基于大概念落實(shí)核心素養(yǎng)視角的高中物理單元教學(xué)研究

廖春輝

摘? 要：新課程改革對高中物理教學(xué)活動提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，教師不僅要為學(xué)生傳授基本的物理知識，也要注重培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。大概念是一種持久的思想，具有意義性、核心性、相對性、多樣性、持續(xù)性和流動性的特點(diǎn)。因此在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)以大概念作為教學(xué)的導(dǎo)向，落實(shí)對學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培育。本文將從“積極作用”“有效途徑”“實(shí)施策略”三個(gè)方面談一談如何基于大概念落實(shí)核心素養(yǎng)視角的高中物理單元教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高中物理；核心素養(yǎng)；單元教學(xué)；大概念；策略研究

一、單元教學(xué)的積極作用

（一）有利于促進(jìn)學(xué)生宏觀物理思維的發(fā)展

當(dāng)教師將大單元教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用于自己的課堂實(shí)踐時(shí)，可以給培養(yǎng)學(xué)生的宏觀物理學(xué)習(xí)思維帶來積極的效果。高中生的抽象聯(lián)想能力已經(jīng)非常成熟，因此，在整個(gè)單元的教學(xué)情況下，學(xué)生可以對聯(lián)想的知識更加敏感，從而協(xié)助教師設(shè)計(jì)課堂實(shí)踐活動，從更全面的角度應(yīng)用物理知識。單元教學(xué)幫助學(xué)生加強(qiáng)對各知識點(diǎn)之間聯(lián)系的理解，促進(jìn)學(xué)生物理思維能力的充分發(fā)展，積極促進(jìn)學(xué)生宏觀學(xué)習(xí)思維能力的應(yīng)用。此外，這也有利于學(xué)生在物理知識應(yīng)用的過程中，從整個(gè)單元知識的宏觀角度選擇更合適的解決問題的思路，從而提高學(xué)生應(yīng)用物理知識的能力。

（二）有利于優(yōu)化物理課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

教師采用的大單元教學(xué)方法，在課堂實(shí)踐中對優(yōu)化物理課程的設(shè)計(jì)具有非常重要的積極作用。在傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響下，物理課程的教學(xué)結(jié)構(gòu)已形成了一種僵化的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。對知識解釋的過度追求和解決問題技能的應(yīng)用導(dǎo)致了教師課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)忽視了學(xué)生的積極參與和思維活動的重要性。為了突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性，教師通過優(yōu)化課程設(shè)計(jì)，結(jié)合大單元教學(xué)理念的應(yīng)用，更有效地運(yùn)用學(xué)生活動，促進(jìn)物理課堂學(xué)生活動的合理設(shè)計(jì)。運(yùn)用有趣的課堂學(xué)習(xí)實(shí)踐來進(jìn)行物理知識的解釋，不僅能使物理課更加生動，而且還能充分調(diào)動學(xué)生的參與興趣，從而提高課堂教學(xué)的效率。

二、單元教學(xué)的有效途徑

（一）指導(dǎo)學(xué)生明確物理觀念

根據(jù)新課程改革的要求，教師應(yīng)創(chuàng)新高中物理的教學(xué)理念。因此，在以核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)的高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)重視學(xué)生物理概念的培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生對物理課程范圍的理解，提高學(xué)生區(qū)分物理和化學(xué)現(xiàn)象的能力，使學(xué)生對物理課程有系統(tǒng)、全面的理解，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，從而提高學(xué)生參加高中物理教學(xué)課的熱情和積極性。

例如在進(jìn)行“自由落體”這部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，為了讓學(xué)生直觀地理解自由落體運(yùn)動的基本規(guī)律，教師可以親自向?qū)W生展示自由落體運(yùn)動，并指導(dǎo)其總結(jié)物體進(jìn)行自由落體運(yùn)動所需的條件。同時(shí)，教師在教學(xué)“摩擦力”時(shí)，應(yīng)在課堂教學(xué)活動前準(zhǔn)備相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括木塊和彈簧秤，并指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動，以增強(qiáng)學(xué)生對影響摩擦力大小因素的理解。通過應(yīng)用上述方法，學(xué)生可形成物理知識的概念，提高物理知識的學(xué)習(xí)效果。在素質(zhì)教育理念推行的背景下，教師在開展教學(xué)活動時(shí)，有必要基于核心素養(yǎng)的角度創(chuàng)新教學(xué)方法，以此提升學(xué)生的綜合能力與素質(zhì)，為其今后的發(fā)展與學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。

