基于核心素養的高中物理大單元教學探究

林莊瓊

伴隨著新課改的實施和推廣，各類新式教學方法逐漸引入到教育體系中，大單元教學模式改變了傳統的碎片式學習模式，將關聯性知識內容組合形成“大單元”，重構單元主題和單元課程內容，實現對教學內容的整體規劃，強化學生的學習效果和認知能力，建立起主題化的知識網絡，為學生學習理解物理知識提供優勢和助力。

一、高中物理大單元教學對培養核心素養的重要性

高中物理知識抽樣性較強，理解難度較高，應用大單元教學模式，教師可以圍繞主題學習目標重新整合與排布知識內容，并進行綜合設計、有序實施，將各類關聯性知識內容重新組合在一起，強化知識之間的關聯性，節約教學課時，方便學生整理知識和完成知識的自主預習活動，實現對學時的有效利用。此外高中物理大單元模式的建立對提升學生的物理學科核心素養具有重要意義，在整體化的教學模式中，設定核心素養培養目標對學生進行針對性培養，在目標和任務的驅動下完成知識整合與能力的提升，在學習物理知識的過程中將知識轉變為核心素養，為學生今后的學習及成長打下堅實基礎。

二、大單元教學模式特征

大單元教學模式圍繞真實性學習任務或學習主題展開，按照學科大概念將小學段化為整體教學框架，在教學框架下組織內容，以學生的學習認知規律為基礎設計教學活動，在內容設計上打破學科之間的限制，將多學科、多學年、多學期的課內外關聯性知識內容整合在一起，形成完整的知識鏈條，將知識點學習過程轉換為知識體系的補充過程，促進學生學習成長。

三、核心素養下高中物理大單元教學策略

（一）創設探究主題，培養科學思維

單元教學主題和活動主題是組建高中物理大單元教學框架的關鍵，教師在明確教學重點內容的前提下吸收關聯性知識內容，明確教學要點與課時排布次序，為后續的教學安排提供針對性指導，讓大單元教學模式在核心素養培養方面的優勢作用充分發揮出來。

在主題設計上，教學主題屬于知識性內容，活動主題屬于應用型內容，彼此相互關聯卻又存在根本性差異，教師授課時需要在審視教學內容的前提下提煉大單元教學主題，在明確教學主題的前提下設置活動主題，確定核心素養培養目標與細化的知識內容，為后續教學活動的開展打好基礎。

科學思維指人們從物理學視角認識事物本質和規律的方式，在分析、推理中深入探索知識內涵并提出質疑與創新性見解，為實現這一目標，教師應在高中物理大單元教學模式中配套設置探究性課程主題，在探究活動中引導學生結合所學物理知識內容分析各類生活、生產場景中的物理規律，完成物理核心素養的培養目標。

以魯科版高一物理必修第三冊第一章“靜電力與電場強度”為例，分析章節內容“靜電的產生及其微觀解釋”“庫侖定律”“電場與電場強度”“點電荷的電場勻強電場”“靜電的利用與防護”，所學知識內容與電荷有著直接關系，因此確定單元教學主題“電荷以及電荷的性質”。結合單元知識內容設計活動主題“靜電的應用”，在正式開始教學前引入靜電除塵、靜電噴霧、激光打印等現代技術，引導學生思考不同技術之間的共同性，激活學生的知識探究欲望。在此基礎上引入靜電現象及其原理，讓學生理解并掌握摩擦起電與感應起點的方法和原理，介紹電荷守恒定律，完成本課時的教學目標，最后圍繞靜電中出現的吸附和排斥現象引導學生思考：為什么電荷的存在會讓相隔一定距離的物體之間產生相互作用力，在探究中完成庫侖定律和電場含義的引入，為后續課時教學活動的開展打好基礎的同時，引導學生從生活現象和知識的應用環節引導學生觀察、分析、思考現象背后蘊含的知識內容，在探究中強化學生的觀察分析和推導歸納能力，實現科學思維的培養目標，讓學生認識到學習靜電知識的重要性，在主動學習探索中完成教學活動，提升物理教學的有效性和教學質量。

（二）設計學情指導，融入培養要求

高中學生經過小學、初中的知識學習后，不同學生個體之間的學習興趣、基礎知識能力、學習素養有著較大差距，為保證高中物理大單元教學模式能夠得到有效實施，發揮促進學生學習成長的積極作用，需要教育工作者在把握學生的認知規律、年齡特征的同時，從學生的學習、生活實際出發完成教學活動的設計和教學任務的排布，在教學中層層遞進、層層深入打通學生的思維環節，為學生學習物理知識打好基礎。

