指向物理核心素養的單元設計的教學意義

如何在課堂教學中培育物理核心素養，確實是一個難題。本組專題的課題研究者從物理觀念的建構、科學方法的習得和科學思維培養的系統設計角度，倡導將研究的視角，從微觀的課時教學設計升格到中觀的單元設計，形成從“核心素養—課程標準—單元設計—課時計劃”的教學設計鏈環。近三年來，許幫正老師帶領的研究團隊立足課堂教學，從理論和實踐兩個層面不斷深入，理論模型、實踐案例等研究成果也不斷涌現。現談幾點個人的想法，以共同探索發展學生物理核心素養的教學方式。

一、發展學生核心素養的學科愿景及路徑探尋

《普通高中物理課程標準（2017年版）》指出，物理學是自然科學領域的一門基礎課程，旨在提升學生的物理學科核心素養，為學生終生發展奠定基礎。［1］“指向物理核心素養的單元設計”決定性的環節指向學科核心素養，整合不同的教學方略，意在幫助學生形成正確的物理觀念，掌握科學的探究方法，培養科學的思維。有如下路徑可循：

一是設計學習進階，促進學生物理觀念的形成。單元設計突破傳統教學中知識碎片化教學傾向，以學科知識系統化的邏輯結構為依據，聚焦核心概念的理解，設計學習主題和單元目標，分解制訂課時目標和具體學習任務，以關鍵問題驅動學生對概念的學習進階，以重要實驗發展學生對概念的深刻理解。以概念進階為路線的單元設計，能讓學生從物質、運動與相互作用、能量中某一維度整體認識自然，理解自然，構建物理圖景，形成物理觀念。

二是設計雙載體，凸顯科學思維和探究能力培養。以“問題鏈”為思維載體的問題導學，使學生在逐層推進的問題分析中，經歷基于事實建構物理模型的抽象過程，認識客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系，使他們養成思維的習慣，培養建模的意識與能力、質疑創新的品質。以“實驗”為“資源載體”的項目設計、探究式學習，引導學生在探究過程中體會科學研究方法，增加學生的實踐能力和創新意識。

筆者認為，在落實物理核心素養的教學中，科學思維及探究能力的培養至關重要，是形成正確的物理觀念的基礎。在單元設計中，要保持體現物理學科特質的傳統方式，凸顯實驗的特色，單元設計的意識是讓這些設計變得更有意義，指向更明確，希望課題研究在實驗研究方面能做出更多的創新，提供更為豐富的實驗資源載體。

二、基于學生學習立場的單元設計策略

美國教育心理學家加涅認為，教學設計必須以幫助學習過程而不是教學過程為目的。教學設計也是以“有目的”的學習而不是以“偶然”學習為目的。這意味著最終的目標與預期的學習結果指導著學習活動的設計。［2］遵循學習進階原則的教學目標設計、以問題鏈和實驗為載體的教學方法設計和針對預期目標檢測的評價設計，是基于學生立場探索核心素養培育的物理教學設計方略。具體策略如下：

一是單元設計遵循學習路徑。單元設計注重采用逆向設計的方法，在思考如何開展教與學的活動之前，從學生預期的學習結果出發，弄清楚要達到的單元學習目標（學生的預期學習結果）到底是什么？以目標作為起點來設計教學活動，有助于教師圍繞核心素養來思考學習結果，遵循學生的學習路徑，使教學設計指向追求學生理解。

二是單元設計注重情境創設。雖然學科知識本身蘊含著學科核心素養，但學科核心素養不可能像傳遞學科概念、命題和理論那樣，能通過簡單的方式來習得，而是需要創設問題情境，讓學生親身經歷學科概念、命題與理論背后所隱藏的核心素養。［3］因此，學科核心素養都不是直接由教師教出來的，而是通過創設學習任務、借助問題解決的實踐培育起來的。單元設計強調圍繞核心學習任務，以“問題鏈”和“實驗”作為載體，將學習內容蘊含在特定的問題情境中，讓學生經歷對情境中相關信息的感知，經歷抽象情境背后學科的本質的過程，這樣的經歷就是讓他們親歷相關知識產生的過程，知曉為什么要提出相關概念、怎么定義概念和能得出什么規律。

三是單元設計關注教學評價。單元目標回答了學生要到哪里去，“問題鏈”和“實驗載體”解決了去的方法，教學評價則能檢驗學生是否已經到那兒。課題研究提出以明晰的學習目標為前提、科學的評價標準為杠桿、適時的反饋與指導為保障，依據課程標準形成評價標準，通過課時的“形成性評價”和單元的“終端測量性評價”，不僅能對預期目標進行檢測，也使評價成為促進學習的一種方式。評價一直是教學的難點，也是廣大一線教師在課堂教學中不能很好把握的技能，希望課題研究能提供更多的關于評價的案例并提出操作建議。

三、立足學科內在邏輯的整體建構

學科知識本就是具備一定邏輯關聯的單元組成的整體。而教材編寫因受多方因素的約束，將學科知識分解成若干部分，從外形上看，教材呈現的知識看似是一個個獨立的部分，但這些獨立的部分卻有內在的聯系。單元設計以優化教學效果為導向，在系統思維的指導下，對教材中有明確邏輯關聯的內容進行分析、提煉，重新組合為相對完整的教學單元，并有序規劃各種教學要素的教學設計。從學習心理看，學習者也有感知整體的內在愿望和可能。“教材單元”（學科單元）的單元編制體系是以系統化的學科知識作為基礎，圍繞核心概念生成核心知識，構成以核心概念為主線的單元設計，將教材內隱的系統性以學習單元形式顯現化，其目標設計則是以學習進階理論為支撐，解析核心概念產生的緣由和核心知識間的上下位或并列關系。“經驗單元”（生活單元）是以學習者生活經驗作為基礎，以項目任務融合教學內容，形成單元的邏輯依據，對散落于教材一章或多章的內容進行重組，學生在知識體系的重組與應用中感知學科知識的系統性、整體性和關聯性，獲得應用知識和方法解決實際問題的能力。目前，高中物理的新教材還沒有出版，希望課題研究者能夠先就初中物理學習，先期提出初中物理教學中可以具體劃分為哪些單元，圍繞這些單元提供典型案例，給廣大一線教師提供探討和借鑒資源。

綜上所述，課題研究者倡導教學設計要從微觀課時設計走向中觀單元設計，倡導物理教學要從知識學習走向素養培育。能使教師獲得優化教學方法的可能，能更多地關注教學內容的本質、所蘊含的思想方法。通過統整課程邏輯下的單元學習，能使學生獲得完整的、可以應對復雜變化情況、解決真實問題的學科關鍵能力。這項研究是有意義、有價值的，希望課題研究者能聯合更為廣泛的群體，穩步、有序地開展好后續的研究。