（二）深化學(xué)生科學(xué)思維

物理知識是抽象的，掌握正確的學(xué)習(xí)方法是學(xué)生學(xué)好物理的基礎(chǔ)。加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，有利于促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高。當(dāng)學(xué)生形成科學(xué)思維時(shí)，會采用科學(xué)的方法來思考物理問題，這對學(xué)生今后的數(shù)學(xué)、生物以及化學(xué)等其他學(xué)科的學(xué)習(xí)都是大有裨益的。

例如教師在講授“平拋運(yùn)動”這一部分內(nèi)容時(shí)，在物理課堂教學(xué)活動中，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、理解能力以及接受水平等，將其劃分為六個(gè)小組，并引導(dǎo)各個(gè)小組學(xué)生開展“平拋小鋼球”的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察小鋼球在平拋水平儀以及平拋豎落儀的狀態(tài)，從而深化學(xué)生對學(xué)生平拋運(yùn)動性質(zhì)與特點(diǎn)認(rèn)識。通過該方法的應(yīng)用，可以發(fā)揮學(xué)生的主觀主動性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的有效培養(yǎng)。在這一過程中，學(xué)生的自主意識和科學(xué)評價(jià)能力將得到提高。

（三）發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

在傳統(tǒng)的高中物理課堂教學(xué)模式中，教師占據(jù)著主導(dǎo)地位，忽視了學(xué)生的主觀性，使其難以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)，必須重視開展物理實(shí)驗(yàn)探索活動，引導(dǎo)學(xué)生積極地進(jìn)行探索和思考。教師只提供幫助和指導(dǎo)，以加強(qiáng)學(xué)生對物理知識的理解和記憶，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)踐能力。

例如在講授“功率”這一部分內(nèi)容時(shí)，教師可借助于多媒體技術(shù)的應(yīng)用，分別向?qū)W生展示了兩張圖片，一張是挖掘機(jī)挖土的圖片，一張是工人單獨(dú)挖土的圖片，并引導(dǎo)學(xué)生思考兩種挖土方式的不同，在學(xué)生內(nèi)心充滿疑惑時(shí)進(jìn)行功率方面知識的講解，以此強(qiáng)化學(xué)生對功率概念、計(jì)算公式以及物理意義的認(rèn)識。又比如，教師引導(dǎo)學(xué)生將一塊硬幣放置于書本上，通過將書本傾斜以使之下滑，引導(dǎo)學(xué)生思考影響硬幣下滑速度的因素鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以加深對物理概念的理解。

（四）培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度

學(xué)生在學(xué)習(xí)任何一門學(xué)科時(shí)，都應(yīng)保持科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感，在物理教學(xué)活動中，教師應(yīng)保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，注意教學(xué)術(shù)語的準(zhǔn)確性，開展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度教育，為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。除此之外，教師可以利用課余時(shí)間，向?qū)W生講解古今中外著名的物理學(xué)家，如牛頓、愛因斯坦等，使學(xué)生接受物理學(xué)科中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感的熏陶。

例如在“萬有引力定律”這一部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，在物理課堂教學(xué)中借助于多媒體技術(shù)的運(yùn)用，向?qū)W生直觀地展示宇宙空間，并向?qū)W生講解牛頓是如何克服重重困難，反復(fù)論證獲得這一結(jié)論的過程，使其學(xué)生深受科學(xué)家勇于拼搏、越挫越勇的科學(xué)精神的感染，這樣就可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任的培養(yǎng)。同時(shí)也可以向?qū)W生展示物理知識的探索過程，這對提高學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要意義。

