摘 要：大單元教學(xué)更有利于學(xué)生系統(tǒng)性地記憶、理解知識，保證課堂學(xué)習(xí)效率。文章針對大單元教學(xué)的內(nèi)涵進(jìn)行了深入研究，提出了大單元教學(xué)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)核心素養(yǎng)，落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求的觀點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，以“萬有引力定理及其應(yīng)用”為實(shí)例，詳細(xì)闡述了如何設(shè)計與實(shí)施大單元教學(xué)，提升課堂教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中物理；大單元教學(xué)；應(yīng)用

相對于傳統(tǒng)單元教學(xué)模式來說，大單元教學(xué)更有利于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。但不可否認(rèn)的是由于各種因素的限制，大單元教學(xué)實(shí)施效果并不理想。高中物理教師若是想開展大單元教學(xué)，就應(yīng)深入把握大單元教學(xué)本質(zhì)，采用合適的手段、方式提升大單元教學(xué)的實(shí)施成效，切實(shí)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

一、大單元教學(xué)的內(nèi)涵

大單元教學(xué)是一種以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，按照一定邏輯關(guān)系將單元知識進(jìn)行系統(tǒng)性、整體性梳理，設(shè)計任務(wù)，促使學(xué)生在完成任務(wù)過程中學(xué)習(xí)知識、技能，通過概念理解完成知識遷移、應(yīng)用解決現(xiàn)實(shí)問題的課程組織方式。大單元教學(xué)是以大主題、大任務(wù)為中心，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的二次重組、開發(fā)，使其成為具有明確目標(biāo)、主題、任務(wù)、情境等集多種要素于一體的結(jié)構(gòu)化課程體系[1]。從本質(zhì)上來說，大單元教學(xué)的教學(xué)理念有別于傳統(tǒng)教學(xué)，注重知識整合。而新課程標(biāo)準(zhǔn)更注重以學(xué)科大概念為核心，課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、情境化的教學(xué)模式。所以，在設(shè)計、實(shí)施大單元教學(xué)時教師還應(yīng)充分考慮新課程標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是要考慮學(xué)科核心素養(yǎng)。從學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵入手，設(shè)計課程結(jié)構(gòu)，構(gòu)建課程內(nèi)容，改革教學(xué)方式，設(shè)計高質(zhì)量作業(yè)，優(yōu)化評價方式。只有這樣才能在實(shí)施大單元教學(xué)時落實(shí)核心素養(yǎng)，促進(jìn)教與學(xué)的同步提升。

二、高中物理大單元教學(xué)設(shè)計與實(shí)施

在高中物理教學(xué)中設(shè)計大單元教學(xué)計劃時要對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)要素、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化的處理，然后圍繞教學(xué)目標(biāo)整合學(xué)習(xí)內(nèi)容、設(shè)計教學(xué)活動、布置作業(yè)，創(chuàng)設(shè)出能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的學(xué)習(xí)情境，使其在自主學(xué)習(xí)中完成概念學(xué)習(xí)，形成各種關(guān)鍵能力[2]。另外，在信息技術(shù)背景下，教師還可以充分利用信息技術(shù)，改革大單元教學(xué)設(shè)計與實(shí)施手段，進(jìn)一步提升課堂的生動性、趣味性，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

（一）大單元知識分析、梳理

以“萬有引力及其應(yīng)用”大單元為例。該單元主要分為三個部分，依次是萬有引力定律及引力常量的測定、萬有引力定律的應(yīng)用、人類對太空的不懈追求。整體上來說，知識從淺到深、從易到難、由表及里，非常符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

首先，從邏輯順序方面來說，章節(jié)先是從開普勒三大定律入手，引出天體運(yùn)動向心力的性質(zhì)、作用，在學(xué)生初步認(rèn)知向心力之時引出了牛頓的研究成果——萬有引力定律。之后，從力學(xué)角度分析了萬有引力的定義、內(nèi)涵及重要意義，從卡文迪許實(shí)驗(yàn)原理入手引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識、學(xué)習(xí)萬有引力常數(shù)存在的意義及重要性，進(jìn)一步完善萬有引力定律知識體系。簡述了人類在太空探索方面獲得的成就，拓寬了學(xué)生的見識面。其次，從概念層級來說。涉及學(xué)科概念有運(yùn)動、相互作用、能量。重要概念為相互作用、機(jī)械運(yùn)動分類、機(jī)械能守恒、動能定理。基本概念有引力勢能、萬有引力、圓周運(yùn)動、行星運(yùn)動。最后，從認(rèn)知規(guī)律方面來說，在該單元教學(xué)中教師可以設(shè)計統(tǒng)領(lǐng)大篇章的情境、任務(wù)，通過視頻呈現(xiàn)課本導(dǎo)入部分，引領(lǐng)學(xué)生初步感知萬有引力、天文學(xué)發(fā)展，之后再設(shè)計具體的挑戰(zhàn)情境問題，引導(dǎo)學(xué)生一步步認(rèn)知、理解、應(yīng)用萬有引力，結(jié)合人類對太空探索的研究歷程，改變學(xué)生對天文學(xué)的認(rèn)識。

