lái)已久。在新課改背景下，高中物理教師在進(jìn)行單元設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)創(chuàng)新理念與方法，做到以生為本，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，高中物理教師的單元設(shè)計(jì)往往以課時(shí)為單位，著眼點(diǎn)于每一節(jié)課上。換言之，高中物理教師的設(shè)計(jì)觀念中有著豐富的“樹木”，卻不存在與之對(duì)應(yīng)的“森林”。零碎的知識(shí)點(diǎn)很容易設(shè)計(jì)，但若是將其統(tǒng)籌、整合則具有一定的難度，需要高中物理教師進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。高中物理教師應(yīng)立足整體角度，以新的視角看待單元設(shè)計(jì)，始終位居單元高度，從微小知識(shí)點(diǎn)入手整合所有資源。這樣一來(lái)，高中物理教師就可以在準(zhǔn)備課程內(nèi)容的過(guò)程中把不同課時(shí)中的微小知識(shí)點(diǎn)整合起來(lái)，整體規(guī)劃單元內(nèi)容的難度，甚至是每一個(gè)單元中每一節(jié)課中微小內(nèi)容的難度。若有必要，高中物理教師也可以不按照教材中的章節(jié)安排進(jìn)行授課，可以依據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況將其組合打亂，重新安排教學(xué)。在這樣的模式下，高中物理教師更容易整合同類知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理知識(shí)時(shí)也會(huì)感到較為容易，有助于學(xué)生更加系統(tǒng)地掌握高中階段的物理知識(shí)。要注意的是，高中物理教師無(wú)論是基于何種理念或何種目標(biāo)進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)，在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)應(yīng)始終以課時(shí)為單位，在單元設(shè)計(jì)方面一定要注意課時(shí)安排，將整體單元設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為課時(shí)設(shè)計(jì)。

依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)學(xué)科教師在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)都必須以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為目標(biāo)。所謂素養(yǎng)一般指的是學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)所具有的基本能力與品質(zhì)。對(duì)于物理學(xué)科而言，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)具備科學(xué)的思想觀念、科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度、科學(xué)推理能力、科學(xué)探究能力等，其本質(zhì)上是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力、創(chuàng)造性思維能力、解決問題的能力。高中物理教師從單元的角度開展教學(xué)設(shè)計(jì)工作，在實(shí)際備課過(guò)程中也應(yīng)遵循以生為本的教學(xué)理念，讓學(xué)生成為課堂的主體。在以課時(shí)為單位進(jìn)行備課時(shí)，應(yīng)立足于整個(gè)單元的角度先加工整體內(nèi)容，然后以單元為概念劃分主題，科學(xué)地規(guī)劃教學(xué)重難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從易到難展開學(xué)習(xí)，讓學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，盡可能地提升學(xué)生的批判性思維能力和創(chuàng)造性思維能力，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

四、綜合分析與思考

力學(xué)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，是學(xué)生必須熟練掌握的基本概念，學(xué)生學(xué)習(xí)物理通常是圍繞力的概念鋪開深化的，包括牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量的轉(zhuǎn)化與守恒、電場(chǎng)、磁場(chǎng)作用等內(nèi)容，均與力息息相關(guān)。學(xué)生從初中時(shí)期開始接觸物理知識(shí)，已經(jīng)了解過(guò)基本的力學(xué)知識(shí)點(diǎn)，在生活中也具備與力有關(guān)的體驗(yàn)，很容易解決較為簡(jiǎn)單的二力平衡問題。到了高中階段，學(xué)生要解決的問題變得更加復(fù)雜，有多力不在一直線的受力分析，也有力的平衡問題。要完美解決這些問題，學(xué)生必須具備較高的邏輯思維能力、物理推理能力、知識(shí)歸納能力與問題探究能力。要知道，高中教學(xué)方式與學(xué)生以前所接觸到的教學(xué)方式不太相同，不再只是簡(jiǎn)單的重復(fù)，而是根據(jù)學(xué)生的知識(shí)積累情況不斷夯實(shí)基礎(chǔ)，提升學(xué)生的物理分析能力。根據(jù)力的概念，彈力、重力、摩擦力等內(nèi)容都可看作與力有關(guān)的實(shí)例。因?yàn)樵诔踔须A段時(shí)學(xué)生已經(jīng)了解了部分與力有關(guān)的內(nèi)容，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)方案時(shí)可以把彈力與重力放在一個(gè)課時(shí)內(nèi)，以此來(lái)進(jìn)行對(duì)比教學(xué)。當(dāng)學(xué)生能夠真正掌握力的處理方法時(shí)，就可以解決較為復(fù)雜的力的問題，這也是本單元的重難點(diǎn)。力的合成與分解互為逆運(yùn)算，但其具有相同的本質(zhì)，在不同情況下教師可以引導(dǎo)學(xué)生不同選擇，所以力的分解與合成也可以視作同一課時(shí)，新教材的編排已經(jīng)有所體現(xiàn)。當(dāng)學(xué)生了解完以上內(nèi)容后，就可以學(xué)習(xí)共點(diǎn)力的平衡，這是屬于力的應(yīng)用問題，難度較大，幾乎是學(xué)生高中學(xué)習(xí)時(shí)遇到的第一個(gè)難題。如果學(xué)生可以掌握力的概念與常見方法，就可以讓原本零散的知識(shí)點(diǎn)變得系統(tǒng)化，降低物理問題的難度，并為之后的學(xué)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師的教學(xué)設(shè)計(jì)以課時(shí)為單位，其眼中只能看到樹木而無(wú)法看到森林。因此，教師應(yīng)變換自己的視角，以單元為單位，整合教學(xué)資源，既可以避免課時(shí)知識(shí)的零碎化，也可以合理規(guī)劃單元中的重難點(diǎn)知識(shí)，甚至可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況重新組合知識(shí)點(diǎn)開展教學(xué)活動(dòng)。這樣一來(lái)，學(xué)生可以更好地整合知識(shí)點(diǎn)，降低了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)的難度，有助于更加系統(tǒng)地掌握不同內(nèi)容。當(dāng)然，教師也應(yīng)認(rèn)識(shí)到，無(wú)論基于何種因素進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，都要始終尊重學(xué)校教學(xué)的課時(shí)，單元教學(xué)設(shè)計(jì)也需要借助課時(shí)來(lái)安排，實(shí)際上還是轉(zhuǎn)化為課時(shí)設(shè)計(jì)，學(xué)科核心素養(yǎng)背景下的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)可以有效提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]余冬冬.基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)：以“圓周運(yùn)動(dòng)”學(xué)習(xí)為例[J].數(shù)理化解題研究，2021（6）：65-66.

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本文系呂梁市2020年度課題“基于核心素養(yǎng)的物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究”（課題編號(hào)：LK—19056）的成果。