三、單元教學(xué)的實(shí)施策略

（一）立足單元目標(biāo)，有效聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容

以單元為整體的活動鏈設(shè)計(jì)，需立足統(tǒng)一的大任務(wù)情境背景下，以增強(qiáng)相互聯(lián)系，使學(xué)生能夠科學(xué)有效地掌握單元知識點(diǎn)，理解統(tǒng)一背景下的相互關(guān)系。也就是說，在整個(gè)單元活動鏈的設(shè)計(jì)中，有必要把握學(xué)時(shí)與上課時(shí)間之間的邏輯關(guān)系，并圍繞大形勢繼續(xù)開展知識教學(xué)。這樣，學(xué)生就可以逐步挖掘漸進(jìn)式教學(xué)單元中的相關(guān)知識點(diǎn)，從而提高對知識之間關(guān)系的理解，對物理知識的全面把握，形成完整的知識結(jié)構(gòu)，提高學(xué)習(xí)的整體質(zhì)量。

例如在“機(jī)械能守恒定律”單元教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)車輛行駛的情境，如“車輛由靜止開始行駛在平直公路上，途經(jīng)長下坡路段，由于剎車失靈沖上自救匝道”等，并搭配多媒體動態(tài)圖像的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，將此作為這一單元的大情境背景。在車輛行駛的不同路段中，逐步體現(xiàn)了功、功率、動能、勢能、機(jī)械能等物理量的建立過程，然后結(jié)合各階段的情況，引導(dǎo)學(xué)生逐一分析和學(xué)習(xí)知識的各個(gè)部分，如功與動能變化的關(guān)系、動能與勢能轉(zhuǎn)換的關(guān)系等。通過這種方式，反映了各種知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生鍛煉身體思維，構(gòu)建一個(gè)完整的知識語境，從而提高物理學(xué)的學(xué)習(xí)效果。單元教學(xué)活動鏈的具體設(shè)計(jì)上，教師可結(jié)合設(shè)計(jì)思路，立足單元大任務(wù)情境，結(jié)合具體課時(shí)安排，將之進(jìn)一步分解為具有前后邏輯關(guān)系的課時(shí)活動。例如教師可將其劃分為１２個(gè)課時(shí)，分別以功、功率、動能、勢能、機(jī)械能為主展開教學(xué)活動。第一、二課時(shí)，以功的教學(xué)為目標(biāo)，結(jié)合大情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會計(jì)算一般情況下的功，體會由特殊到一般的物理思想。如針對車輛在平路上的加速現(xiàn)象，教師可設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生思考功的概念，如車輛在行駛中受到的力有哪些？這些力是否有做功？其特點(diǎn)有哪些等。在學(xué)生了解功的概念之后，則可進(jìn)一步引出功能關(guān)系，為后面內(nèi)容做鋪墊。在第三、四課時(shí)中，則可引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注車輛行駛中，司機(jī)通過踩油門的方式在平直路上啟動、加速這一現(xiàn)象，并采取比較的方式，引導(dǎo)學(xué)生分析做功的快慢，把握功率的概念含義。例如當(dāng)做功相同時(shí)，時(shí)間不同；當(dāng)時(shí)間相同時(shí)，做功不同等。在此基礎(chǔ)上再提出新的問題，如“如若不斷加大油門，車輛在行駛過程中汽車的功率是否能無限增加？”等，為下一課時(shí)做相應(yīng)鋪墊。

（二）設(shè)計(jì)合理問題，營造趣味課堂氛圍

教師應(yīng)將教學(xué)與問題結(jié)合起來，讓學(xué)生有探索知識的愿望，創(chuàng)造一門有趣的課堂，也要讓學(xué)生把注意力集中在課堂學(xué)習(xí)上，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。合理設(shè)置學(xué)習(xí)問題也可以改變教師主導(dǎo)的課堂現(xiàn)狀。學(xué)生將在理解問題的同時(shí)，主動思考問題，并積極探索知識。此外，教師提出的一系列問題也可以使學(xué)生進(jìn)行知識總結(jié)，實(shí)現(xiàn)知識的概括和總結(jié)，建立完整的知識框架。