為此教師在設計“學習設計與指導”的過程中，需要從教材內容入手，結合各部分知識內容的學習理解難度，布置課時任務和學習目標，在專題教學的同時明確核心素養培養目標，結合能力提升目標設計教學內容、教學方法、難點問題、重點練習、重點提升，逐步貫穿高中物理知識點，最終將所學知識內容與社會生活實際結合在一起，實現對學生能力的培養。

以魯科版高一物理必修第一冊第三章“相互作用”為例，在教學活動開始前教師設計“學習設計與指導”，并指導制定高中物理大單元教學框架。

首先，分析具體學情，學生在初中階段學習了力、彈力、重力、摩擦力、牛頓第一定律和二力平衡等物理知識，為避免出現知識銜接不暢，在物理知識理解難度較大的情況，教師必須梳理高中物理教材內容，對比分析教學知識點內容的差異性和共同點，完善“學習設計與指導”。高中階段學習“相互作用”知識內容時，除認識重力、彈力和摩擦力外，還需要學生掌握胡克定律，了解動摩擦和靜摩擦現象，具備應用動摩擦因素計算滑動摩擦力的能力。高中物理知識與初中物理知識相比，知識內容具有一定相似性，需要學習的物理知識更加復雜。高中物理力學知識體系包括重力、彈力、摩擦力、牛頓第三定律、共點力、相互作用力與平衡力等知識內容。為降低知識學習難度，教師將重力、彈力、摩擦力知識置于起始課時，在起始課時中以“生活中力的運用”為主題設置知識內容，從分析力的性質入手逐漸引入力的作用方向、力的合成與分解等知識，降低知識的學習難度，保證學生能夠積極參與到教學活動中，為核心素養培養目標的落實打好基礎。

其次，結合學情確定教學方式與學科核心素養培養目標。高中學生的好奇心、探索欲望較強，希望在學習知識的同時了解知識的用途與內涵，渴望利用所學知識指導社會活動，而彈力、重力、摩擦力等知識內容與生活實際緊密聯系在一起，教學任務主要是了解彈力、重力、摩擦力產生的條件與決定力的大小的關鍵性因素等知識，與其他教學方法相比，實驗式的教學方法最為直觀且知識印象最為深刻，因此確定以實驗式的教學方法帶領學生感受不同類型的力的特點。

再次，結合教學方法和學科知識內容確定核心素養培養目標。在自主性的物理實驗中培養學生的實驗探究能力與科學態度和責任意識，以正確的態度和方式方法完成物理實驗活動，保證實驗活動的科學性和嚴謹性。

最后，教師圍繞核心素養目標與知識內容引入生活化問題，如分析計算雪地胎和四季胎的摩擦力大小，設計物理實驗驗證猜想；分析高壓氣槍的子彈發射過程中力的變化過程；了解農業生產拋秧技術中重力的應用原理，在探究現實場景中蘊含的物理規律的過程中踐行核心素養培養目標。

（三）任務匹配活動，踐行培養目標

大單元教學模式中高中物理知識被分為多個課時任務，教師應根據不同課時任務教學內容的差異性設置差異化的核心素養培養目標，結合核心素養內容設計多元化的教學活動，在學生參與教學活動的過程中學習物理知識，提升學生的思維能力，在活動中實現學生核心素養的針對性，為更深層次的思考與學習打好基礎。

高中物理學科具有一定的實踐性，教師在設計教學活動的過程中應結合知識的實踐性特征，合理運用情境創設、實驗驗證、分組討論、問題互動等多種活動形式，讓學生主動參與到物理教學活動中，在活動中踐行學科核心素養培養目標。

以魯科版高一物理必修第二冊第二章“拋體運動”為例，在大單元教學框架中，勻速直線運動、拋體運動、圓周運動、行星運動共同組成了物體運動主題知識框架，在開始學習“拋體運動”相關知識內容之前，已經完成了“勻速直線運動”單元知識的講解，為此教師在設計單元課時任務時可將“勻速直線運動”相關內容引入課時任務，結合任務內容針對性設計多元化的教學活動，在活動中培養學生的核心素養。

課時任務目標1：對比拋體運動和直線運動的差異，了解拋體運動的特征、條件、速度、方向。教師結合課時任務目標設計教學方法，用多媒體設備播放物體做拋體運動的視頻，將學生分為多個小組，以小組為單位圍繞視頻內容展開討論活動，在討論中深化學生對物理規律的認知和理解，培養學生的物理觀念。