（二）大單元教學(xué)目標(biāo)的制訂

大單元教學(xué)目標(biāo)制訂除了要考慮高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)外，還應(yīng)考慮課程實(shí)際、學(xué)生學(xué)情。以“萬有引力及其應(yīng)用”大單元為例。從物理學(xué)科核心素養(yǎng)角度出發(fā)，大單元教學(xué)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出以下幾個方面的內(nèi)容：1.物理觀念方面。該章節(jié)主要是通過總結(jié)、歸納天體運(yùn)動規(guī)律，使學(xué)生形成天體運(yùn)動觀念。通過研究天體運(yùn)動性質(zhì)、物體相互作用，深化學(xué)生天體運(yùn)動及相互作用觀念，提升學(xué)生靈活運(yùn)用物理知識解決簡單問題的能力。2.在科學(xué)思維方面。通過開普勒規(guī)律學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到物理規(guī)律與生活實(shí)際之間的聯(lián)系，且能通過分析天體運(yùn)動規(guī)律獲得物理模型意識；通過學(xué)習(xí)萬有引力規(guī)律，形成系統(tǒng)性、整體性的邏輯思維。3.在科學(xué)探究方面。學(xué)生通過參與萬有引力規(guī)律學(xué)習(xí)，體驗(yàn)提出猜想、設(shè)計方案、分析論證、解釋交流等科學(xué)探究過程，形成探究能力、正確的科學(xué)態(tài)度；通過了解我國天文學(xué)發(fā)展流程，形成提問問題、解決問題的科學(xué)態(tài)度。4.在科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面。通過認(rèn)識、理解天體運(yùn)動規(guī)律、萬有引力規(guī)律，形成嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科研態(tài)度；通過感受我國科研成就，形成愛國精神，認(rèn)同國家提出的政策；體會科學(xué)家們實(shí)事求是、堅持真理的科學(xué)態(tài)度，形成尊重事實(shí)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯烤瘛?/p>

（三）單元教學(xué)設(shè)計思路

單元教學(xué)設(shè)計要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)水平、教學(xué)內(nèi)容，尤其是要考慮知識的邏輯規(guī)律，盡可能保證單元教學(xué)設(shè)計滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求。

針對該章節(jié)，可按照以下思路設(shè)計單元教學(xué)：在萬有引力定律及引力常量測定教學(xué)中，教師可以教材導(dǎo)入部分為教學(xué)素材，再適當(dāng)?shù)厝谌胧妨希曨l呈現(xiàn)早期中西方的天文學(xué)研究歷程，指出地心說、日心說爭論焦點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上明確開普勒行星運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)性及建立過程后，引出橢圓軌道特征，讓學(xué)生完成開普勒行星運(yùn)動規(guī)律的物理意義探究。在這一過程中可應(yīng)用的教學(xué)策略有：提供材料，讓學(xué)生深刻感知萬有引力規(guī)律；設(shè)計實(shí)驗(yàn)，深化學(xué)生對萬有引力定律的認(rèn)識；設(shè)計核心問題，深化學(xué)生理解開普勒三定律。

在萬有引力定律的應(yīng)用中，教師可以卡文迪許實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn)，引出萬有引力常量的物理意義；以教材閱讀為根本，讓學(xué)生通過閱讀感知萬有引力，設(shè)計簡單問題引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用力學(xué)知識推導(dǎo)、計算萬有引力。重點(diǎn)介紹人造衛(wèi)星，深化學(xué)生對萬有引力定律應(yīng)用的認(rèn)識，最后通過海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)使學(xué)生真正認(rèn)識到萬有引力定律的重要作用。在這一過程中可應(yīng)用的教學(xué)策略有：實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生體驗(yàn)物理學(xué)家的探究過程；閱讀、討論，加速學(xué)生思維碰撞，自主學(xué)習(xí)、整理、理解知識；探究活動，參與萬有引力定律應(yīng)用過程，感受萬有引力定律對天文學(xué)發(fā)展的積極作用。

在人類對太空不懈追求的部分中，以圖片或視頻呈現(xiàn)人類研究成果，讓學(xué)生了解地心說、日心說內(nèi)容及意義；通過牛頓大綜合、對太空的探索學(xué)習(xí)，體驗(yàn)萬有引力定律發(fā)現(xiàn)流程。在這一過程中可采用的教學(xué)策略有交流與討論，引發(fā)學(xué)生思考?；蜓菔緦?shí)驗(yàn)，促使學(xué)生自主探究、學(xué)習(xí)，最終形成自主學(xué)習(xí)能力。