例如在“勻變速直線運(yùn)動的研究”單元教學(xué)時(shí)，以“自由落體運(yùn)動”教學(xué)為例。教師可以在課堂上進(jìn)行自由落體實(shí)驗(yàn)，選擇不同質(zhì)量的物體在真空環(huán)境和實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行自由落體實(shí)驗(yàn)，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生探索事先提出的問題答案，“物體的自由落體和什么有關(guān)？”“自由落體運(yùn)動實(shí)現(xiàn)在什么環(huán)境下會獲得最佳實(shí)驗(yàn)效果？”教師不應(yīng)該直接告訴學(xué)生問題的答案和實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，以便讓學(xué)生通過探索知識來加深對知識的印象。結(jié)論詢問完成后，教師可以繼續(xù)問：“如果給物體初始速度，會得到同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果嗎？”學(xué)生應(yīng)該深入思考。通過在課堂上引入問題，學(xué)生可以在實(shí)際探索中通過合作，積極探索知識，培養(yǎng)自己的學(xué)習(xí)能力。在整個(gè)教學(xué)過程中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)連鎖的教學(xué)問題，使學(xué)生在教師問題中緊密聯(lián)系起來，集中學(xué)生的注意力，幫助學(xué)生完成知識框架的構(gòu)建。

（三）運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效率

不同的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以喚醒學(xué)生的思維，因此教師在設(shè)計(jì)單元課程時(shí)，可以將物理學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。當(dāng)教師向?qū)W生解釋物理實(shí)驗(yàn)過程時(shí)，會激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的好奇心，從而提高注意力。物理實(shí)驗(yàn)與知識教學(xué)的區(qū)別在于，它可以更直觀地展示實(shí)驗(yàn)步驟和最終的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)習(xí)過程更加具體，讓學(xué)生將抽象的物理知識轉(zhuǎn)化為更具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，幫助學(xué)生更直觀地理解物理知識的實(shí)踐本質(zhì)。此外，當(dāng)學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，也可以更簡單地理解這些知識，從而建立學(xué)習(xí)物理的信心。

例如在參與“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生會對儀器產(chǎn)生好奇，教師可以利用學(xué)生興趣使其了解儀器的使用方法。在學(xué)習(xí)“運(yùn)動的描述”這一單元時(shí)，教學(xué)難點(diǎn)體現(xiàn)在物體的瞬時(shí)速度和平均速度，所以教師可通過讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)來轉(zhuǎn)換抽象的知識概念，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)可以強(qiáng)化自己的動手實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)之前，教師可以先讓學(xué)生理解學(xué)習(xí)過的知識，對打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行觀察，并閱讀打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說明書，了解其主要結(jié)構(gòu)和工作原理。在開始進(jìn)行準(zhǔn)備工作時(shí)，教師可以對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，讓學(xué)生學(xué)會如何使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。教師可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果了解相關(guān)知識來解決關(guān)鍵困難，同時(shí)也可以創(chuàng)造一種喜悅探索知識，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

四、結(jié)語

綜上所述，高中物理在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力方面起著非常重要的作用。培養(yǎng)核心素養(yǎng)，必須加強(qiáng)對高中物理教學(xué)的研究，以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)。從學(xué)科素養(yǎng)入手，通過對教學(xué)過程的合理安排，引導(dǎo)學(xué)生參與探究過程，建構(gòu)知識，形成科學(xué)思維。教師需對教學(xué)方法加以改革，突出學(xué)生思維、能力等培養(yǎng)目標(biāo)，對學(xué)生思想狀態(tài)加強(qiáng)關(guān)注，為其預(yù)留思考空間，完善思維，為其科學(xué)思維的提升奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［１］朱寧寧，崔琰． 以大概念統(tǒng)領(lǐng)單元教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)——以“機(jī)械能及其守恒定律”單元為例［Ｊ］． 物理教學(xué)探討，２０２１，３９（０２）：６．

［２］鄭飛，田馨銘． 基于核心素養(yǎng)引領(lǐng)下的高中物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)研究［Ｊ］． 讀書文摘（中），２０２０（０５）：１．

［３］張錦． 基于核心素養(yǎng)下的高中物理融合教學(xué)模式中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)策略研究［Ｊ］． 學(xué)周刊，２０２１（１２）：２１－２２．

（責(zé)任編輯：向志莉）