課時任務目標2：完成曲線運動中力的合成與分解，嘗試用所學知識分析平拋運動中物體運動方向的特征和受力規律的變化，掌握平拋運動的規律和復雜運動時分解與合成力方向的方式。教師以課時任務目標為基礎設計教學方法，在課程開始階段導入歷史情境：關羽在歷史故事中因縱馬落入陷坑被擒，假設陷坑兩側的高度差是0.8m，水平間距是5m，在重力加速度為10m/s2，馬匹飛出的速度至少需要多大才能越過壕溝？創設情境激發學生的知識學習欲望，在知識的學習與應用中培養學生的科學思維能力。

課時任務目標3：讓學生學會使用物理公式y=v0t±1/2gt2、vt=v0±gt解決物理問題，認識到重力對拋體運動的影響，理解拋體運動與勻速直線運動和勻變速運動的合運動之間的關系。分析知識內容特點后，教師可采取對比實驗教學法，對比演示平拋運動和自由落體運動，在實驗中得出結論：平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動，在對比演示實驗中可以培養學生的實驗探究能力和科學態度與責任意識。在應用物理公式解決實際問題上，教師可應用問題互動教學法，列舉轟炸機空投炸彈的案例，與學生進行問答互動：“炸彈是自由落體運動嗎？怎樣確定投彈地點與目標的水平距離呢？怎樣確定炸彈的水平運動速度？怎樣確定炸彈的飛行時間？”在提出問題與學生進行交流討論的過程中完成高效的師生互動環節，在互動中引導學生應用所學物理知識解決生活問題，以此培養學生的科學思維能力。

（四）強化教學評價，明確培養主題

評價反思活動是大單元教學理念的重要組成部分，通過構建完善的教學評價系統，在課時教學任務完成后反思學習過程，在反思中復習所學知識內容，幫助學生和教師認識到任務活動中存在的問題，在反思中修改教學設計，提升教學質量，推動學生核心素養的形成。

為此教師可在授課中配套設置知識性評價和表現性評價環節，知識性評價通常以提問方式進行，在解答問題的過程中驗證學生對所學物理知識的理解和掌握情況。表現性評價主要用于分析學生的核心素養發展情況，要求學生在真實情境中運用知識和技能解決問題，記錄分析學生在解決問題中的表現，對比評價量規，以此判斷學生的核心素養是否得到發展。

以魯科版高二物理選擇性必修第一冊第一章“動量守恒定律及其應用”為例，在大單元教學模式中，本課時任務目標為理解動量守恒定律的具體含義，了解動量守恒定律的適用條件和適用范圍，能夠應用動量守恒定律解釋物理現象并計算相關問題。在核心素養培養方面，要求學生在學習與驗證動量守恒定律以及動量定理的過程中獲得物理觀念和科學思維能力的成長。為驗證核心素養培養目標是否能夠實現，教師可在教學評價環節中設計“水火箭制作”實驗環節，學生在評價環節中結合教師下發的文字資料了解水火箭的發射原理和大致設計思路。教師將學生分為多個實驗小組，以小組為單位開展實驗活動，教師在實驗中觀察記錄學生的活動參與程度、實驗設計方式、討論過程等信息，在實驗活動中引導學生圍繞水火箭制作的合理性、飛行平穩性、發射較多、水量大小、飛行高度、射程等關鍵要素展開討論，結合討論內容確定學生的知識學習情況，從實驗過程和實驗結果中了解學生的學習情況，結合記錄內容對學生在實驗設計和實驗操作中的行為進行打分評價，以此評判學生在實驗中展現出的物理觀念和科學思維能力，前后對比掌握學生的物理學科核心素養的成長情況。此外教師組織的實驗評價活動在一定程度上提升了學生的實踐操作能力和探究能力，在引導學生完成設計實驗的過程中使其認識到秉持科學態度與責任意識完成實驗操作的重要性，在評價環節中完成核心素養培養目標，讓科學評價、有效評價成為推動學生成長發展的堅實助力。

四、結語

綜上所述，在大單元教學模式中培養學生的核心素養，要求教師從學生的角度出發，結合具體學情和學生的成長要求，設計針對性的教學成長目標，圍繞目標設計多樣化的教學主題活動，在豐富多樣的教學活動中實現知識傳遞目標，使高中物理大單元式教學理念的教學價值最大化，學生的物理學科核心素養得到成長，為其今后的學習與發展奠定良好基礎。