（四）大單元教學(xué)實(shí)施

1.萬有引力定律及引力常量的測定

課堂導(dǎo)入階段：多媒體呈現(xiàn)星空圖片，讓學(xué)生感受星辰大海，體會宇宙浩瀚，認(rèn)識到人類的渺小、宇宙的偉大。視頻呈現(xiàn)嫦娥飛天、屈原天問，展現(xiàn)出古人對星空的渴望，使學(xué)生自動聯(lián)想到當(dāng)下我國對天文空間的研究，認(rèn)識到人類從未停止對太空的探索。此時，學(xué)生思維最為活躍。在此基礎(chǔ)上教師展示第一艘宇宙飛船登上月球、楊利偉登上月球、我國探月工程發(fā)回的月球圖片、神舟系列等圖片，提問：從這節(jié)開始我們將共同探討人類是如何探索太空的。

經(jīng)過一系列的課堂導(dǎo)入活動后，教師板書或大屏幕展示第一節(jié)新知識：行星運(yùn)動規(guī)律—開普勒三大定律。這些規(guī)律是由德國天文學(xué)家開普勒研究得來的。其中第一個規(guī)律是：所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道是橢圓，太陽處于橢圓一個焦點(diǎn)上。此時，提出思考問題：根據(jù)我們所學(xué)的橢圓知識，你能夠理解、判斷什么是行星的近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)嗎？之后，由學(xué)生討論、交流，運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行推導(dǎo)、下結(jié)論。接下來，按照這種思路進(jìn)行其他兩個定律的講解后提出綜合性的思考問題：第一，行星為什么會這么運(yùn)動？既不脫離太陽，也不墜向太陽。第二，是什么力可以讓地球上的物體總是落向地面。第三，使樹上蘋果落下的力、太陽與地球之間的吸引力這兩種力是不是同一種力呢？經(jīng)過學(xué)生討論，教師就可總結(jié)、引出新知識：萬有引力定律。在這一部分教學(xué)中教師可以根據(jù)教材內(nèi)容，利用多媒體詳細(xì)講解萬有引力定律的定義、公式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。最后，設(shè)計適當(dāng)?shù)木毩?xí)，加深學(xué)生對萬有引力定律的理解、應(yīng)用，適時地進(jìn)行課堂總結(jié)，幫助學(xué)生重新梳理、總結(jié)知識。

2.萬有引力定律的應(yīng)用

在學(xué)習(xí)這門知識之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、萬有引力定律等知識，具備了基本的問題解決能力。在這節(jié)課學(xué)習(xí)中教師就可以按照人造衛(wèi)星運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計分析現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、思考原理、解決問題的學(xué)習(xí)活動，突出學(xué)生主體作用，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

首先，導(dǎo)入階段，視頻展示嫦娥二號衛(wèi)星的發(fā)射視頻、我國第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射，之后提問學(xué)生：你們對衛(wèi)星了解多少呢？激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引出人造衛(wèi)星新知識。其次，在人造衛(wèi)星規(guī)律的探究中，教師出示表格展示天宮一號、東方紅一號兩顆衛(wèi)星在軌高度、運(yùn)行速度、運(yùn)行周期方面的區(qū)別，提問學(xué)生：不同衛(wèi)星的運(yùn)行軌道相同嗎？其運(yùn)行有什么規(guī)律？你能運(yùn)用所學(xué)知識解釋這種規(guī)律嗎？這時學(xué)生就可以觀察數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中存在的規(guī)律。同時，學(xué)生通過交流就可以從力、運(yùn)動的角度完成上述問題的分析。如果學(xué)生無法分析、推導(dǎo)，教師也可以與學(xué)生共同討論、分析，得到正確的結(jié)論。在這一過程中學(xué)生的數(shù)據(jù)分析、邏輯推理、合作交流等能力都會得到提升。再者，在宇宙第一速度、第三宇宙速度、人造衛(wèi)星發(fā)射速度與運(yùn)行速度的教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生建立運(yùn)動模型，通過分析、解釋、應(yīng)用模型，完成知識的學(xué)習(xí)、理解，使學(xué)生的認(rèn)知得到提升。例如：在第一宇宙速度教學(xué)中，教師可以先下定義，講解第一宇宙速度概念。提出思考問題：發(fā)射什么樣的衛(wèi)星比較容易。之后，學(xué)生討論，得到結(jié)論：高軌道發(fā)射衛(wèi)星比低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難，是因?yàn)楦哕壍腊l(fā)射衛(wèi)星時火箭要克服地球?qū)λ囊ψ龈嗟墓?。如果以第一宇宙速度發(fā)射衛(wèi)星則其剛好能在地球表面做勻速圓周運(yùn)動，如果小于第一宇宙速度發(fā)射則衛(wèi)星會落到地面而不能繞地球運(yùn)動。為了引發(fā)學(xué)生思維沖突，教師繼續(xù)提問：上述結(jié)論與半徑越大的軌道所運(yùn)行速度越小的結(jié)論矛盾嗎？引出發(fā)射速度、運(yùn)行速度兩個基礎(chǔ)概念。此時，教師就可以板書設(shè)計進(jìn)行新概念講解，引導(dǎo)學(xué)生類比，得出第二宇宙速度、第三宇宙速度的概念。最后，在發(fā)射原理的教學(xué)中，教師可先介紹牛頓的衛(wèi)星設(shè)想，詢問學(xué)生如何平拋物體才能拋遠(yuǎn)。學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)、所學(xué)物理知識很快就能夠得知拋出物體的速度越大，其拋出距離越遠(yuǎn)。這時教師就可以總結(jié)、提問：由于萬有引力在，衛(wèi)星若想落回地面，但又有一定的速度落不回地面是不是就形成衛(wèi)星了呢？那么物體要多大的速度才能剛好貼著地面轉(zhuǎn)？之后在學(xué)生討論中教師還可以適時點(diǎn)撥學(xué)生運(yùn)用萬有引力定律計算出能夠使物體貼近地面轉(zhuǎn)動的速度。這樣學(xué)生的思維會得到發(fā)展，問題解決能力也會得到提升。

3.人類對太空探索的不懈追求

相對來說，該節(jié)知識理論性、概括性有所降低。針對這一特點(diǎn)，教師可以用故事的形式講解，或者使用圖片、視頻等方式呈現(xiàn)知識，創(chuàng)建出生動、有趣的物理課堂，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時，提出問題引發(fā)學(xué)生思考、強(qiáng)化學(xué)生思維鍛煉。比如，在講解日心說、地心說之時，先不急于否定地心說，而是讓學(xué)生了解托勒密的解釋、哥白尼理論、伽利略被迫害，認(rèn)識到科學(xué)家們?yōu)槿招恼f的發(fā)展付出了血的代價，感受到探索太空的艱辛。接下來，可繼續(xù)用圖片、視頻方式呈現(xiàn)人類探索太空所取得的成就，重點(diǎn)展示我國在太空探索方面付出的努力，讓學(xué)生感受到我國航天事業(yè)的任重道遠(yuǎn)。最后，在學(xué)生完成閱讀后，詢問學(xué)生如何面對新的挑戰(zhàn)，發(fā)展我國航天事業(yè)，激發(fā)出學(xué)生的責(zé)任意識，培養(yǎng)出學(xué)生勇于擔(dān)當(dāng)、不畏艱難的學(xué)習(xí)精神，使其成為合格的社會主義建設(shè)者和接班人。

（五）教學(xué)評價

評價也是課堂教學(xué)的重要組成部分，對教與學(xué)的改進(jìn)非常重要。通過教學(xué)評價，教師可以全面評估課堂教學(xué)實(shí)施效果及學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，并以此為基礎(chǔ)改進(jìn)課堂教學(xué)，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生通過教學(xué)評價可以清楚地了解到自己的弱點(diǎn)，進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，完善自我。所以，在實(shí)施大單元教學(xué)時高中物理教師應(yīng)當(dāng)完善教學(xué)評價，設(shè)計科學(xué)的評價體系。

需要注意的是評價是面向未來、滿足教師發(fā)展的[3]。因而評價主體應(yīng)當(dāng)多元化、評價指標(biāo)應(yīng)當(dāng)科學(xué)化。以課堂上學(xué)生在小組內(nèi)的表現(xiàn)為例，教師對學(xué)生的評價應(yīng)當(dāng)放在成果展示、匯報表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論準(zhǔn)確性三個方面，對小組整體進(jìn)行評價。學(xué)生的互評、自評則應(yīng)體現(xiàn)在分工明確、配合度、參與積極性、溝通表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄等方面。同時，在信息技術(shù)背景下，教師還可以利用現(xiàn)代化的教學(xué)工具，讓學(xué)生在小組合作的過程中及時、精準(zhǔn)評價、打分，進(jìn)一步提升教學(xué)評價的有效性，促進(jìn)教師優(yōu)化教學(xué)課堂。

結(jié)束語

總而言之，大單元教學(xué)模式下，高中物理課堂應(yīng)當(dāng)突出學(xué)生主體，重視學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。教師應(yīng)當(dāng)深入研究高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)，采用合適的手段、方式，巧妙設(shè)計學(xué)習(xí)活動將其融入課堂教學(xué)中，使學(xué)生在溝通、探索中形成相應(yīng)的能力與品質(zhì)。只有這樣才能充分發(fā)揮出單元教學(xué)優(yōu)勢，提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